Войти
Клеточный фактор транскрипции CREB (cAMP ответ элемент-связывающий белок) помогает обучению, стабилизации и восстановлению основанных на страхе, долговременных воспоминаний. Это происходит главным образом за счет его экспрессии в гиппокампе и миндалине. Исследования, подтверждающие роль CREB в познании, включают те, которые нокаутируют ген, снижают его экспрессию или сверхэкспрессируют.
Исследования показывают, что CREB играет роль в молекулярных этапах, которые стабилизируют память в мозге, в том числе эмоциональную память. Доказательства роли CREB в эмоциональной памяти можно разделить на три экспериментальные категории: негативные манипуляции (при которых уровни CREB были снижены), позитивные манипуляции (при которых уровни CREB были увеличены) и невмешательства (где эндогенные уровни CREB отслеживались до и после обучения).
Исследования Knockout в морских слизняках Aplysia показали, что уменьшение функции CREB блокирует долгосрочные изменения в синаптической функции, но не краткосрочные ед. Изменения синаптической функции (т.е. синаптическая пластичность ) необходимы для обучения и памяти. Доказательством этого является то, что линия мышей с целевым нарушением α- и δ-изоформ CREB показала неповрежденную кратковременную память, но нарушил долговременную память при выполнении нескольких поведенческих задач, включая контекстное кондиционирование и пространственное обучение в водном лабиринте Морриса, двух гиппокампальных -зависимых обучающих задачах. Кроме того, электрофизиологические исследования гиппокампа показали, что мутация CREB нарушает стабильность синаптической пластичности. Генетические исследования у дрозофилы также выявили роль CREB в памяти, предполагая, что CREB играет роль в эволюционном сохранении памяти.
Существует несколько методов нокдауна (снижения экспрессии) CREB:
Антисмысловые олигонуклеотиды (одиночные цепи ДНК или РНК, которые являются комплементарный выбранной последовательности) против гиппокампа CREB мРНК может снижать уровни CREB в течение 6 часов после инфузии и ухудшать пространственную память. Тесты, проведенные сразу после обучения, показали, что антисмысловые олигонуклеотиды против CREB не нарушают кратковременную память.
Другой стратегией вмешательства в функцию CREB является использование доминантного отрицательная трансгенная стратегия. В этой стратегии фрагмент гена CREB экспрессировался из трансгена у мышей. Полученный трансгенный белок был сконструирован таким образом, чтобы вмешиваться в нормальную функцию CREB путем конкуренции с CREB дикого типа (немутантный) за сайты связывания в ДНК ; в трансгенном белке отсутствуют домены, необходимые для образования функциональных комплексов. Чтобы регулировать, когда доминантный отрицательный фрагмент CREB мешает нормальной функции CREB, мутантная ДНК была использована для создания слитого белка, который также включал мутированный лиганд-связывающий домен (LBD) рецептор эстрогена, связывающийся с тамоксифеном, а не с эстрогеном. При воздействии тамоксифена доминантно-негативный фрагмент изменял конформацию слитого белка, становился активным и, следовательно, мог мешать сайтам связывания CREB. Одним из преимуществ этой индуцибельной трансгенной системы является то, что измененный белок постоянно присутствует и, следовательно, может быстро активироваться после введения тамоксифена.
Использование системы LBD для подавления функции белка CREB во время тренировки (с использованием парадигмы контекстного замораживания и тонового страха) вызывало дефицит долговременной, но не краткосрочной памяти. Нарушение функции CREB не повлияло на получение консолидированной памяти.
Малая интерферирующая РНК (миРНК) может вызывать избирательную деградацию мРНК интересующего белка. Инфузия сегментов миРНК против CREB вызвала дефицит как контекстуального кондиционирования, так и кондиционирования прямого следа.
Линия lacZ репортерных мышей (мышей которые имеют ген E.coli, прикрепленный к их гену CREB для производства белка, который легко визуализируется), при обучении с помощью контекстного протокола, показали более высокие уровни CREB-опосредованной транскрипции в CA1 и CA3 областей гиппокампа по сравнению с нетренированными мышами или мышами, которые не связывали контент с шоком (в условном рефлексе страха) из-за латентного ингибирования. Аналогичным образом, мыши lacZ, которые были обучены протоколу тонов, показали более высокие уровни CREB-зависимой транскрипции гена в миндалине, чем мыши без обучения или мыши в непарной группе. Не было различий в экспрессии CREB-зависимых генов в гиппокампе животных, обученных по протоколу тона.
Когда вирус простого герпеса, экспрессирующий CREB, был введен в миндалевидное тело мышей с нокаутом CREB, экспрессия CREB в миндалевидном теле устраняет дефицит, указывая на то, что миндалевидный CREB имеет решающее значение для памяти при кондиционировании тона. не подвергались систематическому анализу в области обусловливания страха, а исследования других парадигм обусловливания дали неоднозначные результаты. В исследовании 2001 года, в котором использовалась вирусная трансфекция для сверхэкспрессии CREB в базолатеральной миндалине крыс, было обнаружено, что сверхэкспрессия усиливает реакцию испуга, усиленную страхом. Это говорит о том, что уровни CREB ограничиваются во время приобретения потенцированного страхом испуга и что эти уровни связаны с силой этой формы памяти.
Более поздняя статья (2009), Используя аналогичный вирусный подход в гиппокампе, было обнаружено, что дополнительная экспрессия CREB может также усиливать контекстуальное кондиционирование страха, результат согласуется с ролью гиппокампа в этой форме кондиционирования. В то время как вирусный CREB обращал вспять дефицит кондиционирования у животных с нокаутом CREB, дополнительный CREB, по-видимому, не улучшал память контрольных животных дикого типа.
Хроническое усиление CREB с использованием генетических манипуляций на мышах, похоже, не улучшило память в задаче водного лабиринта. Другое исследование 2009 года, в котором сверхэкспрессия CREB с использованием тетрациклиновой трансгенной dox-системы, показало, что, хотя дополнительный CREB не усиливал приобретение, он действительно мешал восстановлению памяти, предполагая, что может быть оптимальный уровень активации CREB для нормальная функция памяти. Другие статьи предполагают, что CREB помогает контролировать врожденную возбудимость, обеспечивая дополнительный механизм, с помощью которого CREB может способствовать приобретению и выражению памяти. Повышенная экспрессия CREB-зависимого гена увеличивает возбудимость нейронов в базальной миндалине и способствует консолидации контекстуальной и управляемой памяти страха.
