社会認識記憶のノルアドレナリン作動性固定はβによって媒介される

Communications Biology volume 5、記事番号: 1097 (2022) この記事を引用

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5 オルトメトリック

メトリクスの詳細

社会認識記憶 (SRM) は、社会関係を維持し、生存率を高めるために重要です。 内側前頭前皮質 (mPFC) は、SRM 記憶に関連する重要な脳領域です。 ノルエピネフリン（NE）放出は、mPFC ニューロンの固有興奮性と興奮性シナプス伝達を制御しますが、SRM 保存中の mPFC への青斑核（LC）経路の回路における NE シグナル伝達の役割は不明です。 ここで、LC-mPFC NE 投影が双方向に制御された SRM 統合を発見しました。 プロプラノロール注入と mPFC における β-アドレナリン受容体 (β-AR) または β-アレスチン 2 ノックアウトは、SRM の強化を破壊しました。 β-アレスチンに偏ったシグナル伝達を穏やかに活性化できるβブロッカーであるカルベジロールを注射した場合、マウスはSRMの強化の有意な抑制を示さなかった。 mPFC における β1-AR または β-アレスチン 2 ノックアウトによって引き起こされる SRM 強化障害は、LC-mPFC NE 投影の活性化によって回復されませんでした。 しかし、mPFCにおけるLC-mPFC NE投影の阻害またはβ1-ARノックアウトによって損なわれたSRMは、mPFCにおけるβ-アレスチンシグナル伝達経路を活性化することによって回復した。 さらに、β-アレスチンシグナル伝達の活性化により、高齢マウスのSRMの強化が改善されました。 我々の研究は、LC-mPFC NE 投影が、β-アレスチンに偏った β-AR シグナル伝達を介して SRM の強化を調節していることを示唆しています。

社会認識記憶 (SRM) は、環境への適応、生殖、生存に不可欠な社会的関係 1 を確立および維持するために重要です 2,3。 げっ歯類では、SRM は、以前に遭遇したよく知られた同種よりも新しい同種を区別して好む能力によって評価されます。 他の形式の学習と同様に、不安定な痕跡が長期記憶に安定化されると、社会情報が獲得され、統合されます4。 SRM 統合の基礎となるメカニズムは不明です。

内側前頭前野（mPFC）は、幅広い社会的行動にとって重要です1,5。 mPFC は、腹側海馬 – mPFC、扁桃体 – mPFC、嗅覚 – mPFC 回路など、社会的記憶に重要ないくつかの神経回路に含まれています 6、7、8。 NMDA または AMPA/カイニン酸受容体アンタゴニストを mPFC に注入すると、SRM の固定化が防止されます9。 この証拠は、mPFC におけるグルタミン酸作動性シナプス伝達が社会的能力と社会的認識記憶を調節していることを示唆しています。 mPFC のニューロンの興奮性も社会的記憶にとって重要です。 mPFC の興奮性ニューロンは、社会的探索に向けて調整された個別のアンサンブルを形成し、社会的ターゲットに関する情報を伝達します10。 mPFC の興奮性ニューロンが活性化すると、社会的探索が減少します 11。 Shank3 欠損マウスにおける mPFC 興奮性ニューロンの化学遺伝学的活性化により、社会的認識の低下が回復します 12。 mPFC におけるタンパク質合成は SRM の強化に必要ですが、社会的認知には必要ではありません 13。 ノルエピネフリン (NE) は、注意、知覚、認知において重要な役割を果たす一般的な神経調節物質です 14。 中枢神経系における NE の主な発生源である青斑核 (LC) のノルアドレナリン ニューロンは、高度に分枝した軸索樹枝形成を通じて mPFC を含む前脳に広く投射します 15,16。 パッチクランプ記録では、NE の放出により mPFC ニューロンの固有興奮性が増強され 17、β-アドレナリン受容体 (β-AR) アンタゴニストによって遮断されることが示されています 18。 β-AR の活性化は、mPFC19 の錐体ニューロン上の興奮性シナプスのシナプス後反応も促進します。 ただし、LC-mPFC NE システムが SRM に関与しているかどうか、また mPFC の NE シグナリングが SRM 統合にどのように寄与するかは不明のままです。

β-AR は、NE に応答する典型的なヘテロ三量体グアニンヌクレオチド結合タンパク質 (G タンパク質) 共役受容体 (GPCR) です。 リガンド結合は、ヘテロ三量体 G タンパク質を動員する GPCR 構造変化を誘導し、アデニル酸シクラーゼの活性化を引き起こします。 さらに、GPCR のリガンド依存性リン酸化は β-アレスチンの動員を促進し、受容体の脱感作を誘導します 20。 さらに、β-アレスチンは足場タンパク質として機能し、G タンパク質とは独立してシグナル伝達経路を開始します 21。 我々の以前の研究は、嗅内皮質におけるβ-AR/β-アレスチンに偏ったシグナル伝達が物体認識記憶の再固定を媒介することを示した22。 しかし、社会的記憶における G タンパク質と β-アレスチンに偏った β-AR シグナル伝達の寄与は、依然としてほとんど知られていない。