211service.com
Van muizen en geheugen
Het behandelen van hersenbeschadigde muizen met verbindingen die de genexpressie beïnvloeden, herstelt hun vermogen om langetermijnherinneringen op te roepen, volgens een onderzoek van deze week. Natuur . Het opvoeden van de muizen in een stimulerende omgeving heeft hetzelfde effect. De resultaten suggereren dat herinneringen, eenmaal geconsolideerd, toegankelijk kunnen blijven, zelfs na aanzienlijk verlies van hersencellen. Ze openen ook de mogelijkheid om medicijnen te ontwikkelen om het geheugenverlies te behandelen dat gepaard gaat met aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer en dementie.
Milieuverrijking: Muizen die in een interessante omgeving waren gehuisvest - in dit geval een grote kooi met speelgoed van verschillende kleuren, vormen en texturen en een loopwiel dat vrijwillige oefening mogelijk maakt - waren beter in staat om langetermijnherinneringen te herstellen na hersenbeschadiging. De bevindingen kunnen helpen bij de ontwikkeling van geheugenverbeterende medicijnen voor mensen.
Eerder onderzoek had resultaten opgeleverd die vergelijkbaar waren met de bevinding van de studie dat verrijking van de omgeving het leren kan verbeteren. Dat is niet erg, zegt co-auteur Li-Huei Tsai van MIT's Picower Institute for Learning and Memory, maar in termen van herstel van langetermijngeheugen ... waren we allemaal verbluft.
Tsai en haar collega's voerden de studie uit op muizen die genetisch gemanipuleerd waren om onder bepaalde omstandigheden een eiwit genaamd p25 tot expressie te brengen. Het eiwit veroorzaakt massale hersenceldood en is betrokken bij neurodegeneratieve ziekten. Onderzoekers kunnen de expressie van p25 in- en uitschakelen door het dieet van de muizen te controleren, waardoor naar believen hersenschade wordt veroorzaakt. Zonder het speciale dieet gedragen de muizen zich als normale muizen.
Om het geheugen van de muizen te testen, begonnen Tsai en haar collega's ze te conditioneren om bang te zijn voor een bepaalde plek. De muizen werden van hun kooien naar een kamer verplaatst die een interessante nieuwe omgeving bood die ze wilden verkennen, legt ze uit. Maar in die kamer kregen de muizen een lichte schok op hun voeten. Het doet geen pijn, zegt Tsai, maar ze haten het.
Deze angstconditionering wordt gecodeerd in het hippocampusgebied van de hersenen voordat het drie tot vier weken later wordt overgebracht naar de cortex, waar het een stabiel langetermijngeheugen wordt. Als de muizen daarna terugkeren naar de kamer, herinneren ze zich de slechte ervaring en bevriezen ze op hun plaats in plaats van te verkennen.
Na het vaststellen van dit geheugen in de genetisch gemanipuleerde muizen, veroorzaakten Tsai en haar collega's hersenbeschadiging door het p25-gen aan te zetten. Zoals verwacht verloren de muizen hun angst voor de kamer, niet bevriezen zoals normale muizen zouden doen na dezelfde conditionering.
Maar door de muizen met hersenbeschadiging een verbinding te geven die een histondeacetylase (HDAC) -remmer wordt genoemd, werden heel andere resultaten verkregen. Histonen zijn eiwitten waar DNA-strengen zich omheen wikkelen en vormen een structuur die chromatine wordt genoemd. De manier waarop chromatine zichzelf assembleert, beïnvloedt genregulatie en expressie. Muizen die een HDAC-remmer kregen, waardoor het DNA kan ontspannen van de histonen, waardoor het DNA toegankelijk wordt voor transcriptie, waren in staat om langetermijnherinneringen veel beter te herstellen dan onbehandelde muizen.
Deze verbeterde terugroepactie deed zich ook voor wanneer muizen met hersenbeschadiging die niet met de HDAC-remmer waren behandeld, in een verrijkende omgeving werden geplaatst. Volgens Tsai worden de muizen normaal in een kleine kooi gehouden met niet veel meer dan voedsel en water. Door ze naar een grotere kooi te verplaatsen met veel speelgoed, een loopwiel en andere muizen om mee om te gaan, kunnen ze veel actiever zijn, fysiek en mentaal, zegt ze. Muizen in deze stimulerende omgeving vertoonden een veel beter bevriezingsgedrag, wat aantoont dat ze hun langetermijngeheugen konden herstellen.
Zowel de HDAC-remmer als de verrijkende omgeving stimuleren waarschijnlijk de groei van verbindingen tussen neuronen, die de hersenen zodanig opnieuw bedraden dat langetermijnherinneringen toegankelijker worden, zegt Tsai. Je ziet niet per se een toename van het aantal neuronen, legt ze uit, maar je ziet wel een toename van de vorming van dendrieten en synapsen. In het geval van de HDAC-remmers kan het zijn dat het veranderen van de structuur van het chromatine ervoor zorgt dat genen die deze synaptische groei beïnvloeden, meer tot expressie komen.
De resultaten zijn zeer indrukwekkend, zegt Ya-Ping Tang , een neurobioloog aan de Universiteit van Chicago. Het laat zien hoe epigenetica - veranderde genexpressie die niet is gekoppeld aan veranderingen in het DNA zelf - betrokken is bij leren en geheugen, zegt hij.
Het is niet duidelijk waarom het veroorzaken van hersenbeschadiging bij de muizen de langetermijnherinneringen niet helemaal vernietigt. Onze studie kan daar niets over zeggen, zegt Tsai, maar het toont aan dat zelfs met dit aanzienlijke neuronale verlies, het niet genoeg is om geheugen kwijt te raken.
Tang zegt dat het te vroeg is om te zeggen of medicijnen op basis van dit mechanisme kunnen worden ontwikkeld om geheugenverlies bij mensen te helpen herstellen. Tsai en haar groep proberen nu andere HDAC-remmers bij muizen om te zien welke het beste werken. Het zal heel interessant zijn om te zien of HDAC-remmers bij mensen zullen helpen, zegt ze. Het biedt echt hoop voor mensen met neuronaal verlies en dementie dat er misschien iets aan gedaan kan worden.