Przywrócenie Ube3a identyfikuje wyraźne okna rozwojowe w mysim modelu syndromu Angelmana czesc 4

Napady drgawkowe powróciły 3 dni po zaprzestaniu leczenia. Procenty wskazują ilość zmutowanych myszy, u których wystąpiły napady drgawkowe po stymulacji audiogennej (patrz również Metody dodatkowe w celu uzyskania bardziej szczegółowych danych eksperymentalnych). Upośledzenie plastyczności hipokampu, mierzone za pomocą LTP u zmutowanych myszy, ulega poprawie po reaktywacji genu zarówno w wieku młodszym (C), jak i (D) dorosłym. Dane reprezentują średnią. SEM. W badaniach statystycznych zastosowano dwuczynnikową ANOVA z genotypem i traktowaniem jako zmienne niezależne. Wszystkie testy wykazały znaczący wpływ genotypu (patrz również Tabela uzupełniająca 2 dla porównań statystycznych). Liczba plasterków / myszy: reaktywacja młodocianych: WT; CreERT + Veh. (n = 16/4), WT, CreERT + Tamox. (n = 25/4), Ube3aStop / p +; CreERT + Veh. (n = 22/4), Ube3aStop / p +, CreERT + Tamox. (n = 22/5); Reaktywacja dorosłych: WT, CreERT + Veh. (n = 18/6), WT, CreERT + Tamox. (n = 37/8), Ube3aStop / p +; CreERT + Veh. (n = 23/4), Ube3aStop / p +, CreERT + Tamox. (n = 15/4). ** P <0,01. Aby zbadać, w jakim stopniu reaktywacja poporodowa Ube3a jest w stanie uratować fenotypy elektrofizjologiczne, zmierzono długotrwałe potencjalne wzmocnienie hipokampa (LTP), formę plastyczności synaptycznej wymaganą do neurorozwoju zależnego od doświadczenia. Co ciekawe, zaobserwowaliśmy pełne odzyskanie hipokampa LTP po reaktywacji genu Ube3a we wszystkich badanych punktach czasowych (Figura 4, C i D oraz Tabela Uzupełniająca 2), co wskazuje na brak krytycznego okna okresu dla ratowania tego ważnego fenotypu komórkowego. Częściowa reaktywacja genu u noworodków ratuje koordynację ruchową i fenotyp otwartego pola. Nasze dane sugerują, że UBE3A jest niezbędny w krytycznym okresie pomiędzy wczesną embriogenezą a trzecim tygodniem po urodzeniu, aby zapobiec szerokiemu spektrum deficytów podobnych do AS, z wyraźnym wyjątkiem defektów koordynacji ruchowej i hipokampa LTP. W celu dalszego udoskonalenia krytycznego okna okresu, następnie indukowaliśmy reaktywację genu natychmiast po urodzeniu przez podawanie tamoksyfenu do matek karmiących (Figura 5A). Skuteczność tej metody podawania tamoksyfenu zmniejszono w porównaniu z bezpośrednim traktowaniem potomstwa, uzyskując odpowiednio 44%, 34% i 63% poziomów WT UBE3A w hipokampie, korze i móżdżku (Figura 5B). Warto jednak zauważyć, że nawet przy obniżonym poziomie reaktywacji UBE3A, koordynacja ruchowa została całkowicie uratowana, a wydajność w teście otwartego pola została znacząco poprawiona (Figura 5C). Jednak deficyty typu AS utrzymywały się w innych paradygmatach behawioralnych, co sugeruje, że zależny od Ube3a krytyczny okres neurorozwojowy w fenotypach związanych z autyzmem w AS może nie rozciągać się znacznie poza poród. Alternatywnie, biorąc pod uwagę, że osiągnęliśmy tylko częściową reaktywację w okresie noworodkowym, pozostaje wyraźnie możliwe, że funkcjonalna plastyczność może wykraczać poza 3 tygodnie, ale jest widoczna tylko przy wyższej skuteczności reaktywacji Ube3a. Figura 5 Reaktywacja cząstkowa ekspresji Ube3a podczas pierwszego tygodnia po narodzinach łagodzi koordynację ruchową i deficyty pola otwartego. (A) Schematy reprezentujące reaktywację Ube3a osiągniętą przez podawanie tamoksyfenu (szare strzałki) do zapór laktacyjnych rozpoczynających się w dniu dostawy. (B) Analiza Western blot ekspresji UBE3A w hipokampie (n = 4 na genotyp), korowym (n = 5) i móżdżkowym (n = 5) tkankach zmutowanych myszy i ich współlokatorach z WT. Cienkie czarne linie na plamce hipokampa wskazują na nieciągłe próbki prowadzone na tym samym żelu. (C) Uratowanie przyspieszającego rotarod i uszkodzenia pola otwartego. Liczba użytych myszy (WT, CreERT + Veh./WT;CreERT+ Tamox./Ube3aStop/p+;CreERT+ Veh./Ube3aStop/p+;CreERT+ Tamox.) Do przyspieszania rotarod, testu zakopywania marmuru, testu otwartego pola i testu wymuszonego pływania: n = 14/12/14/11; do budowania gniazd, n = 12.12.12.11. Wszystkie dane reprezentują średnią. SEM. Do porównań statystycznych zastosowano dwuczynnikową ANOVA lub powtarzalne pomiary 2-drożnej ANOVA z genotypem i traktowaniem jako zmiennymi niezależnymi. Znaczący wpływ genotypu został zidentyfikowany we wszystkich testach behawioralnych (patrz Tabela uzupełniająca 2 dla porównań statystycznych). * P <0,05; ** P <0,01. Omówienie Nasze wyniki wskazują na istotną rolę Ube3a w rozwoju neuronalnym i definiują krytyczne okresy, w których reaktywacja genu Ube3a może polepszyć fenotypy podobne do AS. W szczególności, okno do poprawy koordynacji ruchowej rozwija się najdalej w rozwoju pourodzeniowym, podczas gdy fenotypy związane z autyzmem i lękiem wydają się być ustalone znacznie wcześniej. Natomiast na poziomie komórkowym wydaje się, że nie ma krytycznego okna do odwracania deficytów plastyczności. Stwierdzenie, że LTP można w pełni odzyskać we wszystkich grupach wiekowych, jest zgodne z wcześniejszymi ustaleniami wykazującymi, że hipokampalny niedobór LTP u dorosłych myszy AS jest odwracalny po ostrym leczeniu farmakologicznym inhibitorem ErbB lub wzmacniaczami kognitywnymi z ampakiną (18, 19). [patrz też: chirurgia klatki piersiowej, koktajl z natki pietruszki, skoki spadochronowe łódź ] [podobne: ostre zapalenie migdałków, młody jęczmień a odchudzanie forum, poradnia laryngologiczna olsztyn ]