跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2010年7月21日；30(29):9695-707.
doi:10.1523/JNEUROSCI.0027-10.2010。

SIRT1对正常认知功能和突触可塑性至关重要

沙迪·米坎（Shaday Michán） 1, 李颖, 麦琪·孟小周（Maggie Meng-Hsiu Chou）, 爱德华多·帕雷拉, 葛焕英, 杰弗里·M·朗, 乔安妮·S·阿拉德, 凯特琳·刘易斯, 马歇尔·米勒, 魏旭, 罗纳德·F·梅尔维斯, 陈静（音译）, 凯伦·盖琳, 洛伊斯·史密斯, 迈克尔·麦克伯尼, 大卫·A·辛克莱, 米歇尔·鲍德利, 拉菲尔·德·卡波, Valter D Longo公司
附属机构

SIRT1对正常认知功能和突触可塑性至关重要

沙迪·米坎（Shaday Michán）等。 神经科学. .

摘要

正常认知功能的保持依赖于神经系统在细胞和分子水平上的正确表现。哺乳动物烟酰胺腺嘌呤二核苷酸依赖性脱乙酰酶SIRT1影响可能参与维持大脑完整性的不同过程，如染色质重塑、DNA修复、细胞存活和神经发生。在这里，我们发现SIRT1在海马神经元中表达，海马是学习和记忆的关键结构。我们结合行为学和电生理学范式，分析了SIRT1缺陷和过度表达对小鼠学习记忆以及突触可塑性的影响。我们证明，SIRT1的缺失会损害认知能力，包括即时记忆、经典条件反射和空间学习。此外，我们发现SIRT1基因敲除（KO）小鼠的认知缺陷与突触可塑性缺陷有关，而没有改变基础突触传递或NMDA受体功能。SIRT1-KO小鼠的大脑显示出正常的形态和树突状棘结构，但树突状分支、分支长度和神经元树突状树枝的复杂性减少。此外，在SIRT1-KO小鼠中还检测到细胞外信号调节激酶1/2磷酸化减少，以及涉及突触功能、脂质代谢和髓鞘形成的海马基因表达改变。相反，大脑中SIRT1高表达的小鼠表现出规则的突触可塑性和记忆。我们得出结论，SIRT1对小鼠的正常学习、记忆和突触可塑性是不可或缺的。

PubMed免责声明

数字

图1。
图1。
敲除小鼠海马神经元中SIRT1的缺失不会影响正常的大脑大体解剖结构。A类SIRT1-KO和WT Nissl染色冠状脑切片的代表性图像。SIRT1-KO大脑显示正常的大体神经解剖学。B类SIRT1-KO和WT小鼠冠状脑切片的免疫荧光。SIRT1和NeuN在不同区域的WT海马神经元中共定位，包括齿状回、CA1和CA3。SIRT1-KO切片显示海马神经元中SIRT1缺失，但NeuN染色未改变。
图2。
图2。
SIRT1的缺乏不会影响探索行为，但会导致即时记忆缺陷。A、 B类，SIRT1-KO小鼠与WT小鼠相比，在旷野中表现出正常的探索行为(A类)以及在竞技场中心的时间(B类) (n个=每个基因型4个；重量，3.6±1。05%; KO，3.4±1.5%）。C类，新物体识别测试显示SIRT1-KO小鼠对新物体的辨别能力正常(n个=每个基因型4个；训练WT，7±5；训练KO，12±6；试验重量，30±12；KO试验，40±13；第页> 0.5).D类与WT小鼠相比，Y迷宫中的自发交替减少(n个=每种基因型16个；WT 58±4 vs KO 48±2%*第页< 0.05). 数据表示平均值±SEM。E类苏木精和伊红染色以及isolectin（红色）、GFAP（绿色）和DAPI（蓝色）染色显示，SIRT1-KO和WT小鼠的视网膜横截面显示所有视网膜层（ONL，外核层；INL，内核层；GCL，神经节细胞层）的正常形态(F类). 比例尺，100μM。
图3。
图3。
SIRT-KO小鼠的联想记忆明显受损。A类，SIRT1-KO小鼠表现出略高的活性(n个=每个基因型4个；重量，5.5±0.6 cm/s；KO，8±1.2 cm/s*第页<0.05）但在训练期间，电击反应与WT小鼠相似。B、 C类，根据上下文进行短期调节(B类) (n个=每个基因型4个；重量，49±7%；KO，14±9%*第页<0.05）和长期(C类)（重量，n个= 13, 48 ± 6%; 让开，n个= 10, 4 ± 1.5%; **第页< 0.001).D类，冷冻到改变的环境并没有显示基因型之间的差异（WT，n个= 13; 让开，n个= 10). 与SIRT1-KO相比，野生型小鼠在改变的环境中表现出明显的恐惧反应减少，而在训练环境中表现为恐惧反应减少（分别为6±3 vs 48±6%；第页< 0.001).E类SIRT1-KO小鼠(n个= 10; 14±4%）也显示出与WT小鼠相比性能下降(n个= 13; 31 ± 6%; *第页< 0.05). 数据表示平均值±SEM。
图4。
图4。
SIRT1-KO小鼠表现出空间学习和记忆障碍。A类、SIRT1-KO小鼠的成功(n个= 5; 打开圆圈）在巴恩斯迷宫中找到逃生箱的次数低于WT小鼠(n个= 6; *第页< 0.001; 填充圆）。B类，与SIRT1-KO相比，WT小鼠发现逃生箱的潜伏期显著降低(*第页< 0.001).C、 D类，总错误数(C类)与第一个错误的偏差(D类) (*第页<0.001）在SIRT1-KO小鼠中均高于WT小鼠。E、 F类、WT的搜索策略(E类)和SIRT1-KO(F类)小鼠（串行策略，黄色；空间策略，绿色；随机策略，红色）。数据表示平均值±SEM。统计显著性值对应于整个采集阶段分析的曲线之间的差异*第页<0.05天，具有统计学意义。
图5。
图5。
缺乏SIRT1会降低海马突触可塑性。A类，电场EPSP斜率与电流输入（微安）的I/O图在WT中相似(n个= 7; 填充圆）和SIRT1-KO(n个= 8; 开环）小鼠，表明SIRT1的缺乏不会改变基线突触传递。B类，配对脉冲促进(n个=3每个基因型）在WT和SIRT1-KO小鼠中显示出相似的突触前可塑性。C类5×3和10×10 TBS诱发的海马CA1区LTP（EPSP斜率；WT，n个=5，填充圆；SIRT1-KO小鼠，n个=7，开圆圈）。5次3×100 Hz的刺激在两种基因型中都会诱发LTP，而10次10×100 Hz序列的刺激在对照组中会导致长期的LTP，但在SIRTI-KO小鼠中不会。D类两种基因型在TBS（短期增强）后的前2分钟内EPSP斜率平均值相似。E类，应用10×10 TBS方案后，EPSP斜率平均为30–40 min，与SIRT1-KO小鼠相比，WT动物的LTP诱导存在显著差异(*第页< 0.05,t吨测试）。数据表示平均值±SEM。
图6。
图6。
SIRT1-KO和NeSTO小鼠海马脑片CA1区的突发反应。采用两种不同的TBS方案，然后进行40分钟的试验脉冲记录。A类，5×3 TBS，5 Hz的5次脉冲（θ脉冲），每次脉冲由3个100 Hz的脉冲组成。B类，10×10 TBS，10θ突发，每个突发由10个100 Hz脉冲组成。TBS内每个脉冲的持续时间是测试脉冲的两倍。对于LTP诱导期间的每个突发响应，测量曲线下的面积，并将每个突发区域归一化为第一个突发区域。（模拟响应的底部面板没有缩放。）C、 天5×3 TBS引发的SIRT1-KO（开圈）和WT（填充圈）突发响应(C类)和10×10 TBS(D类).E、 F类5×3 TBS诱发的NeSTO（灰色条）和Nestin–Cre（黑色条）突发反应(E类)和10×10 TBS(F类) (第页<0.005，双向方差分析）。数据表示平均值±SEM。
图7。
图7。
SIRT1-KO小鼠的神经树突状树显示出比WT小鼠更少的分支和复杂性。A类Sholl分析显示，SIRT1-KO小鼠整个神经元树上的树突状物质显著减少；第页< 0.0001.B类SIRT1-KO小鼠树突状分枝长度（100±5.1%）比WT小鼠（122±10%）低22%；第页< 0.05).C类，SIRT-KO小鼠的神经元树突状突起表现出较少的复杂性(第页< 0.05). 所有分析的SIRT1-KO和WT对应于n个=4个大脑和n个=20个神经元（每个大脑5个神经元）。数据代表平均值±SEM。统计显著性值对应于在整个神经元树上分析的曲线之间的差异。星号显示了来自躯体的贝壳，统计意义为第页< 0.05.
图8。
图8。
海马体SIRT1的过度表达不会改变LTP或联想记忆。A类Western blot显示，与对照Nestin–Cre动物相比，NeSTO小鼠海马中SIRT1蛋白增加了约16倍。下面的数字显示了SIRT1相对于肌动蛋白的水平。B类NeSTO小鼠场EPSP斜率与电流输入（微安）的I/O曲线向左移动(n个= 14; 灰色圆圈）与Nestin–Cre相比(n个= 10; 黑圈；第页<0.0001，双向方差分析），表明基础突触兴奋性增加。C类，配对脉冲促进显示NeSTO小鼠的正常突触前事件(n个=每个基因型5个）。D类，5×3和10×10TBS可引发相似的LTP（EPSP斜率；n个=每个基因型7个）。E、 F类、恐惧对环境的制约(E类)或音调(F类)在Nestin–Cre(n个=14）和NeSTO动物(n个=18）在两个菌株中表现出相似的联想学习能力。数据表示平均值±SEM。
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

  • 神经元来源的雌激素调节突触可塑性和记忆。
    Lu Y、Saredid GR、Wang J、Wang R、Li Y、Dong Y、Zhang Q、Liu J、O'Connor JC、Xu J、Vadlamudi RK、Brann DW。 Lu Y等。 神经科学杂志。2019年4月10日；39(15):2792-2809. doi:10.1523/JNEUROSCI.1970-18.2019。Epub 2019年2月6日。 神经科学杂志。2019 采购管理信息：30728170 免费PMC文章。
  • 远程记忆差的SIRT3基因敲除小鼠的神经元数量和突触可塑性降低。
    Kim H、Kim S、Choi JE、Han D、Koh SM、Kim HS、Kaang BK。 Kim H等人。 《神经化学研究》2019年3月；44(3):676-682. doi:10.1007/s11064-017-2417-3。Epub 2017年10月26日。 2019年神经化学研究。 采购管理信息：29076061
  • 树突棘较小，突触传递较弱，但增强了缺乏Shank1小鼠的空间学习能力。
    Hung AY、Futai K、Sala C、Valtschanoff JG、Ryu J、Woodworth MA、Kidd FL、Sung CC、Miyakawa T、Bear MF、Weinberg RJ、Sheng M。 Hung AY等人。 神经科学杂志。2008年2月13日；28(7):1697-708. doi:10.1523/JNEUROSCI.3032-07.2008。 神经科学杂志。2008 采购管理信息：18272690 免费PMC文章。
  • BDNF对树突棘形态和海马功能的影响。
    von Bohlen Und Halbach O，von Bowlen Und哈尔巴赫V。 von Bohlen Und Halbach O等人。 《细胞组织研究》，2018年9月；373(3):729-741. doi:10.1007/s00441-017-2782-x.Epub 2018年2月15日。 《细胞组织研究》，2018年。 采购管理信息：29450725 审查。
  • [学习和记忆中的突触可塑性]。
    SkrebitskiĭVG，Chepkova AN。 SkrebitskiĭVG等人。 乌斯普·菲齐奥·诺克。1999年10月至12月；30(4):3-13. 乌斯普·菲齐奥·诺克。1999 采购管理信息：10612184 审查。 俄语。
查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Ahn HJ、Hernandez CM、Levenson JM、Lubin FD、Liou HC、Sweatt JD。c-Rel是NF-kappaB家族转录因子，是海马长期突触可塑性和记忆形成所必需的。学习记忆。2008;15:539–549.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Alarcón JM、Malleret G、Touzani K、Vronskaya S、Ishii S、Kandel ER、Barco A.CBP+/-小鼠的染色质乙酰化、记忆和LTP受损：Rubinstein-Taybi综合征认知缺陷模型及其改善。神经元。2004年；42:947–959.-公共医学
    1. Alcendor RR、Gao S、Zhai P、Zablocki D、Holle E、Yu X、Tian B、Wagner T、Vatner SF、Sadoshima J。Sirt1调节心脏的衰老和抗氧化应激。Circ Res.2007年；100:1512–1521.-公共医学
    1. Asher G、Gatfield D、Stratmann M、Reinke H、Dibner C、Kreppel F、Mostoslavsky R、Alt FW、Schibler U。SIRT1通过PER2脱乙酰化调节生物钟基因表达。单元格。2008;134:317–328.-公共医学
    1. Bach ME、Hawkins RD、Osman M、Kandel ER、Mayford M。CaMKII突变小鼠空间记忆而非上下文记忆受损，海马LTP在θ频率范围内选择性丢失。单元格。1995年；81:905–915.-公共医学

出版物类型