La consolidación noradrenérgica de la memoria de reconocimiento social está mediada por β

Biología de las comunicaciones volumen 5, número de artículo: 1097 (2022) Citar este artículo

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La memoria de reconocimiento social (SRM) es fundamental para mantener las relaciones sociales y aumentar la tasa de supervivencia. La corteza prefrontal medial (mPFC) es un área cerebral importante asociada con el almacenamiento de SRM. La liberación de norepinefrina (NE) regula la excitabilidad neuronal intrínseca de mPFC y la transmisión sináptica excitadora; sin embargo, se desconocen las funciones de la señalización de NE en los circuitos de la vía del locus coeruleus (LC) hacia mPFC durante el almacenamiento de SRM. Aquí encontramos que las proyecciones LC-mPFC NE regulaban bidireccionalmente la consolidación de SRM. La infusión de propranolol y los receptores β-adrenérgicos (β-AR) o la eliminación de β-arrestina2 en el mPFC interrumpieron la consolidación de SRM. Cuando se inyectó carvedilol, un β-bloqueante que puede activar levemente la señalización sesgada por β-arrestina, los ratones no mostraron una supresión significativa de la consolidación de SRM. La consolidación deteriorada de SRM causada por la eliminación de β1-AR o β-arrestin2 en el mPFC no se rescató activando las proyecciones NE de LC-mPFC; sin embargo, el SRM deteriorado por la inhibición de las proyecciones NE de LC-mPFC o la eliminación de β1-AR en el mPFC se restableció activando la vía de señalización de β-arrestina en el mPFC. Además, la activación de la señalización de β-arrestina mejoró la consolidación de SRM en ratones de edad avanzada. Nuestro estudio sugiere que las proyecciones NE de LC-mPFC regulan la consolidación de SRM a través de la señalización de β-AR sesgada por β-arrestina.

La memoria de reconocimiento social (SRM) es fundamental para establecer y mantener relaciones sociales1, que son esenciales para la adaptación, reproducción y supervivencia ambientales2,3. En roedores, la SRM se evalúa mediante la capacidad de distinguir y preferir congéneres nuevos a congéneres familiares que se han encontrado previamente. Como ocurre con otras formas de aprendizaje, la información social se adquiere y se consolida cuando las huellas lábiles se estabilizan en la memoria a largo plazo4. Los mecanismos subyacentes a la consolidación del SRM no están claros.

La corteza prefrontal medial (mPFC) es fundamental para una amplia gama de comportamientos sociales1,5. El mPFC está incluido en varios neurocircuitos que son cruciales para la memoria social, incluidos los circuitos hipocampo ventral-mPFC, amígdala-mPFC y olfativo-mPFC6,7,8. Las infusiones de antagonistas de los receptores de NMDA o AMPA/kainato en el mPFC previenen la consolidación de SRM9. Esta evidencia sugiere que la transmisión sináptica glutamatérgica en el mPFC regula la capacidad social y la memoria de reconocimiento social. La excitabilidad neuronal en el mPFC también es fundamental para la memoria social. Las neuronas excitadoras del mPFC forman conjuntos distintos que están sintonizados con la exploración social y transmiten información sobre objetivos sociales10. La activación de neuronas excitadoras en el mPFC disminuye la exploración social11. La activación quimiogenética de las neuronas excitadoras mPFC en ratones con deficiencia de Shank3 restablece el reconocimiento social reducido12. La síntesis de proteínas en el mPFC es necesaria para la consolidación de MER, pero no el reconocimiento social13. La noradrenalina (NE) es un neuromodulador común que desempeña un papel clave en la atención, la percepción y la cognición14. Las neuronas de noradrenalina en el locus coeruleus (LC), la principal fuente de NE en el sistema nervioso central, se proyectan ampliamente al prosencéfalo, incluido el mPFC, a través de una arborización axonal altamente ramificada15,16. Los registros de parche-clamp han demostrado que la liberación de NE mejora la excitabilidad intrínseca neuronal de mPFC17, que está bloqueada por el antagonista del receptor β-adrenérgico (β-AR)18. La activación de β-AR también facilita las respuestas postsinápticas de las sinapsis excitadoras en las neuronas piramidales en la mPFC19. Sin embargo, aún se desconoce si el sistema LC-mPFC NE está involucrado en SRM y cómo la señalización de NE en el mPFC podría contribuir a la consolidación de SRM.

Los β-AR son receptores acoplados a la proteína de unión a nucleótidos de guanina (proteína G) (GPCR) heterotriméricos prototípicos que responden a la NE. La unión del ligando induce cambios conformacionales del GPCR que reclutan proteínas G heterotriméricas, lo que lleva a la activación de la adenilato ciclasa. Además, la fosforilación del GPCR dependiente de ligando promueve el reclutamiento de β-arrestina, lo que induce la desensibilización del receptor20. Además, la β-arrestina puede actuar como una proteína de andamio, iniciando vías de señalización independientes de las proteínas G21. Nuestros estudios previos demostraron que la señalización sesgada por β-AR/β-arrestina en la corteza entorrinal media la reconsolidación de la memoria de reconocimiento de objetos22. Sin embargo, las contribuciones de la proteína G y la señalización de β-AR sesgada por β-arrestina en la memoria social siguen siendo en gran medida desconocidas.

Dadas las consideraciones anteriores, el presente estudio se centró en las funciones de las proyecciones noradrenérgicas de LC-mPFC y los β-AR y sus vías de señalización posteriores en la consolidación de SRM.

Para determinar el efecto de las proyecciones NE de LC-mPFC en el almacenamiento de la memoria social, aplicamos una tarea de memoria de reconocimiento social de tres cámaras bien validada23. Expresamos eNpHR3.0-EYFP o ChR2-mCherry en neuronas LC NE en ratones TH-Cre y detectamos terminales NE en el mPFC (EYFP+ o mCherry+, Fig. 1a, b, g, h). La inhibición optogenética del terminal NE eNpHR3.0+ en el mPFC disminuyó significativamente la liberación de NE, mientras que la activación optogenética del terminal NE ChrimsonR+ en el mPFC aumentó significativamente la liberación de NE (Figuras complementarias 1a-d). En la sesión de habituación, que incluye la exposición inicial al aparato de tres cámaras, todos los ratones mostraron una preferencia similar por las dos cámaras exteriores. Durante la fase de entrenamiento (prueba de sociabilidad), los ratones pasaron significativamente más tiempo interactuando con un ratón nuevo (N) que en la jaula de alambre vacía (E) (Figura complementaria 1e, f), lo que sugiere una sociabilidad similar entre los dos grupos. Estimulamos selectivamente las proyecciones NE de LC-mPFC inmediatamente después de la prueba de sociabilidad (Fig. 1a, g). La prueba SRM se realizó 1 hora o 1 día después de que los ratones fueron expuestos al nuevo ratón, e implicó comparar el tiempo de interacción con el ahora familiar ratón (F) con la interacción con un segundo nuevo ratón (N). La inhibición optogenética de las proyecciones NE de LC-mPFC no cambió la preferencia por el nuevo ratón en la prueba 1 de SRM (Fig. 1c, d); sin embargo, disminuyó el índice de discriminación en la prueba 2 de SRM (Fig. 1e, f), lo que sugiere que se requieren proyecciones LC-mPFC NE para SRM a largo plazo pero no para SRM a corto plazo. Además, en la tarea SRM de tres cámaras, encontramos que la activación optogenética de las proyecciones NE de LC-mPFC después del entrenamiento no aumentó la exploración del nuevo ratón en la prueba SRM realizada 1 día después (Fig. 1i, j). SRM se desvanece rápidamente y persiste sólo durante días en ratones26. Cuando se realizó la prueba SRM 4 días después del entrenamiento, los ratones de control exploraron los ratones nuevos y familiares casi por igual, mientras que los ratones con activación de proyecciones NE de LC-mPFC mostraron una preferencia considerablemente mayor por el ratón nuevo que el del grupo de control. Fig. 1k, l), lo que sugiere que la mejora de la liberación de NE en el mPFC prolongó el mantenimiento de la memoria social y promovió la consolidación de SRM. La activación de los receptores β-adrenérgicos recluta la quinasa regulada por señales extracelulares (ERK), facilitando el mantenimiento de la potenciación a largo plazo y la formación de la memoria a largo plazo27. Por lo tanto, examinamos los niveles de pERK en mPFC después de la prueba de sociabilidad con estimulación láser. Descubrimos que la exposición a un ratón nuevo aumentó significativamente los niveles de pERK en el mPFC en comparación con los ratones expuestos a un ratón familiar o a la jaula de alambre vacía (Figura complementaria 2). Además, la inhibición de las proyecciones NE de LC-mPFC suprimió la activación de ERK en el mPFC después de la prueba de sociabilidad (Fig. 1m, n). La activación de las proyecciones NE de LC-mPFC aumentó la activación de ERK en el mPFC de ratones ingenuos, pero no mejoró aún más la activación de ERK después de la prueba de sociabilidad (Fig. 1m, o). Estos hallazgos indican que las proyecciones de LC-mPFC NE podrían regular la consolidación de SRM a través de señalización adrenérgica descendente, como la activación de ERK.

a, g Esquema experimental. Se inyectó AAV9-EF1α-DIO-eNpHR3.0-EYFP o AAV9-EF1α-DIO-ChR2-mCherry en el LC de ratones TH-Cre y se implantaron fibras ópticas bilateralmente sobre el mPFC. Las proyecciones LC-mPFC NE se estimularon ópticamente después del entrenamiento y las pruebas SRM se llevaron a cabo 1 h, 1 día o 4 días después del entrenamiento. Después de la prueba de sociabilidad, se administró láser (590 nm, 10 mW, constantemente durante 10 min; 473 nm, 5 mW, veinte pulsos de 5 ms a 25 Hz, cada 5 s durante 5 min). b, h Imágenes representativas de la expresión de eNpHR3.0-EYFP (b) o ChR2-mCherry (h) en LC con inmunotinción TH y punta de fibra óptica en mPFC. c, e, i, k Mapas de calor de la prueba SRM. d, f, j, l Gráfico estadístico del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [EYFP: n = 12, eNPHR3.0: n = 12. d Izquierda: ratón F × virus ( 1, 22) = 1,628, p = 0,215, ANOVA RM de dos vías; Derecha: Z = 70,000, p = 0,931, prueba U de Mann-Whitney. f Izquierda: ratón F × virus (1, 22) = 9,398, p = 0,006, ANOVA RM bidireccional; Derecha: t (22) = 3,807, p < 0,001, prueba t de Student de dos colas. mCherry: n = 14, ChR2: n = 12. j Izquierda: ratón F × virus (1, 24) = 1,860, p = 0,185, ANOVA RM bidireccional; Derecha: t (24) = −1,664, p = 0,113, prueba t de Student de dos colas. l Izquierda: ratón F × virus (1, 24) = 11,904, p = 0,002, ANOVA RM bidireccional; Derecha: t (24) = −3,983, p < 0,001, prueba t de Student de dos colas]. m Esquema experimental. Se inyectó AAV9-EF1α-DIO-eNpHR3.0-EYFP o AAV9-EF1α-DIO-ChR2-mCherry en la LC de ratones TH-Cre. Las proyecciones LC-mPFC NE se estimularon ópticamente después de la prueba de sociabilidad. 15 minutos después de la prueba de sociabilidad, se examinaron los niveles de pERK en el mPFC. n Transferencias Western representativas y gráfico de barras para los niveles de pERK en mPFC con inhibición de las proyecciones NE de LC-mPFC después de la prueba de sociabilidad [n = 7 para cada grupo. Sesión F × virus (1, 24) = 6,863, p = 0,015, ANOVA bidireccional]. o Western blots representativos y gráfico de barras para los niveles de pERK en mPFC con activación de proyecciones NE de LC-mPFC después de la prueba de sociabilidad [n = 5 para cada grupo. Sesión F × virus (1, 16) = 2,807, p = 0,113, ANOVA bidireccional]. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001 y ###p < 0,001 frente al grupo indicado. Barra de escala: 100 μm.

Eliminamos selectivamente Adrb1 o Adrb2 en las neuronas glutamatérgicas mPFC inyectando AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC de ratones Adrb1fl/fl o Adrb2fl/fl (Fig. 2a-f). En la tarea SRM de tres cámaras, los ratones con eliminación media o completa de β1-AR en el mPFC mostraron una preferencia disminuida por el nuevo ratón en la prueba SRM (Fig. 2g-i), mientras que los ratones con eliminación completa, pero no la media eliminación de β2-AR en el mPFC mostró una preferencia alterada por el nuevo ratón en la prueba SRM (Fig. 2j). Todos los ratones prefirieron el nuevo ratón a la jaula vacía durante la prueba de sociabilidad (Figuras complementarias 3a, b), lo que sugiere que la eliminación de β1-AR y β2-AR en el mPFC no afectó la sociabilidad. La eliminación selectiva de β1-AR en el mPFC no afectó la actividad locomotora (Figura complementaria 3c); sin embargo, sí aumentó los niveles de ansiedad, como lo demuestra la disminución de la distancia en el área central y la disminución del tiempo pasado en el área central durante la tarea de campo abierto y en el lado luminoso durante la tarea de caja L/D (Figura complementaria 3d-). h). La eliminación selectiva de β2-AR en el mPFC no tuvo un impacto significativo en la locomoción o los niveles de ansiedad (Figuras complementarias 3i-n). Estos resultados mostraron que los ratones con inactivación de β1-AR o β2-AR en el mPFC no pudieron demostrar memoria social, lo que indica que la expresión de mPFC β-AR es necesaria para la consolidación de SRM.

a, d Se inyectó AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC de ratones Adrb1fl/fl o Adrb2fl/fl y sus compañeros de camada WT. b, e, c, f Imágenes representativas y gráficos estadísticos de los niveles de ARNm de adrb1 y adrb2 en el mPFC por FISH. [c WT: n = 4 (3729 celdas), Adrb1fl/fl: n = 4 (3503 celdas), t (6) = 31,54, p < 0,001, prueba t de Student de dos colas; f WT: n = 4 (3192 celdas), Adrb2fl/fl: n = 4 (3538 celdas), t (6) = 3.543, p = 0.012, prueba t de Student de dos colas]. Barra de escala: 50 μm. g Esquema experimental. Se inyectó AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC de ratones Adrb1fl/fl o Adrb2fl/fl y sus compañeros de camada WT y heterocigotos. Cuatro semanas después, se realizó la tarea SRM. h Imagen representativa de la expresión de Cre-EGFP en el mPFC. Barra de escala: 500 μm. i, j Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación de los ratones con eliminación de Adrb1 o Adrb2 en el mPFC. [i WT: n = 13, Adrb1fl/+: n = 10, Adrb1fl/fl: n = 11. Ratón F × genotipo (2, 31) = 4,085, p = 0,027, ANOVA RM bidireccional; Derecha: F (2, 31) = 5,364, p = 0,01, ANOVA unidireccional. j WT: n = 15, Adrb2fl/+: n = 12, Adrb2fl/fl: n = 11. Izquierda: ratón F × genotipo (2, 35) = 4,433, p = 0,019, ANOVA RM bidireccional, Derecha: F (2, 35) = 4,139, p = 0,024, ANOVA unidireccional]. *p < 0,05, **p < 0,01 y ***p < 0,001 vs grupo indicado.

De acuerdo con los resultados anteriores, probamos los efectos del antagonista no selectivo de β-AR propranolol y carvedilol sobre la consolidación de SRM. Cuando se infundió propranolol bilateralmente en el mPFC inmediatamente después de la prueba de sociabilidad, el SRM a largo plazo se vio significativamente afectado (Fig. 3a-c), mientras que el SRM a corto plazo permaneció intacto (Fig. 4a-c complementaria). Además, la infusión de propranolol en el mPFC después del entrenamiento no afectó la consolidación de la memoria del condicionamiento del miedo (Figura complementaria 5). En contraste con los efectos del propranolol, el carvedilol, un antagonista β-AR sesgado por la proteína G28,29,30, no afectó la consolidación de SRM (Fig. 3d), lo que sugiere que la consolidación de SRM podría no depender de la vía de la proteína G. En las tareas de SRM, todos los ratones mostraron una preferencia significativa por el nuevo ratón sobre la jaula vacía durante la prueba de sociabilidad (Figuras complementarias 4b, d). Estos datos sugieren que la activación de β-AR en el mPFC está involucrada selectivamente en la consolidación de SRM, y que puede ser necesaria una señalización no dependiente de la proteína G para este proceso de memoria.

un esquema experimental. Se infundió antagonista β-AR, propranolol (10 μg) o carvedilol (5 μg) inmediatamente después del entrenamiento y se realizaron pruebas SRM 1 día después. b Imagen representativa de la implantación de la cánula en el mPFC. Barra de escala: 500 μm. c, d Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [c, Vehículo: n = 15, Propranolol: n = 13. Izquierda: ratón F × tratamiento (1, 26) = 6,906, p = 0,014, ANOVA RM de dos vías; Derecha: t (26) = 3,507, p = 0,002, prueba t de Student de dos colas. d Vehículo: n = 12, carvedilol: n = 14. Izquierda: ratón F × tratamiento (1, 24) = 2,707, p = 0,113, ANOVA RM de dos vías; Derecha: t (24) = −1,477, p = 0,153, prueba t de Student de dos colas]. e Imagen representativa de la expresión de Cre-EGFP en el mPFC. Se inyectó AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC de ratones Arrb2fl/fl y sus compañeros de camada WT. Barra de escala: 100 μm. f Gráfico de barras para el nivel de expresión relativo del ARNm de Arrb2. 4 semanas después de la inyección de AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en mPFC de ratones Arrb2fl/fl y sus compañeros de camada WT [n = 7 para cada grupo, t (12) = 4,515, p < 0,001, prueba t no pareada de dos colas] . g Transferencias Western representativas y gráfico de barras para los niveles de pERK en el mPFC con eliminación de β-arrestina2 [n = 5 para cada grupo. F ratón × sesión (1, 16) = 11,556, p = 0,004, ANOVA bidireccional]. h Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación. [WT: n = 12, Arrb2fl/fl: n = 15. Izquierda: ratón F × genotipo (1, 25) = 7,094, p = 0,013, ANOVA RM bidireccional; Derecha: t (25) = 2,557, p = 0,017, prueba t no apareada de dos colas]. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001 y ##p < 0,01 frente al grupo indicado.

Proponemos que la vía de señalización de β-arrestina en el mPFC podría estar involucrada en la consolidación de SRM. Para probar esta hipótesis, inyectamos AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC de ratones Arrb2fl/fl y eliminamos selectivamente la β-arrestin2 en las neuronas excitadoras de mPFC (Fig. 3e, f). La eliminación selectiva de β-arrestin2 en el mPFC disminuyó significativamente la preferencia por el ratón nuevo sobre el ratón familiar sin influir en la sociabilidad, los niveles de ansiedad o la actividad locomotora (Fig. 3h y Fig. 6a-g complementaria), lo que sugiere que la expresión de β-arrestin2 en el mPFC es necesario para la consolidación de SRM. Las β-arrestinas, que se encuentran aguas abajo de los GPCR, actúan como transductores de señales y median en la activación de una amplia gama de señales y respuestas celulares, incluida la activación de ERK30,31,32. Por lo tanto, examinamos la activación de ERK en el mPFC de ratones knockout de tipo salvaje (WT) y β-arrestin2 después de la prueba de sociabilidad. Los resultados mostraron que la prueba de sociabilidad aumentó significativamente los niveles de pERK en el mPFC de los compañeros de camada WT, pero no en los ratones knockout para mPFC de β-arrestin2 (Fig. 3g). Estos resultados indican que la vía de señalización mediada por β-arrestina juega un papel crucial en la consolidación de SRM.

Para confirmar que la consolidación NEérgica de SRM está mediada por β-AR y la vía de señalización sesgada por β-arrestina en el mPFC, realizamos la tarea de SRM con ratones knockout para mPFC β1-AR y β-arrestin2 con estimulación óptica de los terminales LC NE en el mPFC (Fig. 4a, b). La eliminación selectiva de β1-AR en el mPFC afectó la consolidación de SRM, que no fue rescatada por la activación optogenética de las proyecciones NE de LC-mPFC (Fig. 4c). Además, la consolidación de SRM deteriorada debido a la eliminación selectiva de β-arrestin2 en el mPFC no se restauró mediante la activación de las proyecciones NE de LC-mPFC (Fig. 4e). Además, los ratones WT con proyecciones NE de LC-mPFC activadas mostraron preferencias persistentemente mayores por el nuevo ratón que los ratones del grupo de control, mientras que los ratones con deleción de β1-AR o β-arrestin2 en el mPFC mostraron una discriminación alterada de la ratón nuevo 4 días después del entrenamiento incluso con la activación de las proyecciones NE de LC-mPFC (Fig. 4d, f).

un esquema experimental. Se inyectaron AAV9-EF1α-DIO-ChR2-mCherry y AAV9-THP-iCre en el LC, se inyectó AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC y se implantaron fibras ópticas por encima del mPFC de Adrb1fl/fl o Arrb2fl. /fl ratones. Cuatro semanas después, se realizó la tarea SRM. Para la estimulación de las terminales NE en el mPFC, se entregó luz azul (473 nm, veinte pulsos de 5 ms a 25 Hz, cada 5 s, 5 min de duración) después de la prueba de sociabilidad y las pruebas SRM se realizaron 1 día después. b Imágenes representativas de la expresión de ChR2-mCherry en LC, expresión de Cre-EGFP, terminales ChR2-mCherry+ y punta de fibra óptica en mPFC. c – f Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [c, d mCherry/EGFP, n = 12; ChR2/EGFP, n = 11; ChR2/Cre, n = 13; mCherry/Cre, n = 12. c Izquierda: ratón F × virus (3, 44) = 7,961, p < 0,001, ANOVA RM bidireccional; Derecha: F (3, 44) = 4,139, p < 0,001, ANOVA unidireccional; d Izquierda: ratón F × virus (3, 44) = 5,895, p = 0,004, ANOVA RM bidireccional; Derecha: F (3, 44) = 8,928, p < 0,001, ANOVA unidireccional. e, f mCherry/EGFP, n = 12; ChR2/EGFP, n = 13; ChR2/Cre, n = 13; mCherry/Cre, n = 12. e Izquierda: ratón F × virus (3, 46) = 7,304, p < 0,001, ANOVA RM bidireccional; Derecha: F (3, 46) = 7,469, p < 0,001, ANOVA unidireccional; f Izquierda: ratón F × virus (3, 46) = 10,826, p < 0,001, ANOVA RM bidireccional; Derecha: F (3, 46) = 9,586, p <0,001, ANOVA unidireccional]. Se inyectaron g scAAV1-hSyn-FlpO en la LC y AAV9-EF1α-fDIO-Cre-mCherry en la mPFC de ratones Arrb2fl/fl. Imágenes representativas de la expresión de Cre-mCherry en el mPFC. h Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [WT: n = 11; Arrb2fl/fl: n = 15. Izquierda: ratón F × virus (1, 24) = 4,7, p = 0,04, ANOVA RM de dos vías, Derecha: t (24) = 2,196, p = 0,038, t de Student de dos colas prueba]. *p < 0,05, **p < 0,01 y ***p < 0,001 vs grupo indicado. Barra de escala: 100 μm.

Los estudios muestran que los títulos altos de AAV1 exhiben propagación transináptica anterógrada33. Las inyecciones de AAV1 que expresa recombinasa Cre/FlpO en el área del cerebro que contiene neuronas presinápticas y simultáneamente AAV con un casete de expresión inducible por Cre/FlpO en el área aguas abajo, permiten el etiquetado selectivo de neuronas postsinápticas inervadas por la región presináptica34,35. Luego, inyectamos scAAV1-hSyn-FlpO anterógrado con un título alto en la LC y AAV9-EF1α-fDIO-Cre-mCherry en la mPFC de ratones Arrb2fl/fl, lo que permitió la expresión de la recombinasa Cre y luego la eliminación de β-arrestin2 en mPFC. neuronas inervadas por las neuronas adrenérgicas y no adrenérgicas de LC (Fig. 4g). Los ratones con eliminación selectiva de β-arrestina2 mostraron una menor preferencia por el nuevo ratón, lo que sugiere que la expresión de β-arrestina2 en el circuito LC-mPFC es necesaria para la consolidación de SRM (Fig. 4h). Todos los ratones mostraron una sociabilidad intacta (Figura complementaria 7). Los resultados anteriores indican que la regulación de la liberación de LC-mPFC NE durante la consolidación de SRM está mediada por la señalización β-adrenérgica sesgada por β-arrestina.

Desarrollamos un vector de virus adenoasociado y entregamos el mutante R165L rM3Dq (rM3Darr)36 al mPFC para activar farmacológicamente la señalización dependiente de β-arrestina con tratamiento con CNO. Primero confirmamos la activación de la señalización dependiente de β-arrestina en células N2a transfectadas con rM3Darr. Los resultados mostraron que el CNO (1 μM) aumentó significativamente los niveles de pERK entre 15 y 30 minutos después del tratamiento (Fig. 5a). Además, la eliminación de β-arrestina2 inhibió la activación de ERK inducida por el tratamiento con CNO (1 μM) en células N2a con expresión de rM3Darr (Fig. 5b), lo que sugiere que la activación de rM3Darr induce la activación de ERK dependiente de β-arrestina. Luego, expresamos rM3Darr-mCherry en el mPFC y realizamos un experimento SRM de tres cámaras (Fig. 5c, d). Los ratones tratados con CNO (1 mg/kg, ip) inmediatamente después de la prueba de sociabilidad no mostraron una mayor preferencia por el nuevo ratón durante la prueba SRM realizada 1 día después; sin embargo, mostraron una preferencia persistente por el nuevo ratón durante la prueba SRM realizada 4 días después (Fig. 5e, f), lo que sugiere que la activación de la señalización de β-arrestin2 promueve la consolidación de SRM. A continuación, expresamos rM3Darr-mCherry en mPFC y eNpHR3.0-EYFP en neuronas LC NE e implantamos fibras ópticas en mPFC (Fig. 5g). La inhibición optogenética de las proyecciones NE de LC-mPFC disminuyó la preferencia por el nuevo ratón, mientras que la activación de la señalización de β-arrestina mejoró significativamente la preferencia por el nuevo ratón (Fig. 5h), lo que sugiere que la activación de la vía de señalización de β-arrestina restauró el deterioro social. memoria causada por la inhibición de las proyecciones NE de LC-mPFC. Además, expresamos simultáneamente rM3Darr-mCherry y eliminamos β1-AR en el mPFC (Fig. 5i). Aunque la consolidación de SRM se vio afectada por la eliminación de β1-AR en el mPFC, la activación de la vía de señalización de β-arrestina restauró la memoria del ratón familiar y aumentó la preferencia por el ratón nuevo (Fig. 5j). Todos los ratones prefirieron el ratón nuevo a la jaula vacía durante la prueba de sociabilidad (Figura complementaria 8). Estos resultados sugieren que la consolidación de SRM puede promoverse mediante la activación farmacológica de la señalización sesgada por β-arrestina.

un CNO (1 μM) aumentó significativamente los niveles de pERK 15 a 30 min después del tratamiento en células N2a transfectadas con rM3Darr [n = 7 para cada grupo, 15 min: F (5, 36) = 5,261, p < 0,001, unidireccional ANOVA]. b La eliminación de Arrb2 inhibió la activación de ERK mediante el tratamiento con CNO (1 μM) en células N2a transfectadas con rM3Darr a los 15 min [n = 6 para cada grupo, F shRNA × tratamiento (1, 20) = 8,207, p = 0,010, ANOVA de dos vías ]. c Esquema experimental. Se inyectaron AAV9-hSyn-DIO-rM3Darr-mCherry y AAV9-CAG-Cre en el mPFC de ratones C57BL/6 J. Cuatro semanas después, se realizó la tarea SRM. A los ratones se les inyectó CNO (1 mg/kg, ip) después del entrenamiento y se realizaron pruebas de SRM 1 día y 4 días después. d Imagen representativa de la expresión rM3Darr-mCherry en el mPFC. e, f Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [Saline, n = 13; CNO, n = 15. e Izquierda: ratón F × tratamiento (1, 26) = 2,29, p = 0,142, ANOVA RM bidireccional; Derecha: t (26) = −1,121, p = 0,273, prueba t de Student de dos colas. f Izquierda: ratón F × tratamiento (1, 26) = 7,024, p = 0,014, ANOVA RM bidireccional; Derecha: t (26) = −2,579, p = 0,016, prueba t de Student de dos colas]. g Inyección de virus e imágenes representativas de la expresión de eNpHR3.0-EYFP en LC, expresión de rM3Darr-mCherry y punta de fibra óptica en mPFC. Se inyectó AAV9-EF1α-DIO-eNpHR3.0-EYFP en la LC, AAV9-hSyn-DIO-rM3Darr-mCherry y AAV9-CAG-Cre se inyectaron en la mPFC de ratones TH-Cre. Se implantaron fibras ópticas por encima del mPFC. h Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [EYFP/mCherry, n = 13; EYFP/rM3Darr, n = 12; eNpHR3.0/rM3Darr, n = 14; eNpHR3.0/mCherry, n = 13. Izquierda: ratón F × virus (3, 48) = 7,135, p < 0,001, ANOVA RM bidireccional, Derecha: F (3, 48) = 8,697, p < 0,001, uno -way ANOVA]. i Inyección de virus e imagen representativa de la expresión de rM3Darr-mCherry y Cre-EGFP en el mPFC. j Gráficos estadísticos del tiempo de exploración y puntuaciones de discriminación [Saline, n = 12; CNO, n = 15. Izquierda: F mous × tratamiento (1, 25) = 9,238, p = 0,005, ANOVA RM de dos vías; Derecha: t (25) = −3,638, p = 0,001, prueba t de Student de dos colas]. *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001 y ###p < 0,001 frente al grupo indicado. Barra de escala: 100 μm.

Una disminución en el aprendizaje declarativo y el rendimiento de la memoria es un hecho común asociado con el envejecimiento37. Nuestros resultados muestran que la consolidación de SRM se ve afectada en ratones de edad avanzada (>18 meses, Fig. 6a, b). Por lo tanto, expresamos rM3Darr-mCherry en el mPFC de ratones envejecidos (Fig. 6c). Los datos mostraron que el tratamiento con CNO (1 mg/kg, ip) después de la prueba de sociabilidad aumentó significativamente la preferencia por el nuevo ratón en la prueba SRM (Fig. 6d). Todos los ratones prefirieron el ratón nuevo a la jaula vacía durante la prueba de sociabilidad (Figura complementaria 9). Estos datos sugieren que la señalización sesgada por β-AR/β-arrestina podría ser un objetivo farmacológico potencial para mejorar la memoria social en personas mayores.

un esquema experimental. La tarea SRM se llevó a cabo en ratones de edad avanzada (>18 meses de edad). b Gráficos estadísticos del tiempo de exploración y puntuaciones de discriminación [Adulto joven, n = 12; Edad, n = 11. Izquierda: ratón F × edad (1, 21) = 9,816, p = 0,005, ANOVA RM bidireccional; Derecha: Z = 33,000, p = 0,045, prueba U de Mann-Whitney]. c Imagen representativa de la expresión de rM3Darr-mCherry en el mPFC. Se inyectaron AAV9-hSyn-DIO-rM3Darr-mCherry y AAV9-CAG-Cre en el mPFC de ratones envejecidos (>18 meses de edad). d Gráficos estadísticos del tiempo de exploración para los ratones familiares (F) y nuevos (N) y puntuaciones de discriminación [Saline, n = 11; CNO, n = 12. Izquierda: ratón F × tratamiento (1, 21) = 4,979, p = 0,037, ANOVA RM de dos vías, Derecha: t (21) = −2,95, p = 0,008, prueba t de Student de dos colas ]. e Modelo de trabajo que ilustra que las proyecciones LC-mPFC NE regulan la consolidación de la memoria del reconocimiento social a través de la señalización sesgada por β-arrestin2. *p < 0,05, **p < 0,01 y ***p < 0,001 vs grupo indicado. Barra de escala: 100 μm.

En este estudio, encontramos que las proyecciones NE de LC-mPFC controlaban la consolidación de SRM a través de la señalización sesgada por β-AR / β-arrestina en el mPFC (Fig. 6e). La activación de las proyecciones NE de LC-mPFC o la señalización de β-arrestina promovió el mantenimiento de la memoria social. Además, el deterioro de la consolidación de SRM causado por la inhibición de la proyección de NE o la eliminación de β1-AR en el mPFC se restauró mediante la activación de la señalización sesgada por β-arrestina.

La tarea de tres cámaras es un paradigma de prueba ampliamente utilizado para medir cuantitativamente la sociabilidad y la memoria social38,39. El ratón elige entrar en una de las tres cámaras; por lo tanto, la sociabilidad puede medirse comparando directamente la preferencia por un ratón nuevo con la preferencia por una jaula de alambre vacía. Con esta tarea, la memoria de reconocimiento social también se puede evaluar comparando las interacciones con un ratón nuevo con las interacciones con ratones familiares en cada cámara. Sin embargo, aún no está claro si los ratones prefieren la novedad social o simplemente la novedad en la jaula de alambre. Es posible que a los ratones sólo les importe que la jaula previamente vacía ahora contenga algo o un ratón nuevo.

Nuestros datos mostraron que la inyección de propranolol, un antagonista β-adrenérgico, o la eliminación de β-AR en el mPFC perjudicó significativamente la consolidación de SRM, mientras que la inyección de carvedilol, un antagonista no selectivo sesgado por la proteína β-AR G y un antagonista de α1-AR, indujo no existe tal deterioro. Los distintos efectos del propranolol y el carvedilol sugieren que el β-AR, pero no el α1-AR, en el mPFC participa en el proceso de consolidación de SRM. Muchos estudios han demostrado que el α2-AR en el mPFC está involucrado con la memoria de trabajo, llegando a diferentes conclusiones. Algunos estudios han informado que la activación de α2-AR perjudica las funciones de mPFC, como el rendimiento de la memoria de trabajo37,40. Sin embargo, otros estudios han informado que los agonistas adrenérgicos α2 mejoran las funciones de la corteza prefrontal, incluida la memoria de trabajo41,42. Además, se ha demostrado que la administración de un antagonista α2-adrenérgico (que aumenta las concentraciones de NE) mejora el reconocimiento social43. Debido a las expresiones diferenciales de los receptores adrenérgicos α y β en neuronas e interneuronas piramidales, es necesario estudiar más a fondo las diferentes funciones de α-AR y β-AR en el mPFC en la consolidación de la memoria de reconocimiento social.

Tras la unión del ligando, los receptores acoplados a proteína G (GPCR), incluidos los β-AR, experimentan cambios conformacionales que promueven su unión a proteínas G heterotriméricas y β-arrestinas. Estudios recientes han indicado que las proteínas G heterotriméricas y las β-arrestinas son capaces de interactuar de forma independiente y reclutar moléculas de señalización intracelular44,45. La mayoría de los ligandos que se unen a los GPCR tienen una actividad de señalización equilibrada o imparcial a través de proteínas G y β-arrestinas. También se han descubierto algunos ligandos con preferencia por una vía sobre otras vías. El carvedilol es un antagonista β-AR sesgado por la proteína G que activa levemente la señalización de β-arrestina. El propranolol es un antagonista completo que bloquea las vías de la proteína G y de la β-arrestina. Estudios anteriores han demostrado que el carvedilol promueve selectivamente el reclutamiento de Gαi a β1-AR, activando la vía sesgada por β-arrestina228,46 e induciendo la transactivación mediada por β1-AR del EGFR y la activación de ERK dependiente de β-arrestina230, lo que sugiere que β -arrestin2 puede mediar la señalización de β1-AR de forma independiente. Durante mucho tiempo se ha postulado que la vía de señalización convencional de proteína G/cAMP/PKA media el papel de los β-AR en la memoria. Estudios anteriores han demostrado que el bloqueo de la transmisión de β-AR con propranolol perjudica la consolidación o reconsolidación de la memoria durante el condicionamiento del miedo, el reconocimiento de objetos y la CPP inducida por la cocaína42,47,48. La inhibición de las actividades de ciertos componentes de las vías acopladas a la proteína G, como PKA y CREB, altera la consolidación y reconsolidación de la memoria49,50. Sin embargo, la reconsolidación de la memoria requiere la síntesis de proteínas pero no la activación de la PKA51. Nuestros estudios previos han sugerido que la señalización sesgada por β-arrestina en la corteza entorrinal media la reconsolidación de la memoria de reconocimiento de objetos, lo que sugiere que la vía de señalización dependiente de β-arrestina debería desempeñar un papel en el almacenamiento de la memoria. En este estudio, el carvedilol no suprimió los SRM en la prueba de retención de memoria 1, mientras que el propranolol sí lo hizo, lo que sugiere que la consolidación de los SRM después del entrenamiento podría no depender de una vía sesgada por la proteína G. Además, los ratones con inactivación de β-arrestina 2 en el mPFC mostraron una consolidación de SRM deteriorada. Cuando se activó la vía de señalización de β-arrestina después del entrenamiento, se promovió el mantenimiento de SRM y se rescató la consolidación deteriorada de SRM causada por la inhibición de las proyecciones de LC-mPFC o la eliminación de β1-AR. Por lo tanto, proponemos que la regulación de las proyecciones NE de LC-mPFC podría regular la consolidación de SRM a través de vías de señalización sesgadas por β-arrestina en el mPFC.

Estudios anteriores han indicado que los animales envejecidos muestran niveles de interacción significativamente reducidos con ratones jóvenes nuevos durante las tareas sociales, incluso en ausencia de deterioro cognitivo manifiesto52,53, lo que sugiere que los circuitos sociales son particularmente vulnerables durante el envejecimiento. Durante mucho tiempo se ha informado que las neuronas LC están significativamente reducidas en personas mayores54 y en animales que en individuos jóvenes55, lo que podría contribuir a problemas de memoria social en ratones de edad avanzada. En este estudio, encontramos que la activación directa de la señalización de β-arrestina mediante la estimulación de neuronas que expresan rM3Darr en el mPFC aumentó significativamente la exploración preferencial en ratones de edad avanzada. Por lo tanto, nuestro estudio demuestra que la señalización sesgada por β-arrestina es fundamental para el almacenamiento de SRM.

Recientemente, el concepto de sesgo de ligando en la señalización descendente de GPCR ha ganado cada vez más atención. Varios ligandos sesgados tienen potencial clínico, incluidos los ligandos sesgados por β-arrestina del receptor de angiotensina II tipo 1 (AT1R)56, los ligandos sesgados por proteína G del receptor μ-opioide (MOR)57 y los ligandos sesgados por β-arrestina del receptor de dopamina D258. Sin embargo, el número de ligandos sesgados que se han informado en la literatura aún es limitado. Nuestros resultados sugieren que la señalización sesgada por β-AR/β-arrestina es crítica para el almacenamiento de SRM, lo que demuestra el potencial para desarrollar nuevos agonistas de β-AR con activación específica sesgada por β-arrestina para mejorar la memoria.

Nuestro estudio sugiere que las proyecciones de LC-mPFC NE regulan la consolidación de la memoria de reconocimiento social a través de las vías de señalización sesgadas por β-AR/β-arrestina, lo que proporciona evidencia de las funciones neurobiológicas de la vía sesgada por β-arrestina en el almacenamiento de la memoria. Estos datos indican que los ligandos β-adrenérgicos con tendencia a la β-arrestina pueden ser un objetivo farmacológico potencial para mejorar el almacenamiento de la memoria y tratar enfermedades psicológicas.

Nuestro laboratorio desarrolló ratones macho transgénicos Adrb1fl/fl y Adrb2fl/fl y los retrocruzó más de 10 veces con la cepa C57BL/6J (Adrb1: ENSMUSE000000000294435; Adrb2: ENSMUSE00000399288). Arrb2fl/fl fueron amablemente proporcionados por el profesor Pei Gang (Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghai, Academia de Ciencias de China). Los ratones TH-Cre se adquirieron en Jackson Laboratory (número de stock: 008601). Se adquirieron ratones macho C57BL/6J de cinco semanas de edad en el Shanghai Laboratory Animal Center, CAS. Todos los ratones se alojaron en grupos con 3 a 4 por jaula en un ciclo de luz y oscuridad de 12 h (20:00 a 8:00 con luz encendida) con acceso a agua y comida ad libitum. Se utilizaron ratones adultos (de 8 a 10 semanas de edad) y ratones de edad avanzada (>18 meses). Todas las pruebas de comportamiento se realizaron durante el período de apagado de la luz. Todos los tratamientos con animales se ajustaron estrictamente a la Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio de los Institutos Nacionales de Salud y fueron aprobados por el Comité de Uso y Cuidado de Animales de la Facultad de Medicina de Shanghai de la Universidad de Fudan. Las crías se genotiparon utilizando los siguientes conjuntos de cebadores: 5'-CTGTTCGCATCGGAATGAAGC-3'; 5'-TGACGTCATGAACTGGGATTTCAG-3' (ratones Adrb1fl/fl); 5′-TTGCCGCAGTCTGAAGAAGC-3 ′; 5′-AGGAAGGATTGTCTCCCAGTATGAC-3' (ratones Arrb2fl/fl); 5'-GGTTGCACAGCAGCCCTAGAT-3'; 5'-CCGTTATGGCACCAGACTTTAGG-3' (ratones Adrb2fl/fl); 5'-GAGACAGAACTCGGGACCAC-3'; 5'-AGGCAAATTTTGGTGTACGG-3' (ratones TH-Cre). Todos los sujetos conductuales se habituaron individualmente al experimentador al menos durante 3 días.

Se disolvió propranolol [(+/−)-propranolol HCl] (Sigma-Aldrich, #P0884-1G) en solución salina. Se disolvió carvedilol (Tocris Bioscience, #2685) en solución salina que contenía dimetilsulfóxido al 1%. Se infundió bilateralmente propranolol (10 μg) o carvedilol (5 μg) en el mPFC. Se disolvió N-óxido de clozapina [CNO] (Sigma-Aldrich, n.º C0832-5MG) en solución salina. A los ratones se les inyectó por vía intraperitoneal CNO (1 mg/kg, ip).

El vector pcDNA3.1 que porta rM3Darr fue proporcionado por el profesor Ken-ichiro Nakajima, quien generó esta construcción que contiene M3 con la mutación puntual R165L. AAV9-hSyn-DIO-rM3Darr-mCherry se desarrolló para activar selectivamente la señalización sesgada por β-arrestina sin perturbar las vías mediadas por la proteína G en respuesta al tratamiento con CNO como se describió anteriormente36. La secuencia Cre de pCAG-Cre-GFP (Addgene Plasmid # 13776) se clonó en pAAV2-THP-EGFP (Addgene Plasmid # 80336) a través de los sitios de enzimas de restricción ECOR I y Sal I. Se empaquetaron AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre, AAV9-mCaMKIIα-EGFP, AAV9-EF1α-Flex-ChrimsonR-tdTomato, AAV9-THP-Cre, scAAV1-hSyn-FlpO y AAV9-EF1α-fDIO-Cre-mCherry. por Taitool Biological Co., Ltd. AAV9-EF1α-DIO-eNpHR3.0-EYFP, AAV9-EF1α-DIO-EYFP, AAV9-hSyn-DIO-rM3Darr-mCherry, AAV9-hSyn-DIO-mCherry, AAV9-hSyn- NE2h-EGFP y AAV9-CAG-Cre fueron empaquetados por Neuron Biotech Co., Ltd. AAV9-EF1α-DIO-hChR2(H134R)-mCherry y AAV9-EF1α-DIO-mCherry fueron empaquetados por BrainVTA Co., Ltd. En todos los experimentos se utilizaron títulos de AAV que oscilaron entre 2,0 × 1012 y 2,5 × 1012 del genoma del vector (vg) ml-1. Se aplicó un título alto de scAAV1-hSyn-FlpO (1 × 1013 genoma vectorial (vg) ml-1) para la infección anterógrada.

Los ratones fueron anestesiados con isoflurano (3,5% de inducción, 1,5–2% de mantenimiento) y se colocaron en un aparato estereotáxico (Stoelting Instruments, EE. UU.). El virus se infundió en el mPFC (de bregma: anteroposterior (AP), + 1,8 mm; mediolateral (ML), ± 0,30 mm; y dorsal-ventral (DV), −2,5 mm), o en el LC (AP, −5,4 mm; ML, ± 0,85 mm; y DV, −4,0 mm). El virus se administró utilizando una jeringa de 10 µl y una aguja roma de calibre 36 bajo el control de una ultra microbomba UMP3 (World Precision Instruments, EE. UU.) con un volumen y caudal controlados (150 nl a 50 nl/min). Después de la inyección, la aguja se dejó durante 10 minutos más y luego se retiró lentamente. Las fibras ópticas (0,37 NA, 200 μm de diámetro del núcleo; Anilab) se implantaron por encima del mPFC (AP, +1,9 mm; ML, ±1,1 mm; y DV, −2,4 mm, ángulo de 20 °). Después de la cirugía, se permitió que los ratones se recuperaran durante al menos tres semanas antes de los experimentos de comportamiento.

Los ratones fueron anestesiados con isoflurano (3,5% de inducción, 1,5-2% de mantenimiento) y se colocaron en un aparato estereotáxico. Las cánulas guía del pedestal del fármaco (calibre 27, RWD Life Science Co. Ltd.) se implantaron bilateralmente 1 mm por encima del mPFC (AP, +1,9 mm; ML, ±1,1 mm; y DV, −1,4 mm, ángulo de 20°). Se permitió que los animales se recuperaran de la cirugía durante al menos 2 semanas antes de las pruebas de comportamiento. Se conectó una aguja de acero de calibre 34 con una proyección de 1,0 mm a una bomba de infusión (BAS Bioanalytical Systems Inc.). Se infundió propranolol (10 μg), carvedilol (5 μg) o solución salina a través de la cánula guía de forma bilateral después de la prueba de sociabilidad de 3 cámaras o del condicionamiento del miedo.

Los animales se perfundieron transcardialmente con paraformaldehído (PFA) al 4% en tampón de fosfato de sodio (PB) 0,1 M y luego se fijaron adicionalmente durante 4 h. Los cerebros se crioprotegieron con sacarosa al 30% (peso/vol)/solución salina tamponada con fosfato (PBS) durante al menos 48 h y las rodajas se seccionaron a 30 μm mediante un vibratomo (CM3050S, Leica). Las rodajas se bloquearon con suero de cabra normal al 10 % en PBS con Triton X-100 (PBST) al 0,3 % y luego se incubaron con anticuerpos primarios contra TH59 (ratón; 1:1000; Millipore AB152), RFP60 (conejo, 1:500; Rockland, 600-401-379) o GFP61 (pollo, 1:500; Thermo Fisher Scientific, A-10262), en PBST a 4 °C durante la noche. Las secciones se enjuagaron tres veces con PBS durante 15 minutos cada una a temperatura ambiente (RT), seguido de la incubación del anticuerpo secundario [Alexa-488 o Cy3 IgG (ratón, conejo o pollo, 1:50 000, Jackson ImmunoResearch)] en PBST a RT durante 2 h. Luego, las secciones se enjuagaron tres veces con PBS durante 15 minutos cada una y luego se montaron en portaobjetos. Las imágenes se visualizaron y fotografiaron con objetivos confocales Nikon A1 utilizando objetivos de ×10 o ×20.

La tarea de comportamiento social se realizó en un aparato de tres cámaras, una caja rectangular de plexiglás no transparente (40 cm de largo x 63 cm de ancho x 23 cm de alto). La caja estaba dividida por dos paredes de plexiglás con una pequeña puerta circular (7 cm de diámetro). Dos cámaras exteriores (40 cm de largo x 21 cm de ancho x 23 cm de alto) estaban conectadas por una cámara central (40 cm de largo x 21 cm de ancho x 23 cm de alto). La prueba SRM se realizó después de la sesión de Habituación y la prueba de Sociabilidad10.

El ratón sujeto fue liberado en el compartimento central y se le permitió explorar la caja de tres cámaras con un recipiente de alambre vacío en cada cámara exterior durante 10 minutos durante 3 días consecutivos.

Al cuarto día, se introdujo un ratón macho juvenil (ratón nuevo, de 3 a 5 semanas de edad), que no había tenido contacto previo con el ratón en cuestión, en una jaula de alambre en una cámara designada como compartimento "social". Mientras tanto, en la otra cámara se colocó una jaula de alambre idéntica que permaneció vacía. El ratón sujeto fue liberado en la cámara central y se le permitió explorar las tres cámaras durante dos pruebas de 10 minutos, con un intervalo de 15 minutos entre las pruebas. Se contó la cantidad de tiempo que los ratones exploraron dentro de un radio de 2 cm proximal a cada jaula de alambre (tiempo de aproximación, parada, olfateo y contacto nariz con nariz).

Las pruebas SRM se llevaron a cabo 1 h, 1 día o 4 días después de las pruebas de sociabilidad, y el ratón sujeto fue liberado en la cámara central durante 10 minutos. Durante la prueba de retención de memoria, una cámara contenía una jaula de alambre con un ratón joven macho extraño (ratón nuevo, de 3 a 5 semanas de edad) y la otra cámara contenía una jaula de alambre con el ratón familiar previamente expuesto en la prueba de sociabilidad (ratón familiar). Por lo tanto, el ratón familiar es el mismo que se utiliza en la prueba de sociabilidad y el ratón nuevo es diferente en cada prueba SRM. Nuevamente, la ubicación del ratón nuevo y del ratón familiar se contrarrestó entre sesiones. La jaula de alambre se limpió minuciosamente antes y entre las pruebas. Todas las sesiones fueron grabadas con una cámara de vídeo digital. La cantidad de tiempo que los ratones exploraron los ratones familiares y nuevos durante cada sesión se analizó con el software Ethovision XT (Noldus, Wageningen, Países Bajos).

La puntuación de discriminación por sociabilidad (Ec. 1) se calculó como:

La puntuación de discriminación de la memoria social (Ec. 2) se calculó como:

La estimulación optogenética se administró inmediatamente después de la prueba de sociabilidad (3 a 4 semanas después de la infusión del virus y la implantación de fibra óptica). Las fibras ópticas se conectaron a un láser de 473 nm (luz azul) o 590 nm (luz amarilla) (Shanghai Dream Lasers Technology Co. Ltd.) a través de un latiguillo con un par de conectores FC/PC y una fibra óptica 1×2. Junta rotativa. Para la estimulación de ChR2, se entregó luz azul a 5 mW con veinte pulsos de 5 ms a 25 Hz, cada 5 s durante 5 min. Para la estimulación de eNpHR3.0, se entregó luz amarilla constantemente a 10 mW durante 10 minutos. La salida de luz láser a través de las fibras ópticas se ajustó mediante una consola medidora de potencia digital y se moduló con un estimulador de pulso Master 8 (AMPI).

Se inyectaron individualmente los virus AAV9-EF1α-Flex-ChrimsonR-tdTomato o AAV9-EF1α-DIO-eNpHR3.0-EYFP y AAV9-hSyn-NE2h-EGFP en la LC y la mPFC. Se implantó unilateralmente una fibra óptica (200 μm de diámetro, 0,48 de apertura numérica (NA), tecnología Hangzhou Newdoon) en el mPFC. Los registros de fotometría se realizaron después de la infusión de virus y la implantación de fibra óptica entre 3 y 4 semanas. Para la fotoestimulación optogenética, las fibras ópticas se conectaron con un láser de 590 nm (luz amarilla) (Thinker Tech Nanjing Biotech) a través de un cable de conexión. Para la estimulación de los terminales NE de ChrimsonR+ en el mPFC, se administró estimulación óptica (590 nm, 5 mW, pulsos de 5 ms a 5, 25 y 50 Hz, 1 s de duración) cada 15 s durante 15 a 20 pruebas a través de una fibra óptica. implantado en el mPFC. Para la estimulación de los terminales eNpHR3.0 en el mPFC, se administró estimulación óptica (590 nm, 10 mW, 10 s de duración) cada 15 s durante 15 a 20 pruebas a través de una fibra óptica implantada en el mPFC. Al mismo tiempo, se registró la dinámica de fluorescencia del sensor NE, NE2h62, a través de la misma fibra óptica implantada en el mPFC. La fotometría de fibra se realizó de manera similar a antes. Brevemente, el sensor NE se excitó utilizando dos fuentes de excitación correspondientes a luz LED de longitud de onda de 470 nm y luz LED de longitud de onda de 405 nm. La luz pasó a través de filtros de excitación hasta un cable de conexión de fibra óptica que estaba conectado a la fibra implantada crónicamente. La intensidad de la luz en la punta del cable de conexión era de alrededor de 0,25 mW. La luz de emisión del sensor NE viajó de regreso a través de las mismas fibras hasta un fotorreceptor. Las señales de voltaje analógico se digitalizaron a 100 Hz y se registraron utilizando el software Fiber Photometry (Thinker Tech Nanjing Biotech). Los datos se segmentaron según los eventos de estimulación óptica dentro de los ensayos individuales. Las puntuaciones Z de los 2 segundos antes de la estimulación se tomaron como punto de referencia. Los datos de fotometría se analizaron con códigos MATLAB personalizados (MATLAB R2019a, MathWorks).

Para la tarea de acondicionamiento del miedo, los ratones se introdujeron en la cámara de acondicionamiento (Med Associates) durante 3 minutos. Un día después, los ratones fueron devueltos a la cámara y recibieron tres pares de descargas tonales (Tono: 2800 Hz, 85 dB, 30 s; FS: 0,5 mA, 1 s) con un intervalo entre pruebas de 2 minutos. Veinticuatro horas después, se realizó una prueba de memoria de miedo contextual y los ratones fueron expuestos a la cámara de acondicionamiento durante 3 minutos sin tono. A otra cohorte de ratones se les realizó una prueba de memoria de miedo con 3 pruebas de tono (2800 Hz, 85 dB, 30 s) con intervalos de 30 segundos en un contexto novedoso. El porcentaje de tiempo dedicado a la congelación fue analizado automáticamente mediante un programa informático (Med Associates).

La prueba OF es uno de los métodos más utilizados para evaluar la actividad locomotora y los niveles de ansiedad innata de los roedores. Dos días antes de las pruebas, se permitió que los ratones se acostumbraran al entorno donde se realizó la prueba OF. La actividad locomotora se midió en un campo abierto (40 × 40 cm) durante 30 minutos con una luminancia de 25 lux. El aparato se limpió antes y entre ensayos. La distancia total, la distancia y la duración en el área central se analizaron utilizando un sistema de detección automatizado (TopScan, CleverSys. lnc.).

La caja L/D (46 × 27 × 30 cm) estaba hecha de plexiglás y constaba de dos compartimentos. La sección más grande era el compartimento brillante (dos tercios de la caja) y la sección más pequeña era el compartimento oscuro (un tercio de la caja). La prueba se realizó con una luminancia de 25 Lux en la caja de luz. Los ratones fueron liberados desde el centro de la caja de luz de espaldas a la entrada y se les permitió explorar el aparato durante 6 minutos. La caja L/D se limpió antes y entre pruebas. El tiempo transcurrido en el compartimento oscuro se analizó mediante un sistema de detección automatizado (TopScan, CleverSys. lnc.).

El laberinto elevado O constaba de dos brazos abiertos y dos brazos cerrados con paredes laterales. La altura del laberinto O era de 100 cm desde el suelo. Los ratones se colocaron en el centro del brazo abierto y se les permitió explorar durante 6 min. El laberinto O se limpió antes y entre cada sendero. El tiempo empleado en cada brazo se analizó con el software Clever System (TopScan, CleverSys. lnc.).

Los ratones fueron perfundidos por vía intracardíaca primero con solución salina, luego con paraformaldehído al 4% en tampón Na2HPO4/NaH2PO4 0,1 M (pH = 7,5) y se extrajeron los cerebros. Después de la fijación posterior en paraformaldehído al 4% durante 4 h, las muestras se almacenaron en sacarosa al 30%/PBS durante 3 días. FISH se realizó en cortes de cerebro congelados fijos de 10 μm de espesor, siguiendo los procedimientos de RNAscope (Advanced Cell Diagnostics, Inc., Newark, CA, EE. UU.). En resumen, se cortaron secciones congeladas (10 µm de espesor) coronalmente a través de la formación de mPFC. Las secciones se montaron descongeladas en portaobjetos de microscopio Superfrost Plus (Fisher Scientific, Waltham, EE. UU.) y se pretrataron para digestión con proteasa durante 10 minutos a temperatura ambiente. Luego, las secciones se incubaron con sondas de ratón Adrb1 y Adrb2 (Adrb1, número de acceso: NM_007419.2, región objetivo 158–1830; Adrb2, número de acceso: NM_007420.3, región objetivo 55–962) durante 2 h a 40 °C con mezcla de sonda etiquetada por portaobjetos. La sonda hibridada no específica se eliminó lavando las secciones en tampón de lavado 1X a temperatura ambiente, seguido del Amplificador 1-FL durante 30 min, el Amplificador 2-FL durante 30 min y el Amplificador 3-FL durante 15 min a 40 °C. Cada amplificador se eliminó lavando con 1x tampón de lavado durante 2 minutos a temperatura ambiente. Los portaobjetos fueron vistos, analizados y fotografiados con un microscopio LSM 510 (Zeiss).

Se inyectó el virus AAV9-mCaMKIIα-EGFP-P2A-iCre en el mPFC de ratones Arrb2fl/fl y sus compañeros de camada WT. Cuatro semanas más tarde, el mPFC se diseccionó en hielo inmediatamente con Maxtrix para ratón (Plastic one Inc). El ARN total se extrajo de mPFC de ratones Arrb2fl/fl y WT utilizando el reactivo TRIzol® (Thermo Fisher Scientific Inc, Waltham, MA, EE. UU.). La transcripción inversa con cebadores aleatorios se realizó según el sistema Hiscript QRT SuperMix (Nanjing Vazyme Biotech Co., Ltd) en un programa de ciclo que consta de 2 min a 42 °C, 15 min a 50 °C, 2 min a 85 °C. . La PCR cuantitativa se realizó por triplicado con ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix (Nanjing Vazyme Biotech Co., Ltd) mediante un termociclador de PCR en tiempo real (Eppendorf realplex2 Mastercycler ep realplex, Alemania). Los cebadores para el ARNm de CKO Arrb2 se diseñaron flanqueando el exón 2 (5'-GGGAGGGGAAGGAGGAGAAA-3' y 5'-TGCAGTTAGGGCTCGACTTC-3'). Los cebadores para el ARNm de WT Arrb2 se diseñaron dentro del exón 2 (5'-GGGAGGGGGAAGGAGAGAAA-3' y 5'-TGCAGTTAGGGCTCGACTTC-3'). Los cebadores para GAPDH son 5'-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3' y 5'-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3'.

Las células de neuroblastoma de ratón (N2a) fueron proporcionadas amablemente por el profesor Pei Gang (Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghai, Academia de Ciencias de China). Se sembraron células N2a a razón de 20.000 células por pocillo en placas de 12 pocillos. Después de 20 h, las células se transfectaron transitoriamente con AAV-hSyn-DIO-rM3Darr-mCherry/CAG-cre y β-arrestin2-shRNA con reactivo de transfección Lipofectamine 2000 (Invitrogen, Thermo Fisher Scientific). Aproximadamente 48 h después, las células se incubaron durante la noche en medio sin suero antes de la estimulación con CNO (1 μM). Luego, las células se recogieron mediante tampón de lisis Ripa (Beyotime, n.º P0013B) en hielo.

Los ratones del experimento se alojaron en grupo con ratones juveniles durante 3 días. Durante las pruebas de sociabilidad, los ratones fueron expuestos a una jaula de alambre de tres cámaras con un ratón conocido o nuevo. Para el control de las pruebas de sociabilidad, los ratones se alojaron en una jaula con o sin estimulación óptica. Los ratones fueron sacrificados 15 minutos después de la prueba de sociabilidad con o sin estimulación óptica. Se realizó una tarea SRM estándar de tres cámaras en otra cohorte de ratones que se sacrificaron 15 minutos después de la prueba de sociabilidad seguida de estimulación láser. Los cerebros se extrajeron inmediatamente y las muestras de tejido de mPFC o muestras de proteína celular se homogeneizaron con tampón de lisis que contenía fluoruro de fenilmetilsulfonilo 1,0 μM (Beyotime, n.º P0013B), se incubaron en hielo durante 30 minutos y se centrifugaron a 12.000 × g durante 15 minutos a 4°C. La concentración de proteína se determinó mediante el ensayo BCA (Thermo Fisher Scientific, n.º 23227). Cada muestra se ajustó a una concentración final de proteína de 2 μg/μl, se mezcló con 6 × tampón de carga SDS (Beyotime, n.º P0015F) y se hirvió durante 10 minutos a 95 °C. Las muestras se cargaron en electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio al 10% (SDS-PAGE). Las proteínas se transfirieron electroforéticamente desde geles a membranas de nitrocelulosa (NC) (Whatman) que luego se incubaron con los siguientes anticuerpos primarios: anti-pERK63 (dilución 1:1000, #9101 S, Cell Signaling Technology), anti-ERK63 (1:2000 , #4696 S, Cell Signaling Technology) a 4 °C durante la noche. Las membranas se enjuagaron en solución salina tamponada con Tris con Tween-20 al 0,1% (TBST) durante 15 minutos tres veces y luego se incubaron con inmunoglobulina G (IgG) anti-conejo o anti-ratón conjugada con IRDye 700DX o 800DX (1:50.000; Rockland Immunochemicals Inc.) durante 1,5 h a temperatura ambiente. Las bandas de proteínas se visualizaron utilizando Odyssey (LI-COR Biosciences). Las inmunotransferencias se analizaron con el software Image J. El nivel de fosforilación de ERK se calculó normalizando la intensidad de pERK con respecto a la expresión total de ERK.

Los datos experimentales se presentaron como la media ± sem y se representaron con GraphPad Prism. Los datos de las pruebas de comportamiento se analizaron mediante la prueba t de Student de dos colas, un análisis de varianza unidireccional (ANOVA) o un ANOVA bidireccional con medidas repetidas seguido de la prueba post hoc de Bonferroni con sesiones como factor intrasujeto y AAV como factor. factor entre sujetos. El registro de fotometría se analizó con la prueba t de Student de dos colas o ANOVA unidireccional para fluorescencia transitoria. Los datos de inmunofluorescencia se analizaron mediante la prueba t de Student de dos colas. Los datos de transferencia Western se analizaron mediante ANOVA de dos vías. Los datos no normalizados se analizaron con la prueba U de Mann-Whitney y el ANOVA de rangos unidireccional de Kruskal-Wallis. Los análisis estadísticos completos correspondientes a cada conjunto de datos se presentan en los Datos complementarios 1. Todos los experimentos se replicaron de forma independiente en 4 a 15 ratones, como se muestra en la figura. Cuando fue posible, los datos se recopilaron utilizando réplicas biológicas (rebanadas de múltiples cerebros por animal analizadas para experimentos de hibridación in situ). Los tamaños de nuestras muestras se estimaron en base a experiencias previas y son similares a los empleados generalmente en el campo.

Más información sobre el diseño de la investigación está disponible en el Resumen de informes de investigación de la naturaleza vinculado a este artículo.

Todos los datos necesarios para evaluar las conclusiones del artículo están presentes en el artículo y/o en el material complementario. La figura complementaria 10 contiene versiones sin recortar de todas las transferencias del documento. Los datos suplementarios 2 contienen valores de datos de origen subyacentes a las Figs. 1d, f, j, l, n, o, 2c, f, i–j, 3c–d, f–h, 4c–f, h, 5a, b, e–f, h, j y 6b, d .

Bicks, LK, Koike, H., Akbarian, S. y Morishita, H. Corteza prefrontal y cognición social en ratones y hombres. Frente. Psicólogo. 6, 1805 (2015).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Silk, JB, Alberts, SC y Altmann, J. Los vínculos sociales de las hembras de babuinos mejoran la supervivencia infantil. Ciencia 302, 1231-1234 (2003).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Cohen, S. Relaciones sociales y salud. Soy. Psicólogo. 59, 676–684 (2004).

Artículo PubMed Google Scholar

Kogan, JH, Frankland, PW y Silva, AJ La memoria a largo plazo subyace al reconocimiento social dependiente del hipocampo en ratones. Hipocampo 10, 47–56 (2000).

3.0.CO;2-6" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291098-1063%282000%2910%3A1%3C47%3A%3AAID-HIPO5%3E3.0.CO%3B2-6" aria-label="Article reference 4" data-doi="10.1002/(SICI)1098-1063(2000)10:13.0.CO;2-6">Artículo CAS PubMed Google Scholar

Forbes, CE y Grafman, J. El papel de la corteza prefrontal humana en la cognición social y el juicio moral. Año. Rev. Neurociencias. 33, 299–324 (2010).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Phillips, ML, Robinson, HA y Pozzo-Miller, L. Las proyecciones del hipocampo ventral a la corteza prefrontal medial regulan la memoria social. Elife 8, e44182 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Felix-Ortiz, AC, Burgos-Robles, A., Bhagat, ND, Leppla, CA y Tye, KM Modulación bidireccional de conductas sociales y relacionadas con la ansiedad mediante proyecciones de la amígdala a la corteza prefrontal medial. Neurociencia 321, 197–209 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Bhattarai, JP y cols. Modulación olfativa del circuito de la corteza prefrontal medial: implicaciones para la cognición social. Semín. Desarrollo celular. Biol. 129, 31–39 (2022).

Artículo PubMed Google Scholar

Marcondes, LA et al. Participación de los receptores de glutamato NMDA y AMPA/kainato de la corteza prefrontal medial en la consolidación de la memoria de reconocimiento social. Neurobiol. Aprender. Memoria. 168, 107153 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Liang, B. y col. Conjuntos neuronales ON y OFF distintos y dinámicos en la corteza prefrontal codifican la exploración social. Neurona 100, 700.e9–714.e9 (2018).

Artículo de Google Scholar

Yizhar, O. et al. Equilibrio de excitación/inhibición neocortical en el procesamiento de la información y la disfunción social. Naturaleza 477, 171-178 (2011).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Qin, L., Ma, K. y Yan, Z. La activación quimiogenética de la corteza prefrontal en ratones con deficiencia de Shank3 mejora los déficits sociales, la hipofunción de NMDAR y la regulación negativa de Sgk2. iScience 17, 24-35 (2019).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tanimizu, T. et al. Conectividad funcional de múltiples regiones del cerebro requerida para la consolidación de la memoria de reconocimiento social. J. Neurosci. 37, 4103–4116 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sara, SJ El locus coeruleus y la modulación noradrenérgica de la cognición. Nat. Rev. Neurociencias. 10, 211–223 (2009).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Morrison, JH, Molliver, ME y Grzanna, R. Inervación noradrenérgica de la corteza cerebral: efectos generalizados de las lesiones corticales locales. Ciencia 205, 313–316 (1979).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Morrison, JH, Foote, SL, O'Connor, D. & Bloom, FE Organización laminar, tangencial y regional de la inervación noradrenérgica de la corteza del mono: inmunohistoquímica de dopamina-beta-hidroxilasa. Res. cerebral. Toro. 9, 309–319 (1982).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Otis, JM y cols. La excitabilidad neuronal prefrontal mantiene la memoria asociada a la cocaína durante la recuperación. Frente. Comportamiento. Neurociencias. 12, 119 (2018).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Otis, JM, Dashew, KB & Mueller, D. Disociación neurobiológica de la recuperación y reconsolidación de la memoria asociada a la cocaína. J. Neurosci. 33, 1271–1281a (2013).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ji, XH y col. La activación beta-adrenérgica pre y postsináptica mejora la transmisión sináptica excitadora en las neuronas piramidales de la capa V/VI de la corteza prefrontal medial de ratas. Cerebro. Corteza 18, 1506-1520 (2008).

Artículo PubMed Google Scholar

Lefkowitz, RJ Una breve historia de los receptores acoplados a proteína G (Conferencia Nobel). Angélica. Química. En t. Ed. ingles. 52, 6366–6378 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Luttrell, LM y Lefkowitz, RJ El papel de las beta-arrestinas en la terminación y transducción de señales del receptor acoplado a proteína G. J. Ciencia celular. 115, 455–465 (2002).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Liu, X. y col. La señalización sesgada por beta-arrestina media en la reconsolidación de la memoria. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 112, 4483–4488 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sankoorikal, GM, Kaercher, KA, Boon, CJ, Lee, JK y Brodkin, ES Un sistema modelo de ratón para el análisis genético de la sociabilidad: cepas de ratón endogámicas C57BL/6J versus BALB/cJ. Biol. Psiquiatría 59, 415–423 (2006).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Takeuchi, T. y col. Locus coeruleus y consolidación dopaminérgica de la memoria cotidiana. Naturaleza 537, 357–362 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wahlström, KL y col. Las entradas de la amígdala basolateral a la corteza entorrinal medial modulan selectivamente la consolidación del aprendizaje espacial y contextual. J. Neurosci. 38, 2698–2712 (2018).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

van der Kooij, MA & Sandi, C. Memorias sociales en roedores: métodos, mecanismos y modulación por estrés. Neurociencias. Biocomportamiento. Rev. 36, 1763–1772 (2012).

Artículo PubMed Google Scholar

Gelinas, JN et al. La señalización de ERK y mTOR acopla los receptores beta-adrenérgicos a la maquinaria de iniciación de la traducción para activar la inducción de la potenciación a largo plazo dependiente de la síntesis de proteínas. J. Biol. Química. 282, 27527–27535 (2007).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Wang, J. y col. Galphai es necesario para la señalización sesgada por la arrestina beta del receptor adrenérgico beta1 inducida por carvedilol. Nat. Comunitario. 8, 1706 (2017).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Wisler, JW y cols. Un mecanismo único de acción de los betabloqueantes: el carvedilol estimula la señalización de la beta-arrestina. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 104, 16657–16662 (2007).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kim, IM y cols. Los betabloqueantes alprenolol y carvedilol estimulan la transactivación del EGFR mediada por betaarrestina. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 105, 14555–14560 (2008).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shenoy, SK y cols. Activación de ERK1/2 dependiente de beta-arrestina e independiente de proteína G por el receptor adrenérgico beta2. J. Biol. Química. 281, 1261-1273 (2006).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ahn, S., Wei, H., Garrison, TR y Lefkowitz, RJ Regulación recíproca de las quinasas reguladas por señales extracelulares activadas por el receptor de angiotensina mediante beta-arrestinas 1 y 2. J. Biol. Química. 279, 7807–7811 (2004).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zingg, B. y col. Etiquetado transináptico anterógrado mediado por AAV: mapeo de vías neuronales definidas por entradas corticocolliculares para comportamientos de defensa. Neurona 93, 33–47 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zingg, B., Peng, B., Huang, J., Tao, HW y Zhang, LI Especificidad sináptica y aplicación de AAV transináptico anterógrado para sondear circuitos neuronales. J. Neurosci. 40, 3250–3267 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kitanishi, T., Tashiro, M., Kitanishi, N. y Mizuseki, K. Orientación transináptica anterógrada e interseccional de neuronas que reciben entradas monosinápticas de dos regiones ascendentes. Comunitario. Biol. 5, 149 (2022).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Nakajima, K. & Wess, J. Diseño y caracterización funcional de un nuevo receptor acoplado a proteína G de diseño sesgado por arrestina. Mol. Farmacéutico. 82, 575–582 (2012).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Arnsten, AF, Mathew, R., Ubriani, R., Taylor, JR y Li, BM La estimulación del receptor noradrenérgico alfa-1 altera la función cognitiva cortical prefrontal. Biol. Psiquiatría 45, 26–31 (1999).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zimprich, A. y col. Evaluación de la sociabilidad, la memoria social y la recuperación de crías en ratones. actual. Protocolo. Biol del ratón. 7, 287–305 (2017).

Artículo PubMed Google Scholar

Moy, SS y cols. Sociabilidad y preferencia por la novedad social en cinco cepas endogámicas: un enfoque para evaluar el comportamiento autista en ratones. Genes Comportamiento Cerebral. 3, 287–302 (2004).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Mao, ZM, Arnsten, AF & Li, BM La infusión local de un agonista adrenérgico alfa-1 en la corteza prefrontal afecta el rendimiento de la memoria de trabajo espacial en monos. Biol. Psiquiatría 46, 1259-1265 (1999).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Ramos, BP, Stark, D., Verduzco, L., van Dyck, CH y Arnsten, AF La estimulación de los receptores adrenérgicos alfa2A mejora la regulación cortical prefrontal del comportamiento mediante la inhibición de la señalización de AMPc en animales que envejecen. Aprender. Memoria. 13, 770–776 (2006).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Villano, H. et al. Efectos del propranolol, un antagonista beta-noradrenérgico, sobre la consolidación y reconsolidación de la memoria en ratones. Frente. Comportamiento. Neurociencias. 10, 49 (2016).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Griffin, MG & Taylor, GT Modulación de la memoria social con noradrenalina: evidencia de una recuperación funcional del comportamiento dependiente del tiempo. Comportamiento. Neurociencias. 109, 466–473 (1995).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Reiter, E., Ahn, S., Shukla, AK y Lefkowitz, RJ Mecanismo molecular del agonismo sesgado por beta-arrestina en siete receptores transmembrana. Año. Rev. Farmacol. Toxico. 52, 179-197 (2012).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Rajagopal, S., Rajagopal, K. y Lefkowitz, RJ Enseñar nuevos trucos a los viejos receptores: polarizar los siete receptores transmembrana. Nat. Rev. Descubrimiento de Drogas. 9, 373–386 (2010).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, J. y col. El modulador alostérico sesgado por beta-arrestina potencia la cardioprotección del receptor beta adrenérgico estimulado por carvedilol. Mol. Farmacéutico. 100, 568–579 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Gazarini, L., Stern, CA, Carobrez, AP y Bertoglio, LJ La actividad noradrenérgica mejorada potencia la consolidación y reconsolidación de la memoria del miedo mediante el reclutamiento diferencial de receptores alfa1 y beta adrenérgicos. Aprender. Memoria. 20, 210–219 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Diergaarde, L., Schoffelmeer, AN y De Vries, TJ Inhibición mediada por betaadrenérgicos de la reconsolidación de la memoria relacionada con la recompensa a largo plazo. Comportamiento. Res. cerebral. 170, 333–336 (2006).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Johansen, JP, Cain, CK, Ostroff, LE y LeDoux, JE Mecanismos moleculares del aprendizaje y la memoria del miedo. Celda 147, 509–524 (2011).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Miller, CA y Marshall, JF Sustratos moleculares para la recuperación y reconsolidación de la memoria contextual asociada a la cocaína. Neurona 47, 873–884 (2005).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Kemenes, G., Kemenes, I., Michel, M., Papp, A. y Muller, U. Requisitos moleculares dependientes de la fase para la reconsolidación de la memoria: funciones diferenciales para la síntesis de proteínas y la actividad de la proteína quinasa A. J. Neurosci. 26, 6298–6302 (2006).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shoji, H. & Miyakawa, T. Cambios de comportamiento relacionados con la edad desde la juventud hasta la vejez en ratones macho de una cepa C57BL/6J mantenidos bajo un programa de estabilidad genética. Neuropsicofarmacol. Rep. 39, 100-118 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Boyer, F., Jaouen, F., Ibrahim, EC y Gascon, E. Los déficits en el comportamiento social preceden al deterioro cognitivo en ratones de mediana edad. Frente. Comportamiento. Neurociencias. 13, 55 (2019).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Tomonaga, M. Neuropatología del locus ceruleus: un estudio semicuantitativo. J. Neurol. 230, 231–240 (1983).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Van Zwieten, EJ, Kos, WT, Ravid, R. & Swaab, DF Disminución del número de neuronas inmunorreactivas a vasopresina en la amígdala medial y el locus coeruleus de la rata anciana. Neurobiol. 14 años, 245–248 (1993).

Artículo PubMed Google Scholar

Violín, JD et al. La activación selectiva de las betaarrestinas en el receptor de angiotensina II tipo 1 reduce la presión arterial y aumenta el rendimiento cardíaco. J. Farmacol. Exp. El r. 335, 572–579 (2010).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Manglik, A. y col. Descubrimiento basado en la estructura de analgésicos opioides con efectos secundarios reducidos. Naturaleza 537, 185-190 (2016).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Allen, JA y cols. Descubrimiento de ligandos de dopamina D2 sesgados por beta-arrestina para sondear vías de transducción de señales esenciales para la eficacia antipsicótica. Proc. Acad. Nacional. Ciencia. Estados Unidos 108, 18488–18493 (2011).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Beier, KT y cols. Arquitectura del circuito de las neuronas dopaminérgicas VTA revelada mediante mapeo sistemático de entrada-salida. Celda 162, 622–634 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Ryan, TJ, Roy, DS, Pignatelli, M., Arons, A. y Tonegawa, S. Las células de Engram retienen la memoria en condiciones de amnesia retrógrada. Ciencia 348, 1007–1013 (2015).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Kitamura, T. y col. Engramas y circuitos cruciales para la consolidación de sistemas de una memoria. Ciencia 356, 73–78 (2017).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Feng, J. y col. Un sensor fluorescente codificado genéticamente para la detección in vivo rápida y específica de norepinefrina. Neurona 102, 745.e8–761.e8 (2019).

Artículo de Google Scholar

Kelly, A., Laroche, S. & Davis, S. La activación de la proteína quinasa activada por mitógenos/quinasa regulada por señales extracelulares en los circuitos del hipocampo es necesaria para la consolidación y reconsolidación de la memoria de reconocimiento. J. Neurosci. 23, 5354–5360 (2003).

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Agradecemos al Dr. Gang Pei (Institutos de Ciencias Biológicas de Shanghai, Academia de Ciencias de China) por los ratones Arrb2fl/fl y al Dr. Ken-ichiro Nakajima por la construcción M3 mutante R165L. Esta investigación fue apoyada por el Proyecto Ciencia Tecnología Innovación 2030 de China (2021ZD0203500 a FW y LM, 2021ZD0202104 a XL), Subvenciones de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (32171041 a XL, 31930046 a LM, 82021002 a LM), el Fondo de Innovación CAMS para Ciencias Médicas (2021-I2M-5-009 a LM y XL), el Proyecto Principal de Ciencia y Tecnología Municipal de Shanghai (2018SHZDZX01 a LM), el Laboratorio ZJ y el Centro de Ciencias del Cerebro y Tecnología Inspirada en el Cerebro de Shanghai, y la Fundación de Ciencias Postdoctorales de China (2021M690684 a CC).

Facultad de Ciencias Médicas Básicas, Laboratorio Estatal Clave de Neurobiología Médica, Centro de Fronteras del MOE para Ciencias del Cerebro, Institutos de Ciencias del Cerebro, Departamento de Neurología, Centro de Investigación Farmacológica, Hospital Huashan, Universidad de Fudan, 200032, Shanghai, China

Deqin Cheng, Junwen Wu, Enhui Yan, Xiaocen Fan, Feifei Wang, Lan Ma y Xing Liu

Unidad de Investigación sobre la Memoria de las Adicciones, Academia China de Ciencias Médicas (2021RU009), 200032, Shanghai, China

Deqin Cheng, Junwen Wu, Enhui Yan, Xiaocen Fan, Feifei Wang, Lan Ma y Xing Liu

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DC, XL y LM planificaron los experimentos. DC y JW realizaron las pruebas de comportamiento. DC y EY llevaron a cabo experimentos de bioquímica y cirugía estereotáxica. DC contribuyó al cultivo celular y a los experimentos de transferencia Western. XF realizó el ensayo FISH. DC, EY, JW y FW analizaron los datos. DC y XL redactaron el manuscrito. XL y LM revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Lan Ma o Xing Liu.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Communications Biology agradece a Felix Leroy, Steven (A) Thomas y los demás revisores anónimos por su contribución a la revisión por pares de este trabajo. Editores principales: Christian Wozny y George Inglis. Los informes de los revisores pares están disponibles.

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Reimpresiones y permisos

Cheng, D., Wu, J., Yan, E. et al. La consolidación noradrenérgica de la memoria de reconocimiento social está mediada por la señalización sesgada por arrestina β en la corteza prefrontal del ratón. Común Biol 5, 1097 (2022). https://doi.org/10.1038/s42003-022-04051-y

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Recibido: 14 de marzo de 2022

Aceptado: 28 de septiembre de 2022

Publicado: 17 de octubre de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-022-04051-y

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La consolidación noradrenérgica de la memoria de reconocimiento social está mediada por β