MECANISMOS MOLECULARES DE LA RECONSOLIDACIÓN Y LA EXTINCIÓN

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Eugenio Toledo Salinas
hace 7 años
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1 MECANISMOS MOLECULARES DE LA RECONSOLIDACIÓN Y LA EXTINCIÓN Consolidación celular / molecular Activación y reactivación de la memoria Reconsolidación Extinción en memorias asociativas y posible participación de mecanismos tipo LTD

reactivación de la memoria Reconsolidación Extinción en

2 Contextual memory retieval may induce either RECONSOLIDATION or EXTINCTION depending on the length of context re-exposure Behavioral output Retrieval by short reexposure (5 min) reconsolidation Original memory Retrieval by prolonged reexposure (30 min) extinction Extinction memory

output Retrieval by short reexposure (5 min) reconsolidation Original

3 Testing session Untrained or Amnesic Animal Trained Animal

4 La extinción is una inhibición temporaria del comportamiento de freezing La recuperación expontánea ocurre algunos días después

5 Miedo Condicionado (fear conditioning)

6 Tanto la reconsolidación como la extinción dependen de la síntesis de novo de proteínas durante un período crítico Contextual fear conditioning Suzuki et al., 2004 Inyección de anisomicina

7 Tanto la reconsolidación como la extinción dependen de la síntesis de novo de proteínas durante un período crítico Contextual fear conditioning Suzuki et al., 2004 Inyección de anisomicina

8 Reconsolidación: Cómo se labiliza la memoria reactivada? Cómo se re-estabiliza? Extinción: La consolidación de la extinción es un proceso igual o similar al de la memoria original? Es un nuevo circuito que inhibe temporariamente la expresión del original? Es un debilitamiento temporario del mismo circuito? Ambas cosas? Cuál es el mecanismo que determina si la memoria va a reconsolidación o extinción después de la evocación?

Es un nuevo circuito que inhibe temporariamente la expresión del original?

11 1- NF-kB en la consolidación

12 Curso temporal de la actividad de NF-kB en el hipocampo durante la consolidación

13 NF- B Inhibition by B Decoy DNA Intrahipocampal injection of ds DNA oligonucleotide containing the NF- B consensus sequence : B Decoy : 5 -GAGGGGACTTTCCCA-3 -CTCCCCTGAAAGGGT- 5 -GAGGCGACTTTCCCA-3 -CTCCGCTGAAAGGGTmutated B Decoy :

sequence : B Decoy : 5 -GAGGGGACTTTCCCA-3

14 Fluorescein - B Decoy entra en las neuronas 15 min después de la inyeción B Decoy, pero no mdecoy, inhibe NF- B Boccia et al., J. Neurosci., 2007

15 La inhibición de NF- B en el hipocampo impide la consolidation de la memoria

16 2- NF-kB en la reconsolidación

17 Actividad de NF- B durante la reconsolidación *** * de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

18 R La inhibición de NF- B en el hipocampo impide la reconsolidación NoR de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

19 La inhibición de NF-kB no impide la short-term reactivated memory

20 3- NF-kB en la extinción

21 La inhibición de NF- B en el hipocampo retarda la recuperación expontánea E NoE de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

22 Curso temporal de la actividad de NF- B en el hipocampo durante y después de la extinción de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

23 Evidencias previas sugieren que la fosfatasa calcineurina está involucrada en la extinción

24 La calcineurina es activada por Ca 2+ - Calmodulina P Phosphatase activity La calcineurina está presente en espinas dendriticas

25 Evidencias previas

26 Evidencias previas Lin et al., J. Neurosci., 2003

28 Postulamos que calcineurina está involucrada en el hipocampo en la memoria de extinción

29 La inhibición de calcineurina por el FK506 impide la extinción E NoE de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

30 La inhibición de calcineurina no impide la reconsolidación

31 Hipothesis: durante la re-exposición prolongada (extinction) la calcineurina es activada y bloquea la activación de NF- B

32 La inhibición de calcineurina permite la activación de NF- B después de la extinción (como si fuera reconsolidación) de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

33 Hay un target nuclear de calcineurina para la memoria de extinción?

34 Calcineurin NFAT pathway FAT es un factor de transcripción evolutivamente relacionado with NF- B

35 La inhibición de NFAT impide la extinción E NoE de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

36 La inhibición de NFAT no impide la reconsolidación

37 Calcineurin y NFAT translocan al nucleo 45 min después de la sesión de extinction de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

38 La inhibición de calcineurina impide la translocación de NFAT FK/DMSO de la Fuente et al, J. Neurosci. 2011

39 Transcription factor switch between reconsolidation and extinction The transcription factor NF-kB is activated 15 min after a brief reexposure to the training context, and induces its target genes expression. This brief stimulus leads to reconsolidation. In contrast, if the stimulus is prolonged, phosphatase CaN is activated and blocks NF-kB activation. CaN also activates NFAT transcription factor by direct dephosphorylation. This, in turn, would activate its target genes expression. CaN and NFAT translocate to the nucleus as a complex, thus impeding the NFAT rephosphorylation. In this case, extinction of memory takes place.

41 Reconsolidation and extinction are dissociable and mutually exclusive processes: behavioral and molecular evidence. Merlo E 1, Milton AL, Goozée ZY, Theobald DE, Everitt BJ. J. Neurosci 2014 At training, rats received two CS US pairings. Twenty-four hours later, the animals were re-exposed to 1 or 10 CSs to reactivate or extinguish the fear memory (n = 8 per group). The following day at the retention test, all the animals were presented with one CS.C, The same behavioral procedure, but with the inclusion of a non-reactivated Ctr group that was trained identically to the 1CS and 10CS groups but during the re-exposure session remained in the home cage. Twenty (perk1/2) or 60 (CaN) minutes after re-exposure, or straight from the home cage (Ctr groups), animals were killed and the cytoplasmic protein extracts from the BLA obtained (all groups, n= 8). D, E, Representative Western blot results and analysis showing the cytosolic levels of perk1/2 (D) or CaN (E) after 1 or 10 CS presentations. Data are presented as means ± SEM. *p < 0.05, **p < 0.01.

42 Reconsolidation and extinction are dissociable and mutually exclusive processes: behavioral and molecular evidence. Merlo E 1, Milton AL, Goozée ZY, Theobald DE, Everitt BJ. J. Neurosci 2014 A CaN increase induced by 10 CSs is required for consolidation of the fear extinction memory. A, Animals with fully consolidated fear memory received microinfusions of ASO or Scr ODN sequences in the BLA (see Fig. 2) 2.5 h before the presentation of 1 CS (n = 10 per group) or 10 CSs (Scr ODN, n = 10; ASO, n = 8). Four days later, all groups were tested for long-term fear or extinction memory retention by the presentation of one CS. *p < B, Animals with fully consolidated fear memory were microinfused with ASO (n = 5) or Scr ODN (n = 4) 2.5 h before 10 CS presentations. One hour after the 10 CS presentations, they were killed and the BLA cytoplasmic extract was obtained. A representative result of the Western blot analysis along with the quantification of CaN levels in the BLA is shown. Data are presented as means ± SEM. *p < 0.05.

44 Reconsolidation and extinction are dissociable and mutually exclusive processes: behavioral and molecular evidence. Merlo E 1, Milton AL, Goozée ZY, Theobald DE, Everitt BJ. J. Neurosci 2014 NMDAR agonist and antagonist treatments differentially affect the behavioral transition between reconsolidation and extinction. A, Experimental design. One day after training, the rats received an intraperitoneal injection of the NMDAR partial agonist DCS (15 mg/kg) or the antagonist MK-801 (0.1 mg/kg). B E, One quarter of each group received 1 CS (B), 4 CS (C), 7 CS (D), or 10 CS (E) presentations (line graphs). Twenty-four hours later, freezing behavior was measured in all groups by the presentation of one CS (bar graphs). Data are presented as means ± SEM. MK-801 groups: 1 CS, n = 12; 4 CSs, n = 9; 7 CSs, n = 9; and 10 CSs, n = 11. DCS groups: 1 CS, n = 7; 4 CSs, n = 8; 7 CS, n = 8; and 10 CSs, n = 8. *p < 0.05, **p < 0.01.

45 Models of the transition from reconsolidation to extinction of fear memories. A, Gradual model. B, Step function model. C, Three-phase model. R, Reconsolidation process; E, extinction process; y-axis, sensitivity to NMDAR activity manipulations; x-axis, number of CS presentations.

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