Dinámica, localización y activación de NF-kappa B durante la consolidación de la memoria en ratón

Authors
Salles, Angeles
Publication Year
2017
Language
Spanish
Format
doctoral thesis
Status
Published version
Director/a de tesis
Freudenthal, Ramiro
Description
NF-kappa B es un factor de transcripción cuya activación es necesaria para la consolidación de la memoria a largo plazo en varias especies. Este factor de transcripción se activa y se transloca al núcleo de las células en una ventana temporal específica durante la consolidación. NF-kappa B tiene una amplia distribución en el sistema nervioso, con una fuerte presencia en dendritas y terminales sinápticas. Esta tesis se centra en la activación, localización y dinámica de NF-kappa B en tareas de aprendizaje que se adquieren con un solo ensayo, la evitación inhibitoria (IA) y una tarea adquirida en el mismo contexto pero de signo opuesto. Los ratones son entrenados de dos modos diferentes; ya sea recibiendo o no un estímulo eléctrico al entrar en un compartimiento oscuro (aversivo con choque eléctrico vs. apetitivo sin choque). Cuarenta y ocho horas después el desempeño de los animales es evaluado. Durante la sesión de evaluación, las latencias de entrada al compartimiento oscuro (independientemente del tipo de entrenamiento) fueron significativamente diferentes al día de entrenamiento y a las latencias de un grupo control que en el día del entrenamiento recibe un choque no relacionado con el contexto. Además, la actividad nuclear de NF-kappa B se vió aumentada durante la consolidación de ambas tareas comparando con animales control y naïve. La inhibición de NF-kappa B con sulfasalazina inyectada en el hipocampo, amígdala o el núcleo accumbens inmediatamente luego del entrenamiento produjo un deterioro en la retención de la memoria en ambas versiones de la tarea. Los resultados sugieren que en ratón, NF-kappa B es un paso molecular crítico en diferentes áreas del cerebro para la consolidación de la memoria de largo término en una tarea de evitación inhibitoria y en una versión “apetitiva” de la misma. La activación de este factor de transcripción en el núcleo de las células del hipocampo ha sido descrita a exhaustivamente. La presencia del factor de transcripción en la sinapsis nos llevó a investigar un posible rol local en la sinapsis, activación y dinámica en este sitio. En este trabajo se describen los cambios en la localización sináptica de NF-kappa B y de su actividad, durante la consolidación de la memoria a largo plazo, tanto de la tarea aversiva como apetitiva asociada al IA. La comparación de la actividad sinaptosomal y nuclear de NF-kappa B indican diferentes dinámicas para ambas localizaciones. Además, se identifican dos fracciones de NF-kappa B sinaptosomal, una que se obtiene soluble en el contenido sinaptosomal (fracción libre) y la otra se encuentra fuertemente unida a las membranas sinaptosomales. Durante las primeras etapas de la consolidación la fracción libre se activa, la fracción asociada a membrana aumenta mientras que la cantidad de la fracción libre disminuye. Estos resultados sugieren que la activación sináptica de NF-kappa B y su translocación a membranas son parte de la consolidación de la memoria a largo plazo en ratones. Existen evidencias que demuestran que NF-kappa B se activa a través de la actividad del receptor de NMDA. Tomando en cuenta este dato se apuntó a disociar la señal eléctrica que llega al núcleo de la señal de transducción molecular local en la sinapsis para estudiar la función sináptica local del NF-kappa B. Para abordar este objetivo se trabajó con péptidos que impiden la interacción de PSD-95 (proteína de andamiaje postsináptico) con el receptor de NMDA. En este trabajo se muestra que la inyección intra-hipocampo de este péptido interfiere de forma reversible con la consolidación de la memoria de Evitación Inhibitoria (IA). Los resultados presentados en esta tesis aportan datos cruciales para entender la función sináptica local del NF-kappa B durante la consolidación de la memoria, tanto para las tareas de aprendizaje aversivas como apetitivas.
NF-kappa B is a transcription factor whose activation has been shown to be necessary for long-term memory consolidation in several species. This transcription factor is activated and translocates to the nucleus of cells in a specific temporal window during consolidation. NF-kappa B has a wide distribution in the nervous system, with a well-reported presence in dendrites and synaptic terminals. This thesis focuses on the activation, localization and dynamics of NF-kappa B in a one trial learning task associated to the inhibitory avoidance (IA) setting. Mice were trained either receiving or not a footshock when entering a dark compartment (aversive vs “appetitive” learning). Forty eight hours after training, latencies to step-through regardless of its training condition were significantly different from training day and from testing latencies of a control group that only receives a shock unrelated to context. Moreover, nuclear NF-kappa B DNA-binding activity was augmented in the aversive and the appetitive tasks when compared with control and naïve animals. NF-kappa B inhibition by Sulfasalazine injected either in the Hippocampus, Amygdala or Nucleus Accumbens immediately after training was able to impair retention in both training versions. The results suggest that NF-kappa B is a critical molecular step, in different brain areas on memory consolidation. The activation of NF-kappa B in the nucleus has been thoroughly described of hippocampal cells but the presence of the transcription factor at the synapse led us to investigate a possible local role, activation and dynamics at this site. Here I report changes in synaptosomal NF-kappa B synaptic localization and activity, during long-term memory consolidation of both the aversive and appetitive learning tasks associated to the IA. Activity comparison of synaptosomal and nuclear NF-kappa B, indicate different dynamics for both localizations. In this work two pools of synaptosomal NF-kappa B are identified, one obtained with the synaptoplasm (free fraction) and the second bound to the synaptosomal membranes. During the early steps of consolidation the first pool is activated, as the membrane associated transcription factor fraction increases and concomitantly the free fraction decreases. These results suggest that the activation of synaptic NF-kappa B and its translocation to membranes are part of the consolidation of long-term memory in mice. It has been reported that NF-kappa B is activated through NMDA receptor activity. Taking this data into account, I aimed to dissociate the electrical signal that reaches the nucleus of the local molecular transduction signal at the synapse, to study the local synaptic function of NF-kappa B. To address this I worked with peptides that impede the interaction of PSD-95 (postsynaptic scaffold protein) with the NMDA receptor. This work shows that the intra-hippocampus injection of this peptide reversibly interferes with the consolidation of memory in the aversive version of task IA. The results presented in this thesis lay valuable groundwork for future investigation of the local synaptic role of NF-kappa B during memory consolidation, both for aversive and appetitive learning tasks.
Fil:Salles, Angeles. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Subject
NF-KAPPA B
MEMORIA A LARGO TERMINO
CONSOLIDACION
NMDA
PSD-95
HIPOCAMPO
NUCLEO ACCUMBENS
AMIGDALA
EVITACION INHIBITORIA
APRENDIZAJE DEL APETITIVO
APRENDIZAJE AVERSIVO
NF-KAPPA B
LONG-TERM MEMORY
CONSOLIDATION
NMDA
PSD-95
HIPPOCAMPUS
NUCLEUS ACCUMBENS
AMYGDALA
INHIBITORY AVOIDANCE
APPETITIVE LEARNING
AVERSIVE LEARNING
Access level
Open access
License
http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar
Repository
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institution
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identifier
tesis:tesis_n6207_Salles