Parte 1: La regolazione epigenetica del gene circadiano Per1 contribuisce ai cambiamenti legati all'età nella memoria dell'ippocampo

Contatto: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com

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Janine L. Kwapis1,2,3, Yasaman Alaghband1,2, Enikö A. Kramár1,2, Alberto J. López1,2, Annie Vogel Ciernia4, André O. White5, Guanhua Shu1,2, Diane Rhee1,2,

Christina M. Michael1,2, Emilie Montellier6, Yu Liu7,8, Christophe N. Magnan7,8, Siwei Chen7,8, Paolo Sassone-Corsi6, Pierre Baldi7,8, Dina P. Matheos1,2 & Marcelo A. Wood1,2 ,3

L'invecchiamento è accompagnato da alterazioni della ritmicità circadiana ea lungo terminememoria. Anche se è chiaro chememoriale prestazioni sono influenzate dal ciclo circadiano, non è noto se l'interruzione dell'orologio circadiano legata all'età causi un'alterazione dell'ippocampomemoria. Qui, mostriamo che l'istone deacetilasi repressivo HDAC3 limita la memoria a lungo termine, la plasticità sinaptica e l'espressione indotta dall'esperienza del gene circadiano Perlin nell'ippocampo che invecchia senza influenzare i modelli di attività circadiana ritmica. Dimostriamo anche che l'ippocampo Per] è fondamentale per il lungo terminememoriaformazione. Insieme, i nostri dati sfidano l'idea tradizionale secondo cui le alterazioni dell'orologio circadiano centrale determinano cambiamenti legati al circadianomemoriaformazione e invece sostengono un ruolo più autonomo per la funzione del gene dell'orologio circadiano nelle cellule dell'ippocampo per bloccare la probabilità di formazione della memoria a lungo termine.

Cistanche può migliorare la memoria

Gli animali hanno un orologio circadiano interno che guida il ciclo ritmico dei processi biologici ogni ~ 24 h. I ritmi circadiani guidano numerosi eventi fisiologici, tra cui il ciclo sonno-veglia, il comportamento alimentare, la temperatura corporea e il metabolismo. Nell'orologio circadiano principale, il nucleo soprachiasmatico (SCN), un gruppo di geni dell'orologio principale oscilla in un ciclo di feedback negativo che cicli ogni ~ 24 h1,2. Oltre a regolare i processi biologici di base, l'orologio circadiano ha anche una forte influenzamemoria. La memoria a lungo termine, che dipende dalla trascrizione, mostra un forte effetto sull'ora del giorno, con prestazioni di memoria di picco durante il giorno (fase inattiva) nei topi3,4. In particolare, entrambi a lungo terminememoriae la ritmicità circadiana sono alterate con l'età5, suggerendo che meccanismi molecolari comuni potrebbero essere alla base di entrambi i processi. Un'idea è che i geni dell'orologio si trovano inmemoria-strutture rilevanti, come l'ippocampo dorsale, potrebbero bloccare la capacità di un animale di formarsi a lungo terminememoriain base all'ora del giorno6. Coerentemente con ciò, l'interruzione di diversi singoli geni dell'orologio in tutto il cervello può compromettere la memoria a lungo termine dell'ippocampo negli animali giovani. Poiché nessuno studio fino ad oggi ha interrotto selettivamente la funzione del gene circadiano all'interno dell'ippocampo dorsale, non è chiaro se i geni dell'orologio agiscano all'interno delle cellule dell'ippocampo per influenzare a lungo terminememoriaformazione o se questi deficit di memoria derivano da effetti fuori bersaglio in altre regioni del cervello, come ritmi circadiani alterati, deficit del sonno o persino anomalie dello sviluppo.

L'espressione genica è ridotta nel cervello che invecchia, il che può essere la conseguenza di una struttura della cromatina più repressiva. La trascrizione è controllata in parte attraverso cambiamenti nella struttura della cromatina, che possono promuovere o limitare dinamicamente l'accesso al DNA neuronale a seguito di un evento di apprendimento. Un'ipotesi avanzata da Barnes e Sweatt postula che l'epigenoma sia alterato nei neuroni che invecchiano, risultando in una struttura repressiva della cromatina che impedisce la normale espressione genica richiesta per la formazione della memoria a lungo termine7. Diversi studi supportano questa idea mostrando meccanismi alterati di modifica degli istoni nel cervello che invecchia8-10. Tuttavia, se i meccanismi di modifica della cromatina regolano in modo anomalo l'espressione genica circadiana in un apprendimento chiave ememoriaregione del cervello è sconosciuta. Qui, abbiamo esaminato questa possibilità concentrandoci sul ruolo della regolazione dipendente dall'istone deacetilasi 3 (HDAC3) della memoria legata all'età e dell'espressione genica. Abbiamo scoperto che l'eliminazione o l'interruzione dell'HDAC3 nell'ippocampo dorsale migliora i disturbi legati all'età nella memoria a lungo termine e nella plasticità sinaptica nei topi di 18- mesi, un effetto che sembra essere mediato in parte dall'orologio circadiano centrale gene Periodo1 (Per1). In generale, questo lavoro suggerisce che Per1 potrebbe essere un meccanismo che contribuisce a menomazioni legate all'età sia a lungo terminememoriae ritmicità circadiana, a seconda della struttura.

Risultati

HDAC3 contribuisce all'etàmemoriamenomazioni. Abbiamo prima testato se l'istone deacetilasi repressivo HDAC3 svolge un ruolo correlato all'etàmemoriadeclino. L'HDAC3 è un potente regolatore negativo della formazione della memoria e l'interruzione dell'HDAC3 nei giovani animali può trasformare un evento di apprendimento sottosoglia in uno che genera memoria persistente a lungo termine per più attività11–14. Abbiamo utilizzato due metodi per interrompere l'HDAC3 nell'ippocampo dorsale dei topi anziani ({6}}di un mese). Innanzitutto, abbiamo creato delezioni omozigoti focali di HDAC3 infondendo AAV2.1- CaMKII-Cre ricombinasi (1 μL per lato) nell'ippocampo dorsale di topi HDAC3 flox/flox (Figura 1a supplementare). In secondo luogo, per bloccare selettivamente l'attività enzimatica di HDAC3, abbiamo utilizzato un virus mutante puntiforme negativo dominante, AAV2.1-CMV-HDAC3(Y298H)-v5 che blocca specificamente l'attività della deacetilasi HDAC3 senza influenzare le interazioni proteina-proteina (vedi rif. 12,15–17 Supplementare Fig. 1b). I virus sono stati infusi duesettimane prima dell'allenamento, consentendo uno stretto controllo spaziale e temporale sulle nostre manipolazioni HDAC3 per evitare potenziali effetti collaterali che potrebbero verificarsi da un'interruzione prolungata dell'HDAC3 durante lo sviluppo18,19. Due settimane dopo l'infusione di AAV-CaMKII-Cre (Figura 1c supplementare), abbiamo osservato che l'espressione dell'mRNA di Hdac3 non era influenzata dall'allenamento nella posizione dell'oggettomemoria(OLM), ma l'eliminazione genetica dell'ippocampo Hdac3 ha interrotto l'espressione dell'mRNA Hdac3 (Figura 1d supplementare) oltre alla proteina HDAC3 (Figura 1a supplementare).

Per determinare se l'eliminazione di HDAC3 miglioramemorianei topi anziani, abbiamo testato gli effetti della delezione ippocampale dell'HDAC3 (HDAC3flox/flox) o dell'interruzione dell'attività (HDAC3 (Y298H)) sulla memoria a lungo termine per OLM (Fig. 1a). Coerentemente con numerose segnalazioni di deficit di memoria dell'ippocampo legati all'età, abbiamo scoperto che i topi anziani, {7}}mo wildtype (HDAC3 plus / plus ) mostravano scarsa memoria per OLM dopo 10-min allenamento, senza mostrare un aumento significativo di DI tra formazione e test (Fig. 1b, barre grigie). È importante sottolineare che una 10-sessione di formazione minima.

2 COMUNICAZIONI NELLA NATURA|(2018)9:3323 |DOI: 10.1038/s41467-018-05868-0 |www.nature.com/naturecommunications

Fig. 1 L'eliminazione o l'interruzione dell'HDAC3 migliora i disturbi legati all'età nella memoria dell'ippocampo. una procedura OLM. L'AAV è stato infuso 2 settimane prima dell'allenamento. b 18-mo topi HDAC3flox/flox hanno mostrato una memoria significativamente migliore per OLM rispetto ai compagni di cucciolata di tipo selvatico (HDAC3 plus / plus ) (ANOVA a due vie: interazione Significant Genotype x Session (F(1,29) {{1{ {12}}}}.96, p < 0.001),="" test="" post="" hoc="" di="" sidak,="" ***p="">< 0.001,="" n="" {{="" 16}}(5f),="" 17(6f)).="" c="" l'esplorazione="" totale="" era="" simile="" per="" entrambi="" i="" gruppi="" al="" test="" (t(29)="1.67," ***p="0.11)." d="" l'interruzione="" dell'attività="" dell'hdac3="" nell'ippocampo="" dorsale="" con="" aav-hdac3="" (y298h)-v5="" ha="" anche="" migliorato="" i="" disturbi="" della="" memoria="" dell'ippocampo="" nei="" topi="" 18-mo="" (anova="" a="" due="" vie:="" effetto="" principale="" della="" sessione="" (f(1,16)="" {{35="" }}.96,="" p="">< 0,001),="" test="" post="" hoc="" di="" sidak,="" ***p="">< 0,001,="" *p="">< 0,05,="" n="9,10;" tutti="" i="" maschi).="" e="" il="" tempo="" di="" esplorazione="" totale="" era="" simile="" per="" entrambi="" i="" gruppi="" al="" test="" (t(16)="0.28," p="0.78)." f="" procedura="" sperimentale="" orm,="" 2="" settimane="" dopo="" il="" completamento="" di="" olm.="" g="" sia="" i="" topi="" 18-mo="" hdac3flox/flox="" che="" i="" compagni="" di="" cucciolata="" hdac3="" plus/plus="" hanno="" mostrato="" poca="" preferenza="" per="" il="" nuovo="" oggetto="" (anova="" a="" due="" vie,="" nessun="" effetto="" o="" interazione="" principale,="" n="14(5" f),="" 17(="" 6="" f)).="" h="" il="" tempo="" di="" esplorazione="" totale="" era="" simile="" per="" entrambi="" i="" gruppi="" al="" test="" (t(29)="0.59," p="0.56)." anche="" l'interruzione="" dell'attività="" dell'hdac3="" nell'ippocampo="" dorsale="" con="" aav-hdac3(y298h)="" non="" ha="" avuto="" alcun="" effetto="" sull'orm,="" poiché="" nessuno="" dei="" due="" gruppi="" ha="" mostrato="" una="" preferenza="" per="" il="" nuovo="" oggetto="" (anova="" a="" due="" vie,="" nessun="" effetto="" principale="" o="" interazione,="" n="9" ,10;="" tutti="" maschi).="" j="" i="" gruppi="" hanno="" mostrato="" un="" tempo="" di="" esplorazione="" totale="" simile="" al="" test="" (t(16)="0.28," p="0.78)." i="" dati="" sono="" presentati="" come="" media="" ±="" sem;="" cerchi="" neri,="" maschi;="" quadrati="" grigi,="" le="" femmine="" normalmente="" producono="" una="" forte="" memoria="" a="" lungo="" termine="" nei="" topi="" giovani20.="" al="" contrario,="" 18-mo="" hdac3="" flox/flox="" compagni="" di="" cucciolata="" hanno="" formato="" una="" solida="" memoria="" a="" lungo="" termine="" (fig.="" 1b,="" barre="" verde="" acqua),="" con="" un="" aumento="" significativo="" della="" preferenza="" per="" l'oggetto="" in="" movimento="" a="" riposo="" rispetto="" all'allenamento.="" i="" topi="" hdac3flox/flox="" hanno="" mostrato="" un="" di="" significativamente="" più="" alto="" al="" test="" rispetto="" ai="" topi="" hdac3="" plus/plus="" nonostante="" livelli="" simili="" di="" esplorazione="" totale="" durante="" la="" sessione="" di="" test="" (fig.="" 1c).="" abbiamo="" osservato="" effetti="" simili="" con="" il="" virus="" aav-hdac3="" (y298h)="" specifico="" per="" l'attività.="" i="" topi="" di="" controllo="" del="" vettore="" vuoto="" (ev)="" invecchiati,="" 18-mo="" hanno="" mostrato="" scarsa="" memoria="" per="" olm="" mentre="" i="" topi="" infusi="" con="" aav-hdac3="" (y298h)="" nel="" dh="" hanno="" mostrato="" una="" preferenza="" significativamente="" maggiore="" per="" l'oggetto="" in="" movimento="" senza="" alcun="" cambiamento="" nell'esplorazione="" totale="" (fig.="" 1d,="" e).="" in="" contrasto="" con="" la="" scarsa="" memoria="" a="" lungo="" termine="" osservata="" in="" 18-mo="" topi="">

(Fig. 1b, d), memoria a breve termine per OLM (testata 60 m dopo

acquisizione; La Fig. 2a supplementare) era intatta sia per i topi HDAC3 plus / plus che per i topi HDAC3flox/flox (Fig. 2b, c) e non c'era alcuna differenza significativa nell'ansia tra questi gruppi (Fig. 2d supplementare). Inoltre, non abbiamo osservato differenze significative nel movimento tra i gruppi durante l'assuefazione (Figure complementari 2e, f, 8a, b). Insieme, questi risultati dimostrano che le menomazioni legate all'età nell'OLM sono migliorate dall'eliminazione o dall'interruzione dell'HDAC3 nell'ippocampo dorsale.

Successivamente abbiamo testato se la nostra manipolazione focale HDAC3 ha influenzato il riconoscimento degli oggettimemoria(ORM), che non richiede l'ippocampo dorsale per il recupero20. In questo compito, un oggetto familiare viene sostituito da un oggetto nuovo (Fig. 1f). L'eliminazione di HDAC3 nell'ippocampo dorsale non ha salvatomemoriaper ORM, con entrambi i topi HDAC3 plus / plus e HDAC3 flox/flox che non mostrano alcuna preferenza per il nuovo oggetto in prova rispetto all'allenamento (Fig. 1g). Anche in questo caso, i gruppi non differivano nei livelli di esplorazione totale durante la sessione di test (Fig. 1h). Allo stesso modo, l'interruzione specifica dell'attività dell'HDAC3 nell'ippocampo non è stata in grado di migliorare le menomazioni ORM legate all'età (Fig. 1i, j). Pertanto, le menomazioni legate all'età nell'ORM a lungo termine non sono state migliorate dalla delezione dell'ippocampo o dall'interruzione dell'HDAC3.

Insieme, i nostri risultati indicano che l'eliminazione o l'interruzione di HDAC3 nell'ippocampo dorsale può migliorare a lungo termine legato all'etàmemoriadeficit per un compito dipendente dall'ippocampo (OLM; Fig. 1a-e) senza influenzare la memoria per un compito indipendente dall'ippocampo (ORM; Fig. 1f-j). È importante sottolineare che tutti i topi hanno mostrato intatti a breve terminememoriaper OLM (Figura 2 supplementare), suggerendo che questi animali acquisiscono memoria normalmente ma non riescono a consolidare queste informazioni in osservabili a lungo terminememoria. Poiché la memoria a breve termine è indipendente dalla trascrizione (per la revisione21), questa scoperta è coerente con l'idea che l'espressione genica indotta dall'apprendimento è alterata nei topi che invecchiano, con conseguente compromissione della memoria a lungo termine legata all'età.

L'interruzione dell'HDAC3 inverte le menomazioni legate all'età nell'LTP.

Per verificare se l'HDAC3 contribuisce anche ai disturbi della plasticità sinaptica legati all'età, abbiamo esaminato il potenziamento a lungo termine (LTP) nelle fette acute dell'ippocampo a seguito dell'eliminazione o dell'interruzione dell'HDAC3. L'LTP è anche alterato con l'età, in particolare quando il protocollo di stimolazione è vicino alla soglia di induzione dell'LTP22. Due settimane dopo l'infusione virale, abbiamo preparato fette di ippocampo e indotto LTP con un singolo treno di 5 burst theta a input collaterali di Schaffer e registrato EPSP di campo da dendriti apicali di CA1b. Questa forma di stimolazione relativamente lieve ha prodotto un livello stabile di LTP nelle giovani fette HDAC3 plus / plus (Fig. 2a). L'eliminazione di HDAC3 nell'ippocampo ha migliorato l'LTP, con topi HDAC3 flox/flox che mostrano un potenziamento significativamente maggiore rispetto ai controlli di tipo selvaggio. Come previsto, i topi HDAC3 plus / plus invecchiati-18- hanno mostrato un LTP alterato e la delezione di HDAC3 ha migliorato questo deficit, producendo LTP paragonabile a quello dei giovani topi wild-type (Fig. 2b, c) senza alcun effetto sulla sinaptica di base trasmissione (Fig. 2g, h).

Abbiamo osservato risultati simili con l'interruzione specifica dell'attività. Qui, abbiamo utilizzato un design all'interno dei soggetti in cui giovani e vecchi topi wild-type sono stati infusi con il virus di controllo (AAV-EV) in un ippocampo e AAV-HDAC3 (Y298H) nell'ippocampo controlaterale. Come prima, abbiamo scoperto che l'interruzione dell'attività di HDAC3 ha migliorato l'LTP nelle fette di topi giovani (Fig. 2d) e ha migliorato le menomazioni LTP legate all'età nelle fette di topi anziani (Fig. 2e, f) senza interferire con la trasmissione sinaptica di base (Fig. 2i , j). L'eliminazione o l'interruzione dell'HDAC3 può quindi migliorare le menomazioni legate all'età nell'LTP dell'ippocampo.

Un sottoinsieme di geni alterati dall'età è migliorato dall'eliminazione di HDAC3. I nostri dati suggeriscono che l'eliminazione o l'interruzione dell'HDAC3 migliora i disturbi legati all'età nella memoria a lungo termine e nella plasticità sinaptica. Successivamente ci siamo chiesti se i deficit legati all'età nell'espressione genica dell'ippocampo potessero essere migliorati anche eliminando HDAC3. Abbiamo ipotizzato che la disregolazione dell'attività dell'HDAC3 nel vecchio cervello porti a una struttura della cromatina insolitamente repressiva che limita l'espressione genica, che alla fine compromette a lungo terminememoria. Per identificare quali geni specifici sono regolati da HDAC3 nel cervello giovane e invecchiato, abbiamo condotto un esperimento di sequenziamento dell'RNA in cui abbiamo confrontato topi giovani ({1}}mo) wild-type, vecchi ({3}}mo) HDAC3 topi plus/plus e compagni di cucciolata HDAC3flox/flox che invecchiano (18-mo). Per identificare i cambiamenti di espressione genica durantememoriaconsolidamento, gli animali di ciascun gruppo sono stati uccisi 60 m dopo 10-min di addestramento OLM e confrontati con i controlli homecage (HC). Dopo aver mappato e considerato il genoma aploide23,24, è stata valutata la qualità del sequenziamento (Figura 3a, b supplementare) e sono state esaminate differenze significative nei profili di espressione tra tutte le coppie di campioni per p <>

Ci aspettavamo che l'espressione genica indotta dall'esperienza sarebbe stata alterata nel vecchio cervello, come descritto in precedenza, con un sottoinsieme di geni che non riusciva a esprimersi dopo l'apprendimento. Pertanto, ci siamo concentrati su quei geni espressi a livelli significativamente più alti nei gruppi addestrati rispetto ai controlli homecage. Mentre ogni gruppo (Young WT, Old WT, Old HDAC3flox/flox) ha mostrato un numero sostanziale di geni indotti dall'allenamento OLM, ogni gruppo ha mostrato un profilo di espressione genica unico (Fig. 3a, Tabelle Supplementari 1–3). Vecchi cervellisovraregolato sia nel giovane tipo selvatico che nel vecchio gruppo HDAC3 flox/flox che non mostra aumenti indotti dall'esperienza nell'ippocampo del vecchio tipo selvatico. Questi sono i geni che non riescono a esprimersi normalmente nel vecchio cervello dopo l'allenamento OLM, ma vengono salvati dall'eliminazione dell'HDAC3 e possono quindi funzionare come meccanismo attraverso il quale l'eliminazione dell'HDAC3 migliora i disturbi della memoria legati all'età. In questo gruppo sono stati identificati quattro geni: Nr4a1, Egr1, Tsc22d3 e Per1. Tutti questi geni sono stati ampiamente implicati nella formazione della memoria6,26,27, sebbene questo sia il primo studio a dimostrare che l'espressione indotta dall'esperienza di questi geni è alterata con l'età e salvata con la delezione di HDAC3.

L'eliminazione di HDAC3 migliora i deficit legati all'età in Per1. Dei geni identificati attraverso il nostro RNA-seq, Periodo1 (Per1) è stato il più fortemente indotto dall'allenamento OLM nel gruppo HDAC3flox/flox (Fig. 3c). Questo obiettivo è particolarmente intrigante, poiché Per1 è tipicamente studiato nel contesto dei ritmi circadiani ma è stato anche implicato nell'ippocampomemoriaformazione6,28,29. Poiché è noto che l'invecchiamento è accompagnato da alterazioni dei ritmi circadiani5 e la memoria è legata all'ora del giorno2,30, questo target di HDAC3 può rappresentare un'interfaccia critica e poco esplorata tra l'invecchiamento, la modificazione della cromatina e l'orologio circadiano.

Per esaminare ulteriormente l'espressione di Per1 nei vecchi animali HDAC3 plus/plus e nei vecchi animali HDAC3flox/flox, abbiamo utilizzato RT-qPCR e ChIP-qPCR. Abbiamo scoperto che l'allenamento OLM non è riuscito a indurre la sovraregolazione di Per1 nell'ippocampo dorsale di 18-mo HDAC3 plus/plus topi, ma in assenza di HDAC3 (HDAC3flox/flox), l'allenamento OLM ha innescato un aumento significativo dell'mRNA di Per1 ( Fig. 3f). Abbiamo anche misurato l'espressione di due geni aggiuntivi che svolgono un ruolo ben documentato a lungo terminememoriaformazione: Arco e cFos31. L'espressione di Arc indotta dall'esperienza era intatta nel cervello di tipo selvaggio che invecchia e non era influenzata dall'eliminazione di HDAC3 (Figura 3c supplementare). L'espressione di cFos, d'altra parte, non è stata indotta dall'allenamento OLM nel vecchio ippocampo HDAC3 plus / plus, ma l'eliminazione di HDAC3 non è stata sufficiente per ripristinare questa induzione fallita (Figura 3d supplementare). L'eliminazione di HDAC3 quindi ripristina solo l'espressione di un sottoinsieme di geni indotti dall'esperienza nel cervello che invecchia, incluso Per1.

Per determinare se l'eliminazione di HDAC3 ripristina l'espressione di Per1 promuovendo l'acetilazione dell'istone insieme al suo promotore, abbiamo quindi misurato l'acetilazione dell'istone 4, lisina 8 (H4K8Ac) nel sito del promotore Per1 CRE utilizzando l'immunoprecipitazione della cromatina (ChIP-qPCR). H4K8Ac è un marker di attivazione trascrizionale32 e si pensa che sia un bersaglio di HDAC311,12. L'allenamento OLM non ha modificato i livelli di H4K8Ac al promotore Per1 nel vecchio cervello di tipo selvatico ma in assenza di HDAC3, i livelli di H4K8Ac al promotore Per1 sono stati significativamente aumentati in risposta all'allenamento OLM (Fig. 3g). Per Arc e cFos, non abbiamo riscontrato alcun cambiamento nell'occupazione di H4K8Ac tra i gruppi (Figura 3e, f supplementare). Insieme, questi risultati suggeriscono che l'eliminazione di HDAC3 aumenta l'acetilazione del promotore Per1 e l'espressione dell'mRNA di Per1 in risposta all'apprendimento.

Una domanda importante è se i cambiamenti osservati in Per1 siano dovuti a cambiamenti nel ritmo circadiano dei topi HDAC3 flox/ flox. Se la delezione di HDAC3 nell'ippocampo dorsale altera la ritmicità circadiana, ciò potrebbe spiegare i cambiamenti osservati sia nell'espressione di Per1 che a lungo terminememoriaformazione. Per escluderlo, abbiamo valutato la ritmicità circadiana di topi HDAC3flox/flox giovani ({0}}mo) e invecchiati (18-mo) e dei loro compagni di cucciolata HDAC3 plus/plus dopo l'infusione di AAV-CaMKII-Cre. Dopo 2 settimane di trascinamento a un ciclo di luce/buio di 12 ore (LD), i topi sono stati posti nell'oscurità costante (DD) per misurare i ritmi circadiani endogeni (Figura 4a supplementare). Non abbiamo osservato alcuna differenza nei modelli di attività circadiana tra i topi HDAC3 plus / plus e HDAC3 flox/ flox in entrambi i gruppi di età (Figura 4b-f supplementare), suggerendo che l'HDAC3 dell'ippocampo non ha alcun effetto sulla ritmicità circadiana. Pertanto, i cambiamenti osservati nell'espressione di Per1 e nella formazione della memoria a lungo termine dopo la cancellazione di HDAC3 non possono essere spiegati da cambiamenti nella ritmicità circadiana.

Per1 è indotto dalla formazione OLM e regolato da HDAC3.

Successivamente abbiamo voluto determinare se l'ippocampo Per1 è richiesto a lungo terminememoriaformazione. In primo luogo, abbiamo valutato se l'apprendimento dipendente dall'ippocampo induce tipicamente l'espressione dell'mRNA di Per1. Abbiamo sacrificato topi giovani ({2}}mo) 60 m dopo l'acquisizione di OLM o di condizionamento della paura del contesto (CFC)12. L'espressione dell'mRNA di Per1 è stata significativamente sovraregolata negli animali addestrati con OLM (Fig. 4a) o CFC (Fig. 4b) rispetto ai controlli homecage, indicando che l'espressione dell'mRNA di Per1 è tipicamente indotta nell'ippocampo durante il consolidamento della memoria per più compiti.

Per determinare se questo aumento indotto dall'esperienza di Per1 potrebbe essere mediato attraverso HDAC3, abbiamo quindi utilizzato ChIP-qPCR per misurare l'occupazione di HDAC3 dopo l'allenamento OLM in siti diversi insieme al promotore Per1 nel giovane ippocampo (Fig. 4c, in alto). Abbiamo scoperto che l'occupazione di HDAC3 presso il promotore Per1 è stata ridotta in tutti e tre i siti testati dopo l'allenamento OLM (Fig. 4c, in basso). Insieme alla nostra precedente scoperta che la delezione di HDAC3 ripristina entrambe le acetilazioni all'espressione dell'mRNA di Per1 e Per1 (Fig. 3), ciò suggerisce fortemente che HDAC3 regola l'espressione di Per1 nell'ippocampo dorsale e la disregolazione di HDAC3 può contribuire a menomazioni legate all'età nell'esperienza indotta Espressione Per1. PER1 può quindi essere parte di un meccanismo chiave attraverso il quale la delezione di HDAC3 migliora le menomazioni legate all'età nell'ippocampo a lungo terminememoriaformazione.