ΓΗΓΑΚΣΟΡΗΚΖ ΓΗΑΣΡΗΒΖ

Transcript

1 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΥΟΛΖ ΔΠΗΣΖΜΧΝ ΤΓΔΗΑ ΣΜΖΜΑ ΗΑΣΡΗΚΖ ΔΡΓΑΣΖΡΗΟ ΦΤΗΟΛΟΓΗΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΗΑΚΧΝ ΠΟΤΓΧΝ «ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΣΗ ΒΑΗΚΔ ΗΑΣΡΗΚΔ ΔΠΗΣΖΜΔ» ΓΗΓΑΚΣΟΡΗΚΖ ΓΗΑΣΡΗΒΖ «ΑΛΛΖΛΔΠΗΓΡΑΖ ΤΠΟΓΟΥΔΧΝ ΝΣΟΠΑΜΗΝΖ ΜΔ ΗΟΝΣΟΣΡΟΠΟΤ ΤΠΟΓΟΥΔΗ ΓΛΟΤΣΑΜΗΝΗΚΟΤ ΟΞΔΟ ΚΑΗ Γ-ΑΜΗΝΟΒΟΤΣΤΡΗΚΟΤ ΟΞΔΟ ΣΟΝ ΠΡΟΜΔΣΧΠΗΑΗΟ ΦΛΟΗΟ ΚΑΗ ΗΠΠΟΚΑΜΠΟ ΔΠΗΜΤΟ» ΑΡΑΝΣΖ ΚΧΝΣΑΝΣΗΝΟ ΒΗΟΛΟΓΟ ΠΑΣΡΑ 2010

2 ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΧΝ ΥΟΛΖ ΔΠΗΣΖΜΧΝ ΤΓΔΗΑ ΣΜΖΜΑ ΗΑΣΡΗΚΖ ΔΡΓΑΣΖΡΗΟ ΦΤΗΟΛΟΓΗΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΗΑΚΧΝ ΠΟΤΓΧΝ «ΔΦΑΡΜΟΓΔ ΣΗ ΒΑΗΚΔ ΗΑΣΡΗΚΔ ΔΠΗΣΖΜΔ» ΓΗΓΑΚΣΟΡΗΚΖ ΓΗΑΣΡΗΒΖ «ΑΛΛΖΛΔΠΗΓΡΑΖ ΤΠΟΓΟΥΔΧΝ ΝΣΟΠΑΜΗΝΖ ΜΔ ΗΟΝΣΟΣΡΟΠΟΤ ΤΠΟΓΟΥΔΗ ΓΛΟΤΣΑΜΗΝΗΚΟΤ ΟΞΔΟ ΚΑΗ Γ-ΑΜΗΝΟΒΟΤΣΤΡΗΚΟΤ ΟΞΔΟ ΣΟΝ ΠΡΟΜΔΣΧΠΗΑΗΟ ΦΛΟΗΟ ΚΑΗ ΗΠΠΟΚΑΜΠΟ ΔΠΗΜΤΟ» ΑΡΑΝΣΖ ΚΧΝΣΑΝΣΗΝΟ ΒΗΟΛΟΓΟ Δπηβιέπνπζα Καζεγήηξηα: Φεβξωλία Αγγειάηνπ Αλαπιεξώηξηα Καζεγήηξηα Σκήκα Ηαηξηθήο Παλεπηζηήκην Παηξώλ ΠΑΣΡΑ

3 Σξηκειήο ζπκβνπιεπηηθή επηηξνπή Αββεθάημο Φεανςκία Φθςνδέθθδξ Υνζζηυδμοθμξ Παπαεεμδςνυπμοθμξ Κςκζηακηίκμξ Ακαπθδνχηνζα Καεδβήηνζα Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Καεδβδηήξ Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Δπίημονμξ Καεδβδηήξ Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Δπηακειήο εμεηαζηηθή επηηξνπή Αββεθάημο Φεανςκία Φθςνδέθθδξ Υνζζηυδμοθμξ Παπαεεμδςνυπμοθμξ Κςκζηακηίκμξ Κςζηυπμοθμξ Γεχνβζμξ Φαννμπμφθμο Καηενίκα Μαηζχηδξ Νζηυθαμξ Μδηζάημο Αδαιακηία Ακαπθδνχηνζα Καεδβήηνζα Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Καεδβδηήξ Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Δπίημονμξ Καεδβδηήξ Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Καεδβδηήξ Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Καεδβήηνζα Σιήια Βζμθμβζηχκ Δθανιμβχκ ηαζ Σεπκμθμβζχκ Πακεπζζηήιζμ Ηςακκίκςκ Ακαπθδνςηήξ Καεδβδηήξ Σιήια Βζμθμβίαξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ Ακαπθδνχηνζα Καεδβήηνζα Σιήια Ηαηνζηήξ Πακεπζζηήιζμ Παηνχκ 3

4 ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟ... 8 ΠΔΡΗΛΖΦΖ ΔΗΑΓΧΓΖ Ηππμηάιπεζμξ ζπδιαηζζιυξ Φοθμβεκκεηζηή ελέθζλδ Ακαημιία- Γμιή- οκδέζεζξ Λεζημονβζηυξ νυθμξ ημο ζππμηάιπμο: Ζ ικήιδ ηαζ δ ιάεδζδ Ο πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ηαζ μ νυθμξ ημο ζηδ βκςζηζηή θεζημονβία Βζμθμβία ηαζ δμιή ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ Πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ηαζ εκενβυξ ικήιδ Αθθδθεπίδναζδ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ- ζππμηάιπμο ηαζ άθθςκ πενζμπχκ ημο ηνμηαθζημφ θμαμφ NMDA οπμδμπείξ: Γμιή ηαζ θεζημονβία Λεζημονβζηή νφειζζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ απυ θςζθμνοθίςζδ ζε εέζεζξ ζενίκδξ/ ενεμκίκδξ Ρφειζζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ Ρφειζζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ NR2 οπμιμκάδςκ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ AMPA οπμδμπείξ: Γμιή ηαζ θεζημονβία Φςζθμνοθίςζδ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ Φςζθμνοθίςζδ ηδξ GLUR2 οπμιμκάδαξ Φςζθμνοθίςζδ ηςκ GLUR3 ηαζ GLUR4 οπμιμκάδαξ Ζ κημπαιίκδ: Ρυθμξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ηαζ ζημοξ ιδπακζζιμφξ ικήιδξ ηαζ ιάεδζδξ Τπμδμπείξ κημπαιίκδξ Ζ κημπαιίκδ ηαζ μ νυθμξ ηδξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ ημ ζππυηαιπμ ημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Απεθεοεένςζδ κημπαιίκδξ ηαζ LTP Αθθδθεπίδναζδ ηςκ ζοζηδιάηςκ κημπαιίκδξ/ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ: Ζ ιμνζαηή αάζδ ηδξ D1/ NMDA αθθδθεπίδναζδξ Σμ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηςκ κεονςκζηχκ MAPK ηζκαζχκ (ERK1/2) ηαζ δ ζοιαμθή ημο ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα Ζ ζοιιεημπή ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημ LTP Ζ ζοιιεημπή ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδκ ικήιδ ηαζ ζηδ ιάεδζδ Ζ ζοιιεημπή ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδ ζοκαπηζηή κεονμδζααίααζδ Ζ ERK1/2 ηζκάζδ εθέβπεζ άιεζα ηδκ κεονμδζααίααζδ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ Ζ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ είκαζ απαναίηδηδ ζηδ δμιζηή πθαζηζηυηδηα

5 6.4. Τπμζηνχιαηα ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα Ο πνςηεΐκεξ ηδξ ιεηαζοκαπηζηήξ ποηκυηδηαξ ηαζ μζ ζμκηζημί δίαοθμζ Κ V 4.2 απμηεθμφκ ζηυπμοξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ Οζ ιεηαβναθζημί πανάβμκηεξ απμηεθμφκ ζηυπμοξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ Δπζβεκκεηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ ηαζ δ ζοιαμθή ημοξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ- ιάεδζδξ Μμνζαηέξ ηαζ ηοηηανζηέξ θεζημονβίεξ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ ηαζ μ νυθμξ ημοξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ηαζ ζηδ ικήιδ ηαζ ζηδ ιάεδζδ ΣΟΥΟ ΤΛΗΚΑ ΚΑΗ ΜΔΘΟΓΟΗ Πεζναιαηυγςα Πνμεημζιαζία ημο ζζημφ βζα «in vitro» ηαζ «in vivo» πεζνάιαηα «In vitro» εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, ηαεχξ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζηζξ θέηεξ ζππμηάιπμο, πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ νααδςημφ Δζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκελενεοκδηζηή ζοιπενζθμνά απυηνζζδξ ζημ κέμ ενέεζζια Γζαδζηαζία ελμζηείςζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ιε ημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ Νεονμπδιζηή ακάθοζδ: Μέηνδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ημο ιεηααμθίηδ ηδξ DOPAC, ηαεχξ ηαζ ημο θυβμο turn over ηδξ κημπαιίκδξ ιε ηδκ ηεπκζηή οβνήξ πνςιαημβναθίαξ ορδθήξ απυδμζδξ (HPLC) Ανπή ηδξ ιεευδμο Νεονμπδιζηή ακάθοζδ SDS δθεηηνμθυνδζδ ζε πήηηςια πμθοαηνοθαιζδίμο (SDS-PAGE) Ακμζμθεμνζζιυξ ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ «In vitro» Απμηεθέζιαηα Ζ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ αολάκεζ ηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Ζ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ δεκ έπεζ επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ οκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ Δπίδναζδ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Ζ επαβυιεκδ απυ ημοξ D1 ηαζ ημοξ D1/ NMDA οπμδμπείξ θςζθμνοθίςζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ελανηάηαζ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ

6 Ζ ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ιε ημοξ NMDA οπμδμπείξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ εκενβμπμζεί ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ υπζ αοηυ ηδξ DARPP-32 ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ιε ημοξ NMDA οπμδμπείξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζημ νααδςηυ ζχια Δπίδναζδ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηαζ ηδξ αθθδθεπίδναζδξ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ DARPP-32 ζημ νααδςηυ «In vivo» Απμηεθέζιαηα Ζ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ πνμηαθεί ηδκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ Ζ επαβυιεκδ απυ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ελανηάηαζ απυ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηυζμ ηςκ D1, υζμ ηαζ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ Ζ επαβυιεκδ απυ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ απαζηεί ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Ζ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ηαηαννάηηδ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, δ μπμία ελανηάηαζ ηυζμ απυ ημοξ D1, υζμ ηαζ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Ζ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ δεκ έπεζ ηαιία επίδναζδ ηυζμ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, υζμ ηαζ ζηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ DARPP-32 ζημ νααδςηυ ζχια Ζ «ελμζηείςζδ» ιε ημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ ακαζηέθθεζ πθήνςξ ηδκ επαβυιεκδ απυ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ ενέεζζια αφλδζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Ζ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ, ηαεχξ ηαζ ημο turn over ηδξ κημπαιίκδξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, αθθά υπζ ζημκ νααδςηυ Ζ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ έηθναζδξ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ cfos ηαζ zif268 ζηδ CA1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο Ζ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ επάβεζ επζβεκκεηζηέξ αθθαβέξ ζηδκ ζζηυκδ Ζ3 ζημκ ζππυηαιπμ, μζ μπμίεξ ελανηχκηαζ απυ ηδ ζοκεκενβμπμίδζδ ηυζμ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ, υζμ ηαζ ηςκ ιμοζηανζκζηχκ οπμδμπέςκ αηεηοθμπμθίκδξ

7 4. ΤΕΖΣΖΖ Ζ «in vitro» επαβυιεκδ απυ ημοξ D1 ηαζ D1/ NMDA οπμδμπείξ θςζθμνοθίςζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ πζεακχξ απμηεθεί ημ ιμνζαηυ οπυααενμ ηδξ D1- επαβυιεκδξ εκίζποζδξ ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ δ «in vitro» αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ιε ημοξ NMDA οπμδμπείξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ πενζθαιαάκεζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ υπζ ηδξ DARPP Ζ «in vitro» εκενβμπμίδζδ ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ δεκ έπεζ ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ημ νααδςηυ ζχια δ «in vitro» εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ επαβςβή ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ D1/ PKA/ DARPP- 32, εκχ δ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ επάβεζ ημκ ηαηαννάηηδ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ Ζ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζε πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ πνμηαθεί αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ημο ιεαμθίηδ ηδξ DOPAC, ηαεχξ ηαζ ημο θυβμο turn over ηδξ κημπαιίκδξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, αθθά υπζ ζημ νααδςηυ Ζ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζε πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ πνμηαθεί αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, δ μπμία ελανηάηαζ απυ ηδκ ζφβπνμκδ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ Ζ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζε πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ πνμηαθεί ηδ θςζθμνοθίςζδ/ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERΚ1/2 ηζκάζδξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, δ μπμία ελανηάηαζ απυ ηδκ ζφβπνμκδ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ Ζ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ πνμηαθεί ηδκ επαβςβή επζβεκκεηζηχκ αθθαβχκ (θςζθμνοθίςζδ/ αηεηοθίςζδ ηδξ ζζηυκδξ Ζ3) ηαζ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ έηθναζδξ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ cfos ηαζ zif268 ζηδκ CA1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο. Σα θαζκυιεκα ηα μπμία ελανηχκηαζ απυ ηδκ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1/NMDA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ηςκ ιμοζηανζκζηχκ οπμδμπέςκ αηεηοθμπμθίκδξ Απυ ημ επίπεδμ ηδξ θεζημονβζηήξ ζφκδεζδξ ηςκ πενζμπχκ ημο ζππμηάιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ηδ ημζθζαηή ηαθοπηνζηή πενζμπή (VTA) ζημ ιμνζαηυ ιδπακζζιυ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ιέζς ηδξ ζοκεκενβμπμίδζδξ ηςκ D1/NMDA οπμδμπέςκ ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ ΓΖΜΟΗΔΤΔΗ

8 Πνυθμβμξ ημ ζδιείμ αοηυ ηδξ ζοββναθήξ ηδξ δζδαηημνζηήξ ιμο δζαηνζαήξ ηαζ θίβμ πνζκ ηδκ μθμηθήνςζή ηδξ, εα ήηακ ιεβάθδ πανάθεζρδ κα ιδκ ακαθενεχ ζημοξ ακενχπμοξ εηείκμοξ πμο ζοκηέθεζακ ηαηαθοηζηά ζηδκ πενάηςζή ηδξ. Καηανπήκ, μθείθς έκα ιεβάθμ εοπανζζηχ ζηδκ επζαθέπμοζα ηαεδβήηνζά ιμο η. Φεανςκία Αββεθάημο βζα ηδκ άνζζηδ ζοκενβαζία ιαξ υθα αοηά ηα πνυκζα. Ζ αιένζζηδ ζοιπανάζηαζή ηδξ ηαζ δ επζζηδιμκζηή ηαζ ενεοκδηζηή ηαεμδήβδζή ηδξ απμηέθεζακ ηαεμνζζηζημφξ πανάβμκηεξ βζα ηδκ μθμηθήνςζδ αοηήξ ηδξ πνμζπάεεζαξ. Θα ήεεθα επίζδξ κα εοπανζζηήζς ηα ιέθδ ηδξ ηνζιεθμφξ ζοιαμοθεοηζηήξ ιμο επζηνμπήξ ημκ ηαεδβδηή η. Υνζζηυδμοθμ Φθςνδέθθδ ηαζ ημκ επίημονμ ηαεδβδηή η. Κςκζηακηίκμ Παπαεεμδςνυπμοθμ βζα ηζξ εφζημπεξ παναηδνήζεζξ ημοξ ηαζ ηδ ζοιαμθή ημοξ ζηδκ μθμηθήνςζδ ηδξ δζαηνζαήξ αοηήξ. Θα ήεεθα επίζδξ κα εοπανζζηήζς ηα οπυθμζπα ιέθδ ηδξ επηαιεθμφξ ιμο ελεηαζηζηήξ επζηνμπήξ ηαεδβδηή η. Γεχνβζμ Κςζηυπμοθμ, ηαεδβήηνζα η. Καηενίκα Φαννμπμφθμο, ακαπθδνςηή ηαεδβδηή η. Νζηυθαμ Μαηζχηδ ηαζ ηδκ ακαπθδνχηνζα ηαεδβήηνζα η. Αδαιακηία Μδηζάημο, πμο δέπηδηακ κα ζοιιεηάζπμοκ ζηδκ μθμηθήνςζδ αοηήξ ηδξ δζαηνζαήξ ηαζ δ ζοιαμθή ηςκ μπμίςκ υθα αοηά ηα πνυκζα ζοκέααθε ζδιακηζηά ζηδκ άνηζα μθμηθήνςζδ ηδξ πνμζπάεεζαξ αοηήξ. Δπζπθέμκ, εα ήεεθα κα εοπανζζηήζης ηδκ επίημονμ ηαεδβήηνζα ημο ηιήιαημξ ζαηνζηήξ ημο πακεπζζηδιίμο Ηςακκίκςκ η. Καηενίκα Ακηςκίμο βζα ηδκ ηαεμνζζηζηή ηδξ ζοιαμθή ζηα πεζνάιαηα ηδξ κεονμπδιζηήξ ακάθοζδξ, ηαεχξ ηαζ ηδκ η. Ακηςκέθθα Μαναγζχηδ βζα ηδκ πμθφηζιδ αμήεεζα ηδξ ζημ πεζνζζιυ ηςκ πεζναιαημγχςκ. Αηυια εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς υθμοξ ημοξ ιεηαπηοπζαημφξ θμζηδηέξ ημο ενβαζηήνζμο θοζζμθμβίαξ βζα ηδκ πμθφ ηαθή ζοκενβαζία ηαζ βζα ημ θζθζηυ ηθίια εκηυξ, αθθά ηαζ εηηυξ ενβαζηδνίμο. Σέθμξ, εα ήεεθα κα εοπανζζηήζς ηδκ μζημβέκεζα ιμο ηαζ ηδ Μάβδα πμο ανίζημκηαζ ζοκεπχξ δίπθα ιμο ηαζ ιε ζηδνίγμοκ υθα αοηά ηα πνυκζα ηαζ απμηέθεζακ ηαζ απμηεθμφκ ηδ δφκαιδ βζα ηάεε πνμζπάεεζά ιμο. 8

9 Πενίθδρδ Ζ κημπαιζκενβζηή κεφνςζδ είκαζ πμθφ ζδιακηζηή βζα ηζξ ιαηνμπνυκζεξ αθθαβέξ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ηαεχξ ηαζ βζα ηδκ έηθναζδ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ηδ ικήιδ ηαζ ηδ ιάεδζδ. Πμθθέξ ενβαζίεξ έπμοκ δείλεζ υηζ μζ αθθδθεπζδνάζεζξ ιεηαλφ κημπαιζκενβζηχκ ηαζ βθμοηαιζκενβζηχκ οπμδμπέςκ είκαζ ζδζαίηενα ζδιακηζηέξ βζα ηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ. Πνμηεζιέκμο κα ιεθεηήζμοιε ημ ιμνζαηυ οπυααενμ ηςκ αθθδθεπζδνάζεςκ ιεηαλφ ηςκ κημπαιζκενβζηχκ ηαζ βθμοηαιζκενβζηχκ οπμδμπέςκ ζημ ζππυηαιπμ ηαζ ημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ημο επίιομξ, ελεηάζαιε «in vitro» ηδκ επίδναζδ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ., ηαεχξ ζηδκ θςζθμνοθίςζδ/ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Extracellular Regulated Kinase1/2) ηαζ ηδξ DARPP-32 (Dopamine-and cyclicamp- Regulated PhosphoProtein-32). Δπζπθέμκ, ζοβηνίκαιε ηζξ αθθδθεπζδνάζεζξ ηςκ D1/NMDA/AMPA οπμδμπέςκ πμο παναηδνμφκηαζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ιε αοηέξ πμο ειθακίγμκηαζ ζημ νααδςηυ ζχια, ζημ μπμίμ δ ποηκυηδηα ηςκ D1 οπμδμπέςκ είκαζ δ ιέβζζηδ ζημκ εβηέθαθμ. Σα απμηεθέζιαηά ιαξ δείπκμοκ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ απυ ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ημοξ SKF38393 (10 ιμ) ζηζξ ημιέξ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ: α) ηδξ ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, μζ μπμίεξ επάβμοκ ηδ δζαηίκδζδ ηςκ οπμδμπέςκ ζηδκ ιειανακζηή επζθάκεζα (trafficking) ηαζ ηδκ εκίζποζδ ηςκ νεοιάηςκ ημο ζμκηζημφ δζαφθμο, ακηίζημζπα, α) ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, μζ μπμίεξ εκζζπφμοκ ηα νεφιαηα ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ηαζ αολάκμοκ ηδκ πζεακυηδηα ακμίβιαημξ ημο ηακαθζμφ, ακηίζημζπα ηαζ β) ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, αθθά υπζ ηδξ DARPP-32. Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ακεκενβέξ δυζεζξ ηςκ εζδζηχκ αβςκζζηχκ ημοξ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ), ακηίζημζπα έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, αθθά υπζ ηδξ DARPP-32. Οζ παναπάκς επαβυιεκεξ απυ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηαζ ηδκ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ θςζθμνοθζχζεζξ ακαζηέθθμκηαζ πθήνςξ απυ ημκ εζδζηυ ακαζημθέα ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327. Ακηίεεηα, ζημ νααδςηυ ζχια ηα απμηεθέζιαηα επζαεααζχκμοκ υηζ δ επαβυιεκδ απυ ημοξ D1 οπμδμπείξ θςζθμνοθίςζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ααζίγεηαζ ζημ ηαθά πενζβναιιέκμ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ D1/PKA/DARPP-32. οιπεναζιαηζηά, ηα «in vitro» πεζνάιαηα δείπκμοκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ κα οθίζηαηαζ ζζπονή ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ ηςκ D1 ηαζ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, δ μπμία μδδβεί ζηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ΔΡΚ1/2 ηζκάζδξ. Δπζπθέμκ, δ επαβυιεκδ απυ ηδκ 9

10 δζέβενζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηαζ απυ ηδ ζοκδζέβενζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ θςζθμνοθίςζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMΡΑ οπμδμπέςκ θαίκεηαζ κα μθείθεηαζ ζημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ πζεακχξ απμηεθεί ημ ιμνζαηυ οπυααενμ ηδξ εκίζποζδξ ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ απυ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ. Πνμηεζιέκμο κα δζενεοκήζμοιε εάκ αοηή δ ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ οθίζηαηαζ ηαζ «in vivo» ηαζ κα ελεηάζμοιε πεναζηένς ηδ θεζημονβζηή ηδξ ζδιαζία, επζθέλαιε έκα θοζζηυ ζοιπενζθμνζηυ ηεζη, ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζε «πνςηυβκςνμ» πενζαάθθμκ (εθεφεενδ ελενεφκδζδ ημο πχνμο). Ζ δμηζιαζία αοηή είκαζ βκςζηυ υηζ επάβεζ ηδκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηαζ ηαη επέηηαζδ επάβεζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ. Σα απμηεθέζιαηα ιαξ δείπκμοκ υηζ δ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ επάβεζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ: α) ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ ΑΜPA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ζζπονή θςζθμνοθίςζδ/ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Σα θαζκυιεκα αοηά υπςξ δείλαιε ιεηά ηδ πμνήβδζδ εζδζηχκ ακηαβςκζζηχκ ελανηχκηαζ απυ ηδ ζφβπνμκδ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ ηαζ μθείθμκηαζ ζημ «κέμ» ενέεζζιαηα, δεδμιέκμο υηζ δεκ ειθακίγμκηαζ ιεηά απυ δμηζιαζία «ελμζηείςζδξ» ηςκ επίιοςκ ζημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ, α) επζβεκκεηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ (θςζθμνοθίςζδ/ αηεηοθίςζδ ηδξ ζζηυκδξ Ζ3) ηαζ β) αφλδζδ ηςκ πνςηεσκζηχκ επζπέδςκ έηθναζδξ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ cfos ηαζ zif268 επζθεηηζηά ζηδ CA1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο, θαζκυιεκα ηα μπμία ελανηχκηαζ απυ ηδκ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ηςκ ιμοζηανζκζηχκ οπμδμπέςκ αηεηοθμπμθίκδξ. οιπεναζιαηζηά ηα απμηεθέζιαηα ιαξ δείπκμοκ υηζ: α) δ θςζθμνοθίςζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ πζεακχξ δνα ςξ «δείηηδξ ημο πνςηυβκςνμο ενεείζιαημξ», δεδμιέκμο υηζ δεκ ειθακίγμκηαζ ιεηά ηδκ «ελμζηείςζδ» ηςκ επίιοςκ ζημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ, α) δ ζζπονή εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ πμο επάβεηαζ απυ ημ «κέμ» ενέεζζια απαζηεί ηδ ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ ηαζ β) δ εκενβμπμίδζδ ημο ιμκμπαηζμφ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ μδδβεί ζε επζβεκκεηζηέξ αθθαβέξ ηαζ αφλδζδ ηδξ έηθναζδξ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ cfos ηαζ zif268, θαζκυιεκα ηα μπμία απαζημφκηαζ ζηδ νφειζζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, ηαεχξ ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ. Λέλεζξ- Κθεζδζά: κημπαιίκδ, NMDA, θςζθμνοθίςζδ, ERK1/2 ηζκάζδ, NR1 οπμιμκάδα, NR2B οπμιμκάδα, GLUR1 οπμιμκάδα, DARPP-32, επζβεκκεηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ, πνχζια βμκίδζα, ζππυηαιπμξ, πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ 10

11 Summary Dopaminergic innervation is critical for long term changes in synaptic efficacy in hippocampus and prefrontal cortex (PFC), as well as for learning-associated immediate-early gene expression. Many studies have demonstrated that the interactions between dopamine and glutamate receptors are essential for the prefrontal cortical (PFC) and hippocampal cognitive functions. In order to understand the molecular basis of dopamine/glutamate interactions in rat PFC and hippocampus, we investigated the effect of in vitro dopamine D1 receptor stimulation on glutamate NMDA and AMPA receptor subunits phosphorylation, as well as on ERK1/2 (Extracellular Regulated Kinase1/2) and DARPP-32 (Dopamine-and cyclicamp- Regulated PhosphoProtein-32) phosphorylation/activation. Furthermore, we compared the D1/NMDA/AMPA receptor interactions seen in PFC and hippocampus with those appearing in striatum, in which the D1 receptors density is the highest within the mammalian brain. Our results showed that stimulation of D1 receptor by the specific agonist SKF38393 (10ιM) in PFC and hippocampal slices significantly increased the phosphorylation state of: a) NR1ser897 and NR2Bser1303 subunits of NMDA receptor, which promotes the trafficking and enhances the ionic currents, respectively, b) of GLUR1(ser831 and ser845) subunit of AMPA receptor, which enhances the receptor currents and the open probability of the receptor channel and c) of ERK1/2, but not of DARPP-32. Interestingly, co-stimulation of D1 and NMDA receptors with an ineffective dose of SKF38393(2ιM) and NMDA(5ιM) respectively, elevated further the phosphorylation level of NMDA and AMPA receptor subunits, as well as of ERK1/2, but not of DARPP-32. The D1- and D1/NMDA-induced phosphorylations were totally inhibited by SL327 (specific ERK1/2 inhibitor). Conversely, in striatal slices our data confirm that the D1- mediated phosphorylation of NMDA and AMPA receptor subunits relies on D1/PKA/DARPP-32 signalling. In conclusion, in PFC and hippocampus: a) a strong synergistic interaction of D1 and NMDA receptors exists, which results in a significant ERK1/2 pathway activation, b) The D1 and the D1/NMDA receptor induced phosphorylation of NMDA and AMPA receptor subunits seems to rely on ERK1/2 signalling and could to some extend underlie the enhancement of NMDA and AMPA receptor currents mediated by D1 receptor activation. In order to investigate whether this synergistic interaction occurs also in vivo and to further examine its functional significance, we exposed the rats to a novel environment (open field exploration), which is known to evoke dopamine release in hippocampus and PFC. Our results showed that the spatial novelty stimulus induced in rat hippocampus and PFC: a) a significant increase in phosphorylation of NMDA and AMPA receptor subunits, as well as a robust phosphorylation/activation of ERK1/2 signalling, which are both dependent on the concomitant stimulation of D1/NMDA receptors and are both abolished by habituation, b) chromatin remodeling events (phosphorylation-acetylation of histone H3) and c) an increase in the immediate early genes cfos and zif268 expression in the CA1 region of hippocampus, which is dependent on the coactivation of D1/NMDA and muscarinic acetylcholine receptors. 11

12 Our results indicate that: a) the phosphorylation of NMDA and AMPA receptor subunits could act as a novelty detector, since it is absent after habituation, b) the robust activation of ERK1/2 signalling elicited by spatial novelty, demands the synergistic interaction of D1/NMDA receptors and c) the activation of ERK1/2 pathway leads to chromatin remodeling events and expression of the immediate early genes cfos and zif268, which are required for the regulation of synaptic plasticity and memory consolidation. Keywords: dopamine, NMDA, phosphorylation, ERK1/2, NR1, NR2B, GLUR1, phosphorylation, DARPP-32, histone modification, immediate early genes, hippocampus, prefrontal cortex 12

13 1. ΔΗΑΓΧΓΖ

14 ΕΙΑΓΩΓΗ 1. ΗΠΠΟΚΑΜΠΔΗΟ ΥΖΜΑΣΗΜΟ 1.1. Φπινγελεηηθή Δμέιημε Ο ζππυηαιπμξ είκαζ ιζα απυ ηζξ πμθοπθμηυηενεξ δμιέξ ηαζ θοθμβεκεηζηά ανπαζυηενεξ ημο εβηεθάθμο. Μζα απυ ηζξ πνχηεξ πενζμπέξ ημο ημζπχιαημξ ημο πνυζεζμο εβηέθαθμο ηςκ πνςηυβμκςκ ζπμκδοθςηχκ δζαθμνμπμζείηαζ ζπδιαηίγμκηαξ ημκ ανπαζμθθμζυ (archicortex). Οζ θεζημονβίεξ ημο θαίκεηαζ κα ααζίγμκηαζ ζημ παναηείιεκμ δζάθναβια, ιε ημ μπμίμ ζοκδέεηαζ ζηεκά. Καεχξ μ πνυζεζμξ εβηέθαθμξ επεηηείκεηαζ ηαηά ηδ δζάνηεζα ηδξ ελέθζλδξ, μ ζππυηαιπμξ (ανπαζμθθμζυξ) πζέγεηαζ ηαζ πνμαάθθεηαζ πνμξ ημ εζςηενζηυ ημο εβηεθάθμο ηαζ ζοκάπηεηαζ ιε ημκ ηνμηαθζηυ θμαυ. Έηζζ, ηαεχξ αοηυξ μ θμαυξ επζιδηφκεηαζ, μ ζππυηαιπμξ ζφνεηαζ ζπδιαηίγμκηαξ ιζα ηαιποθςηή δμιή απυ ημ ναπζαίμ πνυζεζμ εβηέθαθμ πνμξ ημκ ηνμηαθζηυ θμαυ ηαζ ηεθζηά ηαηαθήβεζ ελμθμηθήνμο ιέζα ζ αοηυκ ημ θμαυ ζηα πνςηεφμκηα, ζηνζιςβιέκμξ απέκακηζ απυ ηδκ αιοβδαθή. Ο ζππυηαιπμξ δζαηδνεί ηδκ πνςηυβμκδ ζφκδεζή ημο ιε ημ δζάθναβια ιέζς ιζαξ παπζάξ ηαζκίαξ, πμο μκμιάγεηαζ ραθίδα (fornix), ηδξ μπμίαξ ημ ζπήια πενζβνάθεζ ηδκ ηνμπζά ηδξ ελέθζλδξ ημο ζππυηαιπμο. Ραχιαίος (Διαφραγματικός) Κοιλιακός (Κροταφικός) Δηθόλα 1: (Απιζηεπά) Η ζέζε ηνπ ηππόθακπνπ ζηνλ εγθέθαιν ηνπ επίκπνο, όπνπ δηαθξίλνληαη νη δύν πόινη ηνπ: ν δηαθξαγκαηηθόο ή ξαρηαίνο πόινο (κπιε) θαη ν θξνηαθηθόο ή θνηιηαθόο πόινο (θόθθηλν). (Γεξιά) Η ζέζε ηνπ ηππόθακπνπ ζηνλ εγθέθαιν ηνπ αλζξώπνπ (κσβ) (Από Bear et al., 2001) Aλαηνκία- Γνκή- πλδέζεηο Ο ζππμηάιπεζμξ ζπδιαηζζιυξ ηςκ ηνςηηζηχκ απμηεθεί ιζα επζιήηδ δμιή ζπήιαημξ C, πμο εηηείκεηαζ πνμζεζμναπζαία απυ ημ δζαθναβιαηζηυ πονήκα ημο ααζζημφ πνυζεζμο εβηέθαθμο, πάκς ηαζ πίζς απυ ημ δζεβηέθαθμ ιέπνζ ημκ ανπυιεκμ ηνμηαθζηυ θμαυ μπζζεζμημζθζαηά (Δζηυκα 1). Ο επζιήηδξ άλμκαξ ημο ζππμηάιπεζμο ζπδιαηζζιμφ ακαθένεηαζ ςξ δζαθναβιμηνμηαθζηυξ άλμκαξ (ιε ημκ δζαθναβιαηζηυ πυθμ κα ανίζηεηαζ πνυζεζα) ηαζ μ ηαηαηυνοθμξ άλμκαξ ακαθένεηαζ ςξ εβηάνζζμξ άλμκαξ (Δζηυκα 1). ημ ζπήια 1 δζαηνίκμκηαζ μζ δφμ πυθμζ ημο ζππμηάιπμο, μζ μπμίμζ 14

15 ΕΙΑΓΩΓΗ πενζθαιαάκμοκ ημ ναπζαίμ ή δζαθναβιαηζηυ πυθμ ηαζ ημκ ημζθζαηυ ή ηνμηαθζηυ πυθμ. ημκ άκενςπμ, μ ζππμηάιπεζμξ ζπδιαηζζιυξ απμηεθεί ιζα πηοπςιέκδ δμιή, δ μπμία εκημπίγεηαζ ηεκηνζηά ηδξ πθάβζαξ ημζθίαξ (Δζηυκεξ 1, 3). Ο ναπζαίμξ πυθμξ ημο ζππμηάιπμο ηςκ ηνςηηζηχκ ακηζζημζπεί ζημκ μπίζεζμ ζππυηαιπμ ζημκ άκενςπμ, εκχ μ ημζθζαηυξ ζππυηαιπμξ ηςκ ηνςηηζηχκ ακηζζημζπεί ζημκ πνυζεζμ ζππυηαιπμ ζημκ άκενςπμ. Δηθόλα 2: ρεκαηηθέο παξαζηάζεηο ζηεθαληαίσλ ηνκώλ από ηνλ δηαθξαγκαηηθό ηππόθακπν, ζηηο νπνίεο θαίλνληαη πεξηνρέο, ζηνηβάδεο θαη νδνί ηλώλ ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ επίκπνο. Α) so:stratum oriens: πνιπκνξθηθή ζηηβάδα; pcl:pyramidal cell layer: ζηηβάδα ππξακηδηθώλ θπηηάξσλ; sl:stratum lucidum: δηαπγαζηηθή ζηηβάδα; sr:stratum radiatum: αθηηλσηή ζηηβάδα; s l-m:stratum lacunosum-moleculare: βνζξηώδεο-κνξηώδεο ζηηβάδα; alv:alveus:ζθάθε; ab:angular bundle: ηνμνεηδήο δεζκίδα; PaS:parasubiculum: παξαππόζεκα; PrS:presubiculum:πξν-ππόζεκα; ML,GL and PoDG: molecular, granule cell and polymorphic layers, respectively, of the dentate gyrus: κνξηώδεο, θνθθηώδεο θαη πνιπκνξθηθή ζηηβάδα νδνλησηήο έιηθαο; S:subiculum: ππόζεκα Β) Πεξηγξαθή ησλ 3 δσλώλ ηεο κνξηώδνπο ζηηβάδαο ηεο νδνλησηήο έιηθαο. Η έμσ δώλε δείρλεη ηελ πιεπξηθή νδό perforant (lpp), ε θεληξηθή πεξηνρή αληηζηνηρεί ζηελ ηειηθή δώλε ηεο θεληξηθήο νδνύ perforant (mpp) θαη ε εζσηεξηθή δώλε αληηζηνηρεί ζηε δώλε ηεξκαηηζκνύ ηεο ζπλεηξκηθήο/ζπλαξζξσηηθήο πξνβνιήο ηεο νδνλησηήο έιηθαο. fr: fribia: παξπθή; sl:stratum lucidum: δηαπγαζηηθή ζηηβάδα; mmp: medial perforant pathway: έζσ δηαηηηξαίλνπζα νδόο; lpp: lateral perforant path: έμσ δηαηηηξαίλνπζα νδόο; com/assoc: commissural/associational:ζπλδεζκηθή/ζπλδεηηθή (Amaral and Witter, 1995). Ο ζππμηάιπεζμξ ζπδιαηζζιυξ ζοβηνμηείηαζ απυ έλζ ηοηαννμανπζηεηημκζηά δζαηνζηέξ πενζμπέξ, πμο πενζθαιαάκμοκ ηδκ μδμκηςηή έθζηα (dentate gyrus), ημκ ζππυηαιπμ (hippocampus), μ μπμίμξ οπμδζαζνείηαζ ζε 3 πεδία (CA1, CA2 ηαζ CA3), ημ οπυεεια (subiculum), ημ πνμτπυεεια (presubiculum), ημ πανατπυεεια 15

16 ΕΙΑΓΩΓΗ (parasubiculum) ηαζ ημκ εκδμνζκζηυ θθμζυ (entorhinal cortex), μ μπμίμξ πενζέπεζ δφμ ή πενζζζυηενεξ οπμδζαζνέζεζξ. Σμ οπυεεια, ημ πνμτπυεεια ηαζ ημ πανατπυεεια ακαθένμκηαζ ζοκήεςξ ιαγί ηαζ ςξ οπμεειαηζηυ ζφιπθμημ (Amaral and Witter, 1995) (Δζηυκεξ 2, 3). Δηθόλα 3: (α) Πιεπξηθή θαη θεληξηθή άπνςε ηεο ζέζεο ηνπ ηππόθακπνπ ζηνλ θξνηαθηθό ινβό ηνπ εγθεθάινπ ηνπ αλζξώπνπ, (β) ηεθαληαία ηνκή ηνπ εγθεθάινπ ηνπ αλζξώπνπ, όπνπ δηαθξίλνληαη νη δηαθξηηέο πεξηνρέο ηνπ ηππνθάκπεηνπ ζρεκαηηζκνύ (Από Bear et al., 2001). ε επίπεδα ημο ζππμηάιπεζμο ζπδιαηζζιμφ ημκηά ζημ δζαθναβιαηζηυ πονήκα, ιυκμ δ μδμκηςηή έθζηα ηαζ μζ CA1-CA3 οπμδζαζνέζεζξ είκαζ ειθακείξ. Πενίπμο ζημ 1/3 ημο ζππμηάιπεζμο ζπδιαηζζιμφ, ειθακίγεηαζ πνχηα ημ οπυεεια ηαζ ζηδ ζοκέπεζα ειθακίγεηαζ ημ πνμτπυεεια ηαζ ημ πανατπυεεια ζε επίπεδα πζμ ημκηά ζημκ ηνμηαθζηυ θμαυ. Ο εκδμνζκζηυξ θθμζυξ ανίζηεηαζ ημζθζαηά ζηδκ πζμ μονζαία ιμίνα ημο θθμζσημφ ιακδφα. Έηζζ, δ ηφνζα ιμίνα ημο εκδμνζκζημφ θθμζμφ ανίζηεηαζ μονζαία ηαζ ημζθζαηά ζε ζπέζδ ιε ηζξ άθθεξ πενζμπέξ ημο ζππμηάιπεζμο ζπδιαηζζιμφ. Σα πθεονζηά υνζα ημο εκδμνζκζημφ θθμζμφ ανίζημκηαζ πενίπμο ζηδκ νζκζηή αφθαηα, δ 16

17 ΕΙΑΓΩΓΗ μπμία απμηεθεί ιζα απ ηζξ ηονζυηενεξ αφθαηεξ ημο εβηεθαθζημφ θθμζμφ (Amaral and Witter, 1995). Σμ ααζζηυ ηφηθςια θεζημονβίαξ ημο ζππμηάιπμο είκαζ ημ ηνζζοκαπηζηυ ηφηθςια, ημ μπμίμ επακαθαιαάκεηαζ ζε υθμ ημκ επζιήηδ άλμκα ημο ζππμηάιπμο (Δζηυκα 4). Ο εκδμνζκζηυξ θθμζυξ πνμαάθεζ ζηδκ μδμκηςηή έθζηα ιέζς κεονζηχκ ζκχκ, πμο ζοκζζημφκ ηδ δζαζηζηναίκμοζα μδυ (perforant pathway, PP). Οζ πνμαμθέξ ημο εκδμνζκζημφ θθμζμφ ζηδκ μδμκηςηή έθζηα δεκ είκαζ αιμζααίεξ ηαζ αοηυ, βζαηί ηακέκα απυ ηα ηφηηανα ηδξ μδμκηςηήξ έθζηαξ δεκ πνμαάθεζ πίζς ζημκ εκδμνζκζηυ θθμζυ. Σα ημηηζχδδ ηφηηανα ηδξ μδμκηςηήξ έθζηαξ πνμαάθμοκ ιέζς ηςκ δζαηνζηχκ ανοςδχκ ζκχκ ημοξ (mossy fibers, MF) ζηα ποναιζδζηά ηφηηανα ηδξ CA3 πενζμπήξ ημο ζππυηαιπμο. Ακ ηαζ ηάπμζα ηφηηανα ηδξ CA3 πενζμπήξ ημο ζππυηαιπμο ζοκζζημφκ άλμκεξ ζηδκ πμθοιμνθζηή ζημζαάδα ηδξ μδμκηςηήξ έθζηαξ, αοημί μζ άλμκεξ δεκ κεονχκμοκ ηα ημηηζχδδ ηφηηανα. Σα ποναιζδζηά ηφηηανα ηδξ CA3 πενζμπήξ πνμαάθθμοκ ιέζς ηςκ πανάθθδθςκ ζκχκ schaffer (schaffer collaterals, SC) ζηα ποναιζδζηά ηφηηανα ηδξ CA1 πενζμπήξ ημο ζππμηάιπμο. Σα ηεθεοηαία πνμαάθθμοκ ιέζς ημο οπμεέιαημξ πίζς ζημκ εκδμνζκζηυ θθμζυ (Δζηυκα 4) (Amaral and Witter, 1995). Δηθόλα 4: Σν ελδνγελέο ηξηζπλαπηηθό ηππνθάκπεην θύθισκα. PP: Perforant Pathway- Γηαηηηηξαίλνπζα νδόο, MF: Mossy Fibers- Βξπώδεηο Ιλεο, SC: Scaffer Collaterals- Παξάιιειεο Ιλεο Scaffer (Από Centre for Synaptic Plasticity, University of Bristol) Οζ ααεζέξ ή ημζθζαηέξ επζθάκεζεξ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο οπμεέιαημξ ηαθφπημκηαζ απυ έκα θεπηυ ζηνχια απυ ηονίςξ ειιφεθεξ, πνμζαβςβέξ ηαζ απαβςβέξ, κεονζηέξ ίκεξ, πμο μκμιάγεηαζ πμάκδ (alveus). Δκ ιένεζ, μζ ίκεξ αοηέξ πνμένπμκηαζ απυ ηα ποναιζδζηά ηφηηανα ημο ζππυηαιπμο ηαζ απυ ημ οπυεεια, ιε ηαηεφεοκζδ πνμξ οπμθθμζσηέξ δμιέξ ή πνμξ ημκ ακηίπθεονμ ζππμηάιπεζμ ζπδιαηζζιυ. Οζ ίκεξ εηηείκμκηαζ πθάβζα, πάκς απυ ηδκ επζθάκεζα ημο ζππυηαιπμο ηαζ ζοβηεκηνχκμκηαζ ζε ιζα αολακυιεκα παπφηενδ κεονζηή δέζιδ, πμο ανίζηεηαζ ζημ αηναίμ πθεονζηυ ηιήια ημο ζππυηαιπμο ηαζ μκμιάγεηαζ ηνμζζυξ (fimbria). Καεχξ μζ ίκεξ αθήκμοκ ημκ ζππυηαιπμ ηαζ ηαηακέιμκηαζ ζημκ πνυζεζμ εβηέθαθμ, ακαθένμκηαζ ζοκήεςξ ςξ μζ ηίμκεξ ηδξ ραθίδαξ (columns of fornix). Ζ ραθίδα (fornix) δζπάγεηαζ 17

18 ΕΙΑΓΩΓΗ βφνς απυ ημκ πνυζεζμ ζφκδεζιμ (anterior commissure), χζηε κα δζαιμνθχκεζ έκα πνυζεζα ηαηεοεοκυιεκμ πνμζοκανενςηζηυ ζφιπθμημ, ημ μπμίμ κεονχκεζ ημκ δζαθναβιαηζηυ πονήκα ηαζ άθθεξ ααζζηέξ δμιέξ ημο πνυζεζμο εβηεθάθμο ηαζ έκα μονζαία ηαηεοεοκυιεκμ πνμζοκανενςηζηυ ζφιπθμημ, ημ μπμίμ ηαηεοεφκεηαζ πνμξ ημ δζεβηέθαθμ. Καεχξ δ ιεηαζοκανενςηζηή ραθίδα ανπίγεζ ηδκ πμνεία ηδξ ζημ δζεβηέθαθμ (χζηε ηεθζηά κα θηάζεζ ζηδκ πενζμπή ηςκ ιαζηίςκ ημο μπίζεζμο οπμεαθάιμο), πςνίγεηαζ ζε δφμ ιζηνυηενεξ δέζιεξ. Ζ ιζα, πμο μκμιάγεηαζ ηεκηνζηυ θθμζμτπμεαθαιζηυ δέια (medial corticohypothalamic tract), εηηείκεηαζ ηεκηνζηά κεονχκμκηαξ έκακ ανζειυ πενζμπχκ ημο πνυζεζμο οπμεαθάιμο. Ζ άθθδ, πμο ηαθείηαζ οπμεειμεαθαιζηυ δέια, πανέπεζ ίκεξ πνμξ ημκ πνυζεζμ εαθαιζηυ πονήκα (Amaral and Witter, 1995). Όζμκ αθμνά ζημκ ηνμζζυ (fimbria), έκαξ ιεβάθμξ ανζειυξ ζκχκ δζαπενκά ηδ ηεκηνζηή βναιιή, πνζκ εζζέθεεζ ζημοξ ηίμκεξ ηδξ ραθίδαξ. Αοηέξ μζ ίκεξ ζε ιζα εέζδ αηνζαχξ ημζθζαηά ηδξ δζαθναβιαηζηήξ πενζμπήξ δζαπενκμφκ ζηδκ ημζθζαηή ζππμηάιπεζα ζφιθοζδ. Πμθθέξ απυ αοηέξ ηζξ ίκεξ είκαζ πναβιαηζηέξ ζοκανενςηζηέξ ίκεξ ηαζ ηαηεοεφκμκηαζ ζε πενζμπέξ ημο ακηίπθεονμο ζππμηάιπεζμο ζπδιαηζζιμφ. Έκαξ ιζηνυηενμξ ανζειυξ ζκχκ ηαηεοεφκεηαζ ζημκ ακηίπθεονμ ηαηζχκ ηίμκα ηδξ ραθίδαξ ηαζ ηεθζηά κεονχκεζ ηζξ ίδζεξ δμιέξ, πμο θαιαάκμοκ ίκεξ απυ ηδκ πνμζοκανενςηζηή ηαζ ηδκ ιεηαζοκανενςηζηή ραθίδα. Ζ ραθίδα (fornix) ηαζ μ ηνμζζυξ (fimbria) πενζέπμοκ απαβςβέξ ίκεξ απυ ημκ ζππμηάιπεζμ ζπδιαηζζιυ ηαζ πνμζαβςβέξ ίκεξ απυ οπμθθμζσηέξ δμιέξ πνμξ ημκ ζππμηάιπεζμ ζπδιαηζζιυ. Έκα δεφηενμ ζοκανενςηζηυ δέια απμηεθεί δ ναπζαία ζππμηάιπεζα ζφιθοζδ, δ μπμία δζαπενκά ηδ ιέζδ βναιιή αηνζαχξ πνυζεζα ηαζ ημζθζαηά ημο ζπθδκίμο ημο ιεζμθυαζμο (splenium of corpus callosum). Αοηυ πενζέπεζ ίκεξ, μζ μπμίεξ πνμένπμκηαζ ή πνμαάθμοκ ηονίςξ ζημ πνμτπυεεια, ζημ πανατπυεεια ηαζ ζημκ εκδμνζκζηυ θθμζυ. Οζ ίκεξ ηδξ ναπζαίαξ ζππμηάιπεζαξ ζφιθοζδξ ζοκεπίγμοκ πθεονζηά ιε έκα δέια ζκχκ, ημ μπμίμ πανειαάθθεηαζ ιεηαλφ ημο πνμτπμεέιαημξ ηαζ ημο πανατπμεέιαημξ ηαζ ημο εκδμνζκζημφ θθμζμφ. Αοηή δ ζοκάνενςζδ ζκχκ ακαθένεηαζ ςξ βςκζαηυ δέια (angular bundle), ημ μπμίμ, εηηυξ ηδξ ιεηαθμνάξ ζοκανενςηζηχκ ζκχκ εκδμνζκζηήξ ηαζ πνμτπμεειαηζηήξ ηαζ πανατπμεειαηζηήξ πνμέθεοζδξ, απμηεθεί ημ ηφνζμ πέναζια, ιέζς ημο μπμίμο ίκεξ απυ ημκ ημζθζαηά ημπμεεηδιέκμ εκδμνζκζηυ θθμζυ ιεηαθένμκηαζ ζε υθα ηα δζαθναβιμηνμηαθζηά επίπεδα ηςκ οπυθμζπςκ ζππμηάιπεζςκ πενζμπχκ ηαζ ζδζαίηενα ζηδκ μδμκηςηή έθζηα, ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημ οπυεεια (Amaral and Witter, 1995) Λεηηνπξγηθόο Ρόινο ηνπ Ιππνθάκπνπ: Η Μλήκε θαη Μάζεζε Ο ζππυηαιπμξ δζαδναιαηίγεζ ηονίανπμ νυθμ ζε δζάθμνεξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ, ηονίςξ ζηδκ ικήιδ ηαζ ζηδκ ιάεδζδ. Ζ έκκμζα ηδξ ιάεδζδξ παναηηδνίγεζ ηδκ δζαδζηαζία απυηηδζδξ κέςκ πθδνμθμνζχκ, εκχ δ απμεήηεοζδ αοηχκ ηςκ πθδνμθμνζχκ παναηηδνίγεζ ηδκ έκκμζα ηδξ ικήιδξ. ε κεονςκζηυ επίπεδμ, δ ικήιδ ηαζ δ ιάεδζδ παναηηδνίγμκηαζ απυ ιαηνμπνυκζεξ πνμζανιμζηζηέξ ιεηααμθέξ ηςκ κεονςκζηχκ ηοηθςιάηςκ ημο εβηεθάθμο ςξ απυηνζζδ ζημ 18

19 ΕΙΑΓΩΓΗ πενζαάθθμκ. Οζ πνμζανιμζηζηέξ αοηέξ ιεηααμθέξ ηςκ κεονςκζηχκ ηοηθςιάηςκ ημο εβηεθάθμο δίκμοκ ηδ δοκαηυηδηα ζημκ μνβακζζιυ κα ιπμνεί κα ακηζδνά ηαηάθθδθα ζε αθθαβέξ ημο πενζαάθθμκηυξ ημο, ιε αάζδ πνμδβμφιεκεξ ειπεζνίεξ, πμο έπμοκ απμεδηεοηεί ζημκ εβηέθαθμ ςξ ικήιδ (Bear et al., 2001). Απυ ηαζνυ ήηακ βκςζηυ, υηζ μ ζππυηαιπμξ ηαζ μζ ζπεηζγυιεκεξ ιε αοηυκ πενζμπέξ ημο ηνμηαθζημφ θμαμφ είκαζ ζδιακηζηέξ βζα ηδ δζαιυνθςζδ ηδξ ικήιδξ. Οζ ιεθέηεξ ηδξ ειπθμηήξ ημο ηνμηαθζημφ θμαμφ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ λεηίκδζακ απυ ηδκ πενίπηςζδ ημο αζεεκμφξ H.M., μ μπμίμξ οπέθενε απυ επζθδπηζηέξ ηνίζεζξ. Μεηά ηδκ αιθμηενυπθεονδ αθαίνεζδ ηδξ έζς ιμίναξ ημο ηνμηαθζημφ θμαμφ (ζοιπενζθαιαακμιέκμο ημο ζππμηάιπμο), μζ επζθδπηζηέξ ηνίζεζξ ημο αζεεκμφξ Ζ.Μ. ιεζχεδηακ ζδιακηζηά, αθθά δζαπζζηχεδηε ιεβάθδ απχθεζα ικήιδξ, ηαεχξ μ αζεεκήξ έπαζε ηδκ ζηακυηδηα κα ζπδιαηίγεζ κέεξ ιαηνμπνυκζεξ ικήιεξ (Scoville and Milner, 1957). Δκχ δ αναπφπνμκδ ικήιδ ημο ήηακ άεζηηδ, εηείκμ πμο έθεζπε ζε ζδιακηζηυ ααειυ απυ ημκ αζεεκή ήηακ δ ζηακυηδηα κα ιεηαθένεζ ημοξ πενζζζυηενμοξ ηφπμοξ ιάεδζδξ απυ ηδ αναπφπνμκδ ικήιδ, πμο δζανηεί ιενζηά δεοηενυθεπηα ή θεπηά, ζηδ ιαηνυπνμκδ ικήιδ πμο δζανηεί διένεξ, ιήκεξ ή ηαζ πενζζζυηενμ (Kandel et al., 2000). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα πανμοζζάζηδηακ ανβυηενα απυ ιεθέηεξ ζε αζεεκείξ ιε αθάαεξ πενζμνζζιέκεξ απμηθεζζηζηά ζημκ ζππυηαιπμ (Zola-Morgan et al., 1986; Rempel-Clowe et al., 1996), οπμδδθχκμκηαξ υηζ αοηή δ εβηεθαθζηή πενζμπή είκαζ οπεφεοκδ βζα πμθθέξ απυ ηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ. Δπζπθέμκ ιεθέηεξ ζε θοζζμθμβζημφξ ακενχπμοξ επζαεααζχκμοκ ηδκ άπμρδ αοηή, οπμδδθχκμκηαξ εκενβμπμίδζδ ηδξ πενζμπήξ ημο ζππμηάιπμο, ηαηά ηδκ ηςδζημπμίδζδ μπηζηχκ ηαζ θεηηζηχκ πθδνμθμνζχκ (Squire, 1992; Nyberg et al., 1996; Stern et al., 1996; Rombouts et al., 1997; Fernadez et al., 1998). Δηθόλα 5: Γξαζηεξηόηεηα ηνπ αλζξώπηλνπ εγθεθάινπ, πνπ ζρεηίδεηαη κε ηε ρσξηθή κάζεζε. (Α) Μηα εηθνληθή πόιε δείρλεηαη ζε κηα νζόλε ππνινγηζηή θαη άηνκα, ππό ηε ζπζθεπή ΡΔΣ, ρξεζηκνπνηνύλ θνπκπηά γηα λα εμεξεπλήζνπλ ην εηθνληθό πεξηβάιινλ, (Β) απηήλ ηελ ζηεθαληαία ηνκή ηνπ εγθεθάινπ αλζξώπνπ, παξαηεξείηαη απμεκέλε ελεξγνπνίεζε ηνπ δεμηνύ ηππνθάκπνπ θαη ηεο αξηζηεξήο νπξάο ηνπ θειύθνπο (Από Bear et al., 2001). 19

20 ΕΙΑΓΩΓΗ Δπίζδξ, ζημκ άκενςπμ έπεζ παναηδνδεεί υηζ μ ζππυηαιπμξ εκενβμπμζείηαζ ζε ηαηαζηάζεζξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε εζημκζηή πθμήβδζδ ζημ πενζαάθθμκ. Έηζζ, ιυθζξ ηα άημια ιάεμοκ ημ εζημκζηυ πενζαάθθμκ, ηαηαβνάθεηαζ δ εβεηεθαθζηή ημοξ δναζηδνζυηδηα ιε ηδ αμήεεζα ηδξ ηεπκζηήξ ηδξ ημιμβναθίαξ εηπμιπήξ πμγζηνμκίςκ (ΡΔΣ), ηαεχξ ιεηαηζκμφκηαζ κμενά απυ έκα ανπζηυ ζδιείμ ζε έκα άθθμ ηεθζηυ ζδιείμ ημο πενζαάθθμκημξ. Όπςξ θαίκεηαζ ηαζ ζηδκ Δζηυκα 5, υηακ ημ άημιμ ελενεοκά ημ πενζαάθθμκ, παναηδνείηαζ αολδιέκδ εκενβμπμίδζδ ημο δελζμφ ζππυηαιπμο, ηαεχξ ηαζ ηδξ ανζζηενήξ μονάξ ημο ηεθφθμοξ. Αοηυ οπμδδθχκεζ ηδκ ειπθμηή ημο ζππμηάιπμο ζηδ πςνζηή ικήιδ ηαζ ιάεδζδ. Ζ ζοιιεημπή ημο ζππυηαιπμο ζηζξ θεζημονβίεξ ηζξ ικήιδξ (ηςδζημπμίδζδακάηηδζδ) πνμηφπηεζ ηαζ απυ πεζνάιαηα ζε γχα, ηα μπμία πνδζζιμπμζμφκ ηδκ πςνζηή ικήιδ βζα πθμήβδζδ ζημ πχνμ (Black et al., 1977; Olton et al., 1978; Nadel, 1991; Maguire et al., 1997; Morris and Frey, 1997). Γζα πανάδεζβια, δ ζηακυηδηα εηιάεδζδξ ημο οδάηζκμο θααφνζκεμο (Morris water maze), ιζα ζοιπενζθμνζηή δμηζιαζία ηδξ πςνζηήξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ, ιεζχκεηαζ ζδιακηζηά ιεηά απυ αθάαεξ ζημκ ζππυηαιπμ (Hughes, 1965; Sinnamon et al., 1978; Moser et al., 1993, 1995). Δπίζδξ, έπεζ ακαθενεεί υηζ δ πςνζηή ικήιδ ιεζχκεηαζ ιε ηδκ απχθεζα ηςκ κεονχκςκ ηδξ CA1 πενζμπήξ ημο ζππμηάιπμο, ιεηά απυ πνμζςνζκή ζζπαζιία ημο πνυζεζμο εβηεθάθμο (Volpe et al., 1992). Ο νυθμξ ημο ζππμηάιπμο ζηδ πςνζηή ικήιδ ηαζ ζηδ ιάεδζδ έπεζ δεζπεεί ηαζ ζε άθθα ζοιενζθμνζηά ιμκηέθα, υπςξ ζηδκ πενίπηςζδ ημο αηηζκςημφ θααονίκεμο, υπμο ημ πεζναιαηυγςμ ιαεαίκεζ ηδ εέζδ ηδξ ηνμθήξ αημθμοεχκηαξ ζοβηεηνζιέκδ δζαδνμιή (Davidson and Jarrard, 1993; Alvarado and Rudy, 1995; Bunsey and Eichenbaum, 1995) (Δζηυκα 6). Ο νυθμξ ημο ζππυηαιπμο ζηδ πςνζηή ικήιδ έβζκε πενζζζυηενμ ζαθήξ ιε ηδκ ακαηάθορδ ηςκ «ηοηηάνςκ εέζδξ» (place cells) (O'Keefe and Dostrovsky, 1971). Ζ εέζδ εκυξ πεζναιαηυγςμο ζε έκα ζοβηεηνζιέκμ πχνμ ηςδζημπμζείηαζ απυ έκα πνυηοπμ εηθυνηζζδξ εκυξ ποναιζδζημφ ηοηηάνμο ημο ζππμηάιπμο. Όηακ έκα γχμ ηζκείηαζ ζημ πχνμ, δζαθμνεηζηά «ηφηηανα εέζδξ» πονμδμημφκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ επμιέκςξ, μζ δζαθμνεηζηέξ εέζεζξ ημο πεζναιαηυγςμο ζημ πχνμ ζδιαημδμημφκηαζ απυ ηδκ εηθυνηζζδ εκυξ ζοβηεηνζιέκμο πθδεοζιμφ «ηοηηάνςκ εέζδξ». Με αοηυ ημκ ηνυπμ, δζαιμνθχκεηαζ ζημκ ζππυηαιπμ έκαξ «πςνζηυξ πάνηδξ» (place field), ιζα εκδμβεκή ακαπανάζηαζδ ημο πχνμο ζημκ μπμίμ ηζκείηαζ ημ πεζναιαηυγςμ. Όηακ ημ γχμ εζζένπεηαζ ζε έκα κέμ πενζαάθθμκ, δζαιμνθχκμκηαζ κέμζ «πςνζημί πάνηεξ» ιέζα ζε θίβα θεπηά, μζ μπμίμζ παναιέκμοκ ζηαεενμί βζα θίβεξ εαδμιάδεξ έςξ ηαζ ιήκεξ. Σα ίδζα ποναιζδζηά ηφηηανα πζεακχξ ζδιαημδμημφκ δζαθμνεηζηέξ πθδνμθμνίεξ ζε δζαθμνεηζηά πενζαάθθμκηα ηαζ επμιέκςξ ιπμνμφκ κα πνδζζιμπμζδεμφκ ζε πενζζζυηενμοξ απυ έκα «πςνζημφξ πάνηεξ» (Eichenban et al., 1999; Kandel et al., 2000; McHugh et al, 2007). ε ζοιθςκία ιε ηα παναπάκς, δθεηημνμθοζζμθμβζηέξ ηαηαβναθέξ απυ ημκ ζππυηαιπμ επίιοςκ οπμδεζηκφμοκ ημκ ζοκημκζζιυ ηδξ πονμδυηδζδξ ηςκ «ηοηηάνςκ εέζδξ» ημο ζππμηάιπμο ζηδ ζοπκυηδηα ημο ε- νοειμφ (theta oscillations) ηαηά ηδκ δζάνηεζα ηδξ ελενεοκδηζηήξ ηίκδζδξ ημο γχμο πμο έπεζ ςξ απμηέθεζια αθθάβεξ ηδξ εέζδξ ημο ζημ πχνμ (O'Keefe and Recce, 1993; Harvey et al., 2009; Lever et al., 2010). 20

21 ΕΙΑΓΩΓΗ Ζ ικήιδ ιπμνεί κα δζαηνζεεί βεκζηά ζε έηδδθδ (declarative) ηαζ άδδθδ (nondeclarative memory) ικήιδ. Καηά ηδ δζάνηεζα ηδξ γςήξ ιαξ δζδαζηυιαζηε πμθθά, υπςξ βζα πανάδεζβια υηζ «δ πνςηεφμοζα ηδξ Δθθάδαξ είκαζ δ Αεήκα». Δπζπθέμκ, απμεδηεφμοιε ικήιεξ απυ αοημαζμβναθζηά βεβμκυηα ηαζ ηαηαζηάζεζξ ηδξ γςήξ ιαξ, υπςξ βζα πανάδεζβια «πακηνεφηδηα πένοζζ ημ πεζιχκα» ή «πήβα ζημ ζζκειά πεεξ» (Δζηυκα 7). Ζ ικήιδ βζα βεβμκυηα, ηαηαζηάζεζξ ηαζ πναβιαηζηυηδηεξ, υπςξ ηα παναπάκς, παναηηδνίγεηαζ ςξ έηδδθδ ικήιδ, δ μπμία απαζηεί ζοκεζδδηή βκςζηζηή επελενβαζία. Ο ζππυηαιπμξ, ηονίςξ, αθθά ηαζ άθθεξ δμιέξ ημο ηνμηαθζημφ θμαμφ είκαζ οπεφεοκεξ βζα ηδ δζαιυνθςζδ ηδξ έηδδθδξ ικήιδξ (Bear et al., 2001). Ζ άδδθδ ικήιδ δζαηνίκεηαζ ζε δζάθμνα είδδ. Έκα είδμξ ηδξ είκαζ δ θεβυιεκδ δζαδζηαζηζηή ικήιδ (procedural memory) ή ικήιδ πμο ζπεηίγεηαζ ιε ζοκήεεζεξ, ζοιπενζθμνέξ ή ειπεζνίεξ ηαζ δεκ πνμτπμεέηεζ ζοκεζδδηή βκςζηζηή επελενβαζία. Σμ κα παίγμοιε αζμθί, κα δέκμοιε ηα ημνδυκζα ηςκ παπμοηζζχκ ιαξ ή κα μδδβμφιε είκαζ βεβμκυηα πμο ηα ηάκμοιε αζοκαίζεδηα ηαζ απμηεθμφκ είδδ δζαδζηαζηζηήξ, άδδθδξ ιάεδζδξ (Δζηυκα 7). Άθθμ είδμξ άδδθδξ ικήιδξ είκαζ δ ικήιδ πμο ζπεηίγεηαζ ιε ημ θυαμ ζηδκ μπμία ειπθέηεηαζ, ηονίςξ, δ αιοβδαθή (Δζηυκα 7). Δηθόλα 6: (α) Γνθηκαζία κλήκεο ζηνλ αθηηλσηό ιαβύξηλζν (radial arm maze), (β) H δηαδξνκή πνπ αθνινπζείηαη από ην πεηξακαηόδσν όηαλ θαη νη νθηώ βξαρίνλεο πεξηέρνπλ ζην άθξν ηνπο ηξνθή, (γ) Η δηαδξνκή πνπ αθνινπζείηαη από ην πεηξακαηόδσν όηαλ κάζεη όηη κόλν νη ηέζζεξηο από ηνπο νθηώ βξαρίνλεο πεξηέρνπλ ηξνθή. Σνπο άιινπο ηέζζεξηο ηνπο αγλνεί θαη δελ ηνπο επηζθέπηεηαη (Από Bear et al., 2001). Γεκζηά, δ έηδδθδ ικήιδ είκαζ δοκαηυκ κα ακαηθδεεί εκζοκείδδηα, εκχ δ άδδθδ ικήιδ υπζ. Ακηίεεηα, ηα ακηακαηθαζηζηά ηαζ μζ ζοκαζζεδιαηζηέξ ζοζπεηίζεζξ πμο έπμοιε δζαιμνθχζεζ εηδδθχκμκηαζ, πςνίξ εκζοκείδδηδ ακάηθδζδ. Γζα πανάδεζβια, πμηέ δεκ λεπκμφιε πχξ κα ηάκμοιε πμδήθαημ. Μπμνεί κα ιδκ εοιυιαζηε πυηε αηνζαχξ ηάκαιε βζα πνχηδ θμνά πμδήθαημ (δ έηδδθδ ιμνθή ηδξ 21

22 ΕΙΑΓΩΓΗ ικήιδξ), αθθά μ εβηέθαθμξ «εοιάηαζ ηζ κα ηάκεζ» υηακ ανεεμφιε πάκς ζε έκα πμδήθαημ (δ άδδθδ ιμνθή ηδξ ικήιδξ). Ζ άδδθδ ικήιδ απμηαθείηαζ πμθθέξ θμνέξ ηαζ εκδεπυιεκδ ή ζοκεπαβυιεκδ ικήιδ (implicit memory), επεζδή είκαζ απμηέθεζια άιεζςκ ειπεζνζχκ, εκχ δ έηδδθδ ικήιδ παναηηδνίγεηαζ ηαζ ςξ ζαθήξ ή νδηή ικήιδ (explicit memory), επεζδή πνμένπεηαζ απυ εκζοκείδδηδ δζαδζηαζία (Bear et al., 2001). Δηθόλα 7: Σύπνη έθδειεο θαη άδειεο κλήκεο. Δπίζεο, ππνδεηθλύνληαη νη εγθεθαιηθέο πεξηνρέο πνπ ζρεηίδνληαη κε θάζε ηύπν κλήκεο (Από Bear et al., 2001). Έκαξ άθθμξ δζαπςνζζιυξ ηδξ έκκμζαξ ηδξ ικήιδξ είκαζ δ αναπφπνμκδ (shortterm) ηαζ δ ιαηνυπνμκδ ικήιδ (long-term memory). Ζ ιαηνυπνμκδ ικήιδ ιπμνεί κα ακαηθδεεί βζα διένεξ, ιήκεξ ή ηαζ πνυκζα απυ ηδ ζηζβιή πμο απμεδηεφηδηε ζημκ εβηέθαθμ. Πανυθ αοηά, δεκ ιεηαηνέπμκηαζ υθεξ μζ ικήιεξ ζε ιαηνυπνμκεξ. Γζα πανάδεζβια, ζπεηζηά εφημθα ιπμνμφιε κα εοιδεμφιε ηζ βεοιαηίζαιε πεεξ. Αθθά δεκ είκαζ ημ ίδζμ εφημθμ κα εοιδεμφιε ηζ βεοιαηίζαιε πνζκ ιζα εαδμιάδα. Δίκαζ πμθφ πζεακυ αοηή δ ικήιδ κα έπεζ ελαθείθεζ μνζζηζηά. Έηζζ, είκαζ πνήζζιδ δ δζάηνζζδ ηδξ αναπφπνμκδξ (ημ βεφια ηδξ πεεζζκήξ διέναξ) απυ ηδ ιαηνυπνμκδ ικήιδ. Ζ αναπφπνμκδ ικήιδ δζανηεί απυ ιενζηά δεοηενυθεπηα έςξ θίβεξ χνεξ ηαζ είκαζ επζδεηηζηή ζηδκ ελάθεζρδ. Γζα πανάδεζβια, μζ αναπφπνμκεξ ικήιεξ ιπμνμφκ κα ελαθεζθεμφκ ιεηά απυ εβηεθαθζηυ ηναφια ή απυ δθεηηνζηυ ζμη. Αθθά αοηέξ μζ δζαδζηαζίεξ δεκ επδνεάγμοκ ηδκ ιαηνυπνμκδ ικήιδ (π.π. ικήιεξ ηδξ παζδζηήξ δθζηίαξ), μζ μπμίεξ έπμοκ απμεδηεοηεί ανηεηυ ηαζνυ πνζκ. Αοηέξ μζ παναηδνήζεζξ μδήβδζακ ζημ ζοιπέναζια υηζ μζ ικήιεξ απμεδηεφμκηαζ ανπζηά ςξ αναπφπνμκεξ ικήιεξ ηαζ ααειζαία ιεηαηνέπμκηαζ ζε ιυκζιεξ, ιέζς ιζαξ δζαδζηαζίαξ πμο μκμιάγεηαζ ικδιμκζηή εδναίςζδ (memory consolidation). Ο πχνμξ απμεήηεοζδξ ηδξ αναπφπνμκδξ ικήιδξ εκημπίγεηαζ ζημκ ζππυηαιπμ. Ζ πθδνμθμνία απυ θθμζσηέξ ζοκεζνιζηέξ πενζμπέξ θηάκεζ ζημκ ζππυηαιπμ, ιέζς ημο εκδμνζκζημφ ηαζ πενζνζκζημφ θθμζμφ (Δζηυκεξ 8, 9). Δηεί δ πθδνμθμνία απμεδηεφεηαζ πνμζςνζκά ςξ αναπφπνμκδ ικήιδ ηαζ ζηδ ζοκέπεζα ιεηαθένεηαζ ζημκ ζοκεζνιζηυ θθμζυ, υπμο ιεηαηνέπεηαζ ζε ιαηνμηνυπνμκδ ικήιδ ιε 22

23 ΕΙΑΓΩΓΗ ηδ δζαδζηαζία ηδξ ικδιμκζηήξ εδναίςζδξ ηαζ ιπμνεί κα δζανηέζεζ αηυια ηαζ πνυκζα απυ ηδ ζηζβιή πμο απμεδηεφηδηε (Bear et al., 2001). Δηθόλα 8: Η ξνή ηεο πιεξνθνξίαο κέζσ ησλ δνκώλ ηνπ θεληξηθνύ θξνηαθηθνύ ινβνύ (Από Bear et al., 2001). Δηθόλα 9: Βξαρύρξνλε θαη καθξόρξνλε κλήκε. Η αηζζεηηθή πιεξνθνξία κπνξεί λα ζπγθξαηεζεί πξνζσξηλά σο βξαρύρξνλε κλήκε. Η κόληκε απνζήθεπζε, όκσο, σο καθξόρξνλε κλήκε απαηηεί εδξαίσζε (consolidation). (Από Bear et al., 2001). 2. Ο ΠΡΧΜΔΣΧΠΗΑΗΟ ΦΛΟΗΟ ΚΑΗ Ο ΡΟΛΟ ΣΟΤ ΣΖΝ ΓΝΧΣΗΚΖ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ 2.1. Βηνινγία θαη Γνκή ηνπ Πξνκεησπηαίνπ Φινηνύ Ο πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ιπμνεί κα δζαηνζεεί ζε ηεκηνζηή ηαζ πθεονζηή επζθάκεζα, ιε ηδκ ηεθεοηαία κα απμηεθείηαζ απυ ημζθζαημπθεονζηέξ (ventrolateral), ναπζαίμπθεονζηέξ (dorsolateral) ηαζ πνυζεζεξ (anterior) πενζμπέξ, ηάεε ιία απυ ηζξ μπμίεξ ζπεηίγεηαζ ιε μπίζεζεξ ηαζ οπμθθμζσηέξ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ ηαζ ιπμνεί κα δζαηνζεεί ζε πεναζηένς οπμπενζμπέξ (Δζηυκεξ 10, 11, 12). Ο πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ηςκ ηνςηηζηχκ είκαζ ζπεηζηά ιζηνυηενμξ ηαζ θζβυηενμ ακεπηοβιέκμξ ζε ζπέζδ ιε αοηυκ ηςκ πνςηεουκηςκ (Preus, 1995; Petrides, 1998; Miller, 2000; Simons and Spiers, 2003; Wood and Grafman, 2003). Ακ ηαζ ζηα δζαθμνεηζηά είδδ πνςηεουκηςκ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ηαηαθαιαάκεζ πανυιμζμ πμζμζηυ ημο εβηεθαθζημφ υβημο, πενζμπέξ υπςξ μ πνυζεζμξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ είκαζ ακαθμβζηά ιεβαθφηενμξ ζημοξ ακενχπμοξ ηαζ δ οπμηείιεκδ ζοκδεηζηυηδηα ημο είκαζ ιεβαθφηενδ (Semendeferi et al., 2002). 23

24 ΕΙΑΓΩΓΗ Δηθόλα 10. Οη θύξηεο αλαηνκηθέο ππνδηαηξέζεηο ησλ πξόζζησλ θινηώλ. Γηαθξίλνληαη από πίζσ πξνο ηα εκπξόο ν θνηιαθν- (vetrolateral) θαη ξαρηαηνπιεπξηθόο (dorsolateral) πξνκεησπηαίνο θινηόο (Από Βadre, 2008). Ο ημζθζαημηεκηνζηυξ (ventromedial) πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ έπεζ αιμζααίεξ ζοκδέζεζξ ιε εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ζοκαζζεδιαηζηέξ θεζημονβίεξ (αιοβδαθή), ιε ηδ ικήιδ (ζππυηαιπμξ) ηαζ ιε ορδθήξ ηάλδξ αζζεδηζηέξ θεζημονβίεξ (ηνμηαθζηή- μπηζηή ζοκεζνιζηή πενζμπή- temporal visual association areas), ηαεχξ επίζδξ ηαζ ιε ημκ ναπζαζμπθεονζηυ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκα 11). Ο ναπζαζμπθεονζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ έπεζ αιμζααίεξ ζοκδέζεζξ ιε εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ημκ ηζκδηζηυ έθεβπμ (ααζζηά βάββθζα, πνμηζκδηζηυξ θθμζυξ, ζοιπθδνςιαηζηή ηζκδηζηή πενζμπή), αθθά ηαζ ιε ορδθήξ ηάλδξ αζζεδηζηέξ θεζημονβίεξ (ζοκεζνιζηέξ πενζμπέξ, ανεβιαηζηυξ θθμζυξ) (Δζηυκα 11). Ο ημζθζαημηεκηνζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ είκαζ ζε ζδακζηή εέζδ κα οπμζηδνίλεζ θεζημονβίεξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ηδκ μθμηθήνςζδ ηδξ πθδνμθμνίαξ πμο αθμνμφκ ζημ ζοκαίζεδια, ζηδκ ικήιδ ηαζ ζε πενζααθθμκηζηά ενεείζιαηα, εκχ μ ναπζαζμπθεονζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ οπμζηδνίγεζ ηδ νφειζζδ ηδξ ζοιπενζθμνάξ ηαζ ημκ έθεβπμ ηςκ απμηνίζεςκ ζηα πενζααθθμκηζηά ενεείζιαηα (Wood and Grafman, 2003). Πεναζηένς, μ ναπζαζμπθεονζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ έπεζ ζπεηζζηεί ζε πμθθέξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ, πμο πενζθαιαάκμοκ ηδκ ζοβηνάηδζδ ηδξ πςνζηήξ πθδνμθμνίαξ «on line» (Jonides et al., 1993; Goldman-Rakic, 1994; Courtney et al., 2004), ημκ έθεβπμ ηαζ νφειζζδ ηδξ εκενβμφ ικήιδξ (working memory) (Petrides, 1995; Owen et al., 1996), ηδκ οθμπμίδζδ ζηναηδβζηχκ βζα ηδκ δζεοηυθοκζδ εβηαηάζηαζδξ ηδξ ικήιδξ (Bor et al., 2003), ηδκ μνβάκςζδ ηςκ επζιένμοξ ζοζηαηζηχκ ηδξ πθδνμθμνίαξ πνζκ ηδκ ηςδζημπμίδζδ (Fletcher et al., 1998), ηαεχξ ηαζ ηδκ επζηφνςζδ ηαζ εηηίιδζδ ηςκ ακαπαναζηάζεςκ, μζ μπμίεξ έπμοκ ακαηθδεεί απυ ηδ ιαηνμπνυκζα ικήιδ (Rugg et al., 1999; Dobbins et al., 2002). 24

25 ΕΙΑΓΩΓΗ Δηθόλα 11. Η ζπλδεζκνινγία ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ κε άιιεο εγθεθαιηθέο πεξηνρέο. Ο θνηιηαθνθεληξηθόο θαη ν ξαρηαηνπιεπξηθόο πξνκεησπηαίνο θινηόο παξνπζηάδνπλ ακνηβαίεο ζπλδέζεηο κε δηαθνξεηηθέο νπίζζηεο εγθεθαιηθέο πεξηνρέο, κε ηνλ θνηιηαθνθεληξηθό πξνκεησπηαίν θινηό λα ζρεηίδεηαη κε πεξηνρέο πνπ επεμεξγάδνληαη ην ζπλαίζζεκα (π.ρ. ακπγδαιή) θαη ηνλ ξαρηαηνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό κε πεξηνρέο πνπ επεμεξγάδνληαη αηζζεηηθέο, κε-ζπλαηζζεκαηηθέο, δηαδηθαζίεο, θαζώο θαη κε θηλεηηθέο πεξηνρέο (π.ρ. βαζηθά γάγγιηα θαη βξεγκαηηθόο θινηόο) (Από Wood and Grafman, 2003). Δπζπθέμκ, μ ημζθζαημηεκηνζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ έπεζ εζδζηά ειπθαηεί ζε έκα πανυιμζμ ιεβάθμ εφνμξ βκςζηζηχκ θεζημονβζχκ, πμο πενζθαιαάκμοκ ηδκ επζθμβή, ηδ ζφβηνζζδ ηαζ ηδκ ηνίζδ ενεεζζιάηςκ, ηα μπμία ζοβηναημφκηαζ ζηδ αναπφπνμκδ ηαζ ζηδ ιαηνυπνμκδ ικήιδ (Petrides, 1995), ηδκ ζοβηνάηδζδ ιδ πςνζηχκ πθδνμθμνζχκ «on line» (Goldman-Rakic, 1994; Courtney et al., 2004), ηδκ εκαθθαβή δζενβαζζχκ (Dove et al., 2000), ηαεχξ ηαζ ηδκ ηςδζημπμίδζδ ηδξ πθδνμθμνίαξ ζηδκ ικήιδ (Wagner et al., 1998; Henson et al., 1999). Οζ κεονχκεξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ είκαζ εζδζηά ζηακμί κα πονμδμημφκ ζε παναηεηαιέκεξ πνμκζηέξ πενζυδμοξ (Levy and Goldman-Rakic, 2000) ηαζ πένα ηςκ βεβμκυηςκ (Fuster and Alexander, 1971; Bodner et al., 1996). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ιπμνεί κα δζαηδνήζεζ ακαπαναζηάζεζξ ηςκ ενεεζζιάηςκ ιε ηδκ πάνμδμ ημο πνυκμο (Fuster et al., 2000), ηαεζζηχκηαξ, έηζζ, ζηακυ ημ οπμηείιεκμ κα δζαπεζνζζηεί ζοιπενζθμνέξ βζα ηδκ επίηεολδ ιαηνμπνυκζςκ ζηυπςκ. Δπζπθέμκ, ηα ποναιζδζηά ηφηηανα ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηςκ πζεήηςκ έπμοκ πενζζζυηενεξ άηακεεξ, ιε απμηέθεζια κα δέπμκηαζ πενζζζυηενεξ δζεβενηζηέξ ζοκάρεζξ, απ υηζ άθθμζ θθμζσημί ποναιζδζημί κεονχκεξ (Elston, 2000). Σμ βεβμκυξ αοηυ απμηεθεί ιζα δμιζηή ελήβδζδ βζα ηδκ ζηακυηδηα ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ κα μθμηθδνχκεζ εζζυδμοξ απυ πμθθέξ πδβέξ ηαζ κα εηηεθεί πζμ απμζπαζιαηζηέξ ζοιπενζθμνέξ. Ο πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ηςκ πζεήηςκ πενζέπεζ ηφηηανα ηα μπμία απμηνίκμκηαζ, ηυζμ ζε εζςηενζηά παναβυιεκεξ, υζμ ηαζ ζε παναηδνμφιεκεξ 25

26 ΕΙΑΓΩΓΗ ζοιπενζθμνέξ- αοημί μζ κεονχκεξ ηαθμφκηαζ ηαζ ηαενεπηζημί κεονχκεξ (mirror neurons) (Gallese et al., 1996). Πανυιμζεξ πενζμπέξ έπεζ δεζπεεί κα εκενβμπμζμφκηαζ ζημοξ ακενχπμοξ, υηακ παναημθμοεμφκ κα εηηεθμφκηαζ πνάλεζξ (Grafton et al., 1996; Rizzolatti et al., 1996). Σα δεδμιέκα αοηά οπμζηδνίγμοκ ημκ νυθμ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ζηδκ ακαπανάζηαζδ ηδξ πνάλδξ. Δπζπθέμκ, μζ Williams et al. (2001) οπμδεζηκφμοκ υηζ ιδ θοζζμθμβζηή ακάπηολδ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιπμνεί κα μδδβήζεζ ζε ιεζςιέκδ ημζκςκζηή ζοιπενζθμνά, δ μπμία ιπμνεί επίζδξ κα πνμηθδεεί ηαζ απυ αθάαδ ανβυηενα ζηδ γςή Πξνκεησπηαίνο θινηόο θαη Δλεξγόο Μλήκε Ζ «εκενβυξ» ικήιδ ακαθένεηαζ ζηδκ εκενβυ «on line» παναιμκή ηαζ επελενβαζία ηδξ πθδνμθμνίαξ βζα ζφκημιμ πνμκζηυ δζάζηδια χζηε κα μνβακςεεί δ ηαηάθθδθδ απυηνζζδ (Badre, 2008). Γζάθμνεξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ θεζημονβεί ςξ δ δμιή εηείκδ ζηδκ μπμία εδνεφεζ δ «εκενβυξ» ικήιδ, υπμο ηαηαηναημφκηαζ ακαπαναζηάζεζξ εκενβέξ βζα ιζηνή πνμκζηή πενίμδμ ιέπνζ κα μνβακςεεί δ απυηνζζδ (decision making) (Goldman-Rakic, 1998). Νεονμθοζζμθμβζηέξ ηαζ δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ιεθέηεξ ζηα πνςηεφμκηα οπμδεζηκφμοκ υηζ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ απμηεθεί ηιήια εκυξ μθμηθδνςηζημφ ηοηθχιαημξ πενζμπχκ (ηνμηαθζηχκ, ανεβιαηζηχκ, πνμηζκδηζηχκ ηαζ ιεηαζπιζαηχκ) πμο ειπθέηεηαζ ζηδκ ακαπανάζηαζδ ενεεζζιάηςκ εκ ηδ απμοζία ημοξ. Σμ βεβμκυξ αοηυ ηαεζζηά ζηακή ηδκ ζοιπενζθμνά κα ηαεμδδβείηαζ πενζζζυηενμ απυ εζςηενζηέξ ακαπαναζηάζεζξ πανά κα ααζίγεηαζ ζηδκ πανμοζία ελςηενζηχκ ενεεζζιάηςκ. Ζ έδνα ηδξ «εκενβμφ» ικήιδξ θαίκεηαζ κα εκημπίγεηαζ ζημκ ναπζαζμπθεονζηυ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, εκχ μ orbitofrontal θθμζυξ θαίκεηαζ κα ειπθέηεηαζ ζηδ νφειζζδ ηδξ ζοιπενζθμνάξ ιε ηδκ δζαηήνδζδ εζςηενζηχκ ακαπαναζηάζεςκ ηςκ ελςηενζηχκ ενεεζζιάηςκ. Μζα απυ ηζξ ζδιακηζηυηενεξ παναιέηνμοξ ηδξ «εκενβμφξ» ικήιδξ είκαζ υηζ δεκ απμηεθεί απθά ηδκ ηαεοζηένδζδ ιεηαλφ εκυξ ενεείζιαημξ ηαζ ιζαξ απάκηδζδξ, αθθά υηζ ζοκεπάβεηαζ ηδκ πνμζςνζκή «on line» απμεήηεοζδ ηςκ πθδνμθμνζχκ πμο ιπμνμφκ κα ζοβηνζεμφκ ιε πνμδβμφιεκεξ ακαπαναζηάζεζξ ηαζ κα επελενβαζημφκ χζηε κα μνβακςεεί ηαζ κα ηαεμδδβδεεί ιζα ηαηάθθδθδ απυηνζζδ (Baddeley, 1996; Goldman-Rakic, 1987). ηδκ πναβιαηζηυηδηα, οπάνπμοκ δφμ ζδιακηζηέξ πηοπέξ ηδξ «εκενβμφ» ικήιδξ: δ πνχηδ πενζθαιαάκεζ ηδκ εηθεηηζηή πνμζμπή, πμο επζηνέπεζ ηδκ πνμζςνζκή «on line» απμεήηεοζδ ηςκ ηαζκμφνβζςκ πθδνμθμνζχκ ηαζ δ δεφηενδ πενζθαιαάκεζ ιζα παναηεηαιέκδ κεονςκζηή δναζηδνζυηδηα, ιε ηδκ μπμία δζαηδνείηαζ ιζα κεονζηή ακηζπνμζχπεοζδ ηςκ πθδνμθμνζχκ (Baddeley, 1992; Dias et al., 1996). Γζα κα βίκεζ δ ακαπανάζηαζδ ηςκ πθδνμθμνζχκ εα πνέπεζ αοηέξ κα θένμοκ έκα «ζήια ζδιακηζηυηδηαξ» (salience), πμο εα επζηνέπεζ ηδκ παναβςβή ηδξ παναηεηαιέκδξ κεονςκζηήξ δναζηδνζυηδηαξ, δ μπμία παναηηδνίγεζ ηδκ κεονζηή ακηζπνμζχπεοζδ ηςκ πθδνμθμνζχκ ηαζ ηδκ επελενβαζία ημοξ χζηε κα θδθεεί απυθαζδ βζα ηδκ μνβάκςζδ ηδξ απυηνζζδξ (decision making) (Castner and Williams, 2007). 26

27 ΕΙΑΓΩΓΗ Γεδμιέκα απυ αθάαεξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ή ιδ θοζζμθμβζηή ακάπηολδ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ πενζθαιαάκμοκ πνμαθήιαηα ζηδκ επζθεηηζηή πνμζμπή (Stuss et al., 1999; Klenberg et al., 2001), ζφβποζδ απμηνίζεςκ (Bunge et al., 2001; Helmstaedter et al., 1998), δζαηαναπή ηδξ πνμκζηήξ ζεζνάξ βεβμκυηςκ (Sirigu et al., 1996; Allain et al., 1999), πνμαθήιαηα ζημ ζπεδζαζιυ βζα ηδκ επίηεολδ εκυξ ζηυπμο (decision making) (Goel and Grafman, 1995; Goel et al., 1997; Colvin et al., 2001), πνμαθήιαηα ζηδκ οπμδζαίνεζδ ιζαξ απμζημθήξ ζε ζηυπμοξ ηαζ οπμζηυπμοξ (Goel and Grafman, 1995; Braver and Bongiolatti, 2002), ηαζ ηδκ παναβςβή κέςκ ή αζοκήεζζηςκ απμηνίζεςκ (Burgess and Shallice, 1996). Όθα ηα παναπάκς απαζημφκ ηδ δζαηήνδζδ «on line» ηςκ ζοιαμθζηχκ ακαπαναζηάζεςκ ηςκ ενεεζζιάηςκ εκ ηδ απμοζία ηςκ ενεεζζιάηςκ αοηχκ ηαζ ηδ ζφβηνζζδ ημοξ ιε ηα ελςηενζηά ενεείζιαηα Αιιειεπίδξαζε Πξνκεησπηαίνπ θινηνύ- Ιππνθάκπνπ θαη άιισλ Πεξηνρώλ ηνπ Κξνηαθηθνύ ινβνύ Ο πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ, υζμ ηαζ μ ζππυηαιπμξ (ηαεχξ ηαζ άθθεξ πενζμπέξ ημο ηεκηνζημφ ηνμηαθζημφ θμαμφ, Δζηυκα 12) ειπθέημκηαζ ζηδκ ηςδζημπμίδζδ ηδξ πθδνμθμνίαξ ζε ικήιδ (Kelley et al., 1998; Wagner et al., 1998), αθθά ηαζ ζηδκ ακάηθδζδ ηςκ απμεδηεοιέκςκ πθδνμθμνζχκ (Eldridge et al., 2000; Cansino et al., 2002; Maril et al., 2003). Δηθόλα 12. πλδεζκνινγία κεηαμύ ηνπ ηππνθάκπνπ, πεξηνρώλ ηνπ θεληξηθνύ θξνηαθηθνύ ινβνύ θαη ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ. a, b. Ο πξνκεησπηαίνο θινηόο (prefrontal cortex, pfc) κπνξεί λα δηαθξηζεί ζε πξόζζην (APFC, Anterior PFC, Brodman area (BA) 10), ξαρηαηνπιεπξηθό (DLPFC, Dorsolateral PFC, BA 46 θαη 9), θνηιηαθνπιεπξηθό (VLPFC, 27

28 ΕΙΑΓΩΓΗ Ventrolateral PFC, BA 44, 45 θαη 47) θαη θεληξηθό (MPFC, Medial PFC, BA 25 θαη 32). Ο θεληξηθόο θξνηαθηθόο ινβόο πεξηιακβάλεη θπξίσο ηνλ ηππόθακπν θαη ηελ ακπγδαιή, θαζώο θαη ηνλ ελδνξηληθό, πεξηξηληθό θαη παξατππνθάκπεην θινηό. Ο ηππόθακπνο ζπλίζηαηαη από ηα CA1-3 (Cornus Ammonis 1-3) πεδία ηνπ θπξίσο ηππνθάκπνπ, ηελ νδνλησηή έιηθα (dentate gyrus) θαη ην ππνζεκαηηθό ζύκπινθν (subicular complex). c. πλδέζεηο. Τπάξρνπλ κεγάιεο θινηνθινητθέο άκεζεο, ακνηβαίεο, ζπλδέζεηο κεηαμύ ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ θαη ηνπ θεληξηθνύ θξνηαθηθνύ ινβνύ, πνπ δηέξρνληαη κέζσ ηεο αγθηζηξνεηδνύο δεζκίδαο (uncinate fascicle), ηνπ πξόζζηνπ θξνηαθηθνύ ζηειέρνπο (anterior temporal stem) θαη ηνπ πξόζζηνπ κεζνινβίνπ (anterior corpus callosum). Ο ξαρηαηνπιεπξηθόο πξνκεησπηαίνο θινηόο έρεη ηζρπξέο, ακνηβαίεο, ζπλδέζεηο κε ηνλ πεξηξηληθό θαη ελδνξηληθό θινηό (Rempel-Clower and Barbas, 2000). Τπάξρνπλ πεξηζζόηεξεο ζπλδέζεηο από ηνλ πξνκεησπηαίν θινηό πξνο ηνλ πεξηξηληθό θινηό απ όηη αληίζηξνθα (Lavenex and Amaral, 2000). Τπάξρνπλ επίζεο πξνβνιέο κηαο θαηεύζπλζεο από ηελ CA1 πεξηνρή ηνπ ηππνθάκπνπ πξνο ηνλ θεληξηθό πξνκεησπηαίν θινηό (Rosene and Van Hoesen, 1977; Barbas and Blatt, 1995). Σν ππνζεκαηηθό ζύκπινθν θαη νη λενθινητθέο θεληξηθέο θξνηαθηθέο πεξηνρέο έρνπλ ακνηβαίεο ζπλδέζεηο κε ηνλ θνηιηαθό θεληξηθό πξνκεησπηαίν θινηό (Goldman-Rakic et al., 1984; Barbas et al., 1999). Δπηπιένλ, ν θεληξηθόο πξνκεησπηαίνο θινηόο ιακβάλεη πιεξνθνξίεο από έλα εύξνο κνλόδξνκσλ θαη πνιπδύλακσλ αηζζεηηθώλ ζπλεηξκηθώλ πεξηνρώλ. Η πιεξνθνξία απηή εηζέξρεηαη θπξίσο κέζσ ηνπ πεξηξηληθνύ θαη παξατππνθάκπεηνπ θινηνύ, ε νπνία πξνβάιεη πίζσ ζ απηέο ηηο πεξηνρέο (Suzuki and Amaral, 1994). Ο πξνκεησπηαίνο θινηόο έρεη ακνηβαίεο ζπλδέζεηο κε αηζζεηηθνύο ζπλεηξκηθνύο θινηνύο ζπκπεξηιακβαλνκέλσλ ησλ θξνηαθηθώλ θαη βξεγκαηηθώλ πεξηνρώλ (Barbas et al., 1999), θαζώο θαη πνιιώλ ππνθινητθώλ δνκώλ (Thierry et al., 2000). (Από Simons and Spiers, 2003). Ζ ηςδζημπμίδζδ ηδξ πθδνμθμνίαξ (ιεηαθμνά απυ ιζα ηνέπμοζα εκενβή ακαπανάζηαζδ ζε ιαηνμπνυκζα απμεήηεοζδ) δζαδναιαηίγεηαζ απυ ιμκμδφκαιεξ ηαζ πμθοδφκαιεξ θθμζσηέξ πενζμπέξ πνζκ ιεηαθενεεί ζημκ ηεκηνζηυ ηνμηαθζηυ θμαυ (Simons and Spiers, 2003). Καεχξ πνμπςνά δ δζαδζηαζία ηδξ ηςδζημπμίδζδξ ηδξ πθδνμθμνίαξ ιέζς αοηχκ ηςκ θθμζσηχκ ιμκμπαηζχκ, δζαιμνθχκμκηαζ πνμμδεοηζηά ορδθυηενμο επζπέδμο ακαπαναζηάζεζξ ηδξ πνμζθαιαακυιεκδξ πθδνμθμνίαξ, δ μπμία μθμηθδνχκεηαζ ηαζ ζοζπεηίγεηαζ ιε δζαηνζηά παναηηδνζζηζηά βζα κα απμικδιμκεοηεί ζε ιζα ζζπονή ακαπανάζηαζδ (Murray and Bussay, 1999; Hasselmo and Wyble, 1997). αοηυ ημ επίπεδμ ηδξ αλζμθυβδζδξ ηςκ παναηηδνζζηζηχκ ηδξ πθδνμθμνίαξ ζδιακηζηυ νυθμ παίγεζ μ top-down έθεβπμξ απυ ημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ χζηε κα ελαζθαθζζηεί δ ζςζηή δζαδζηαζία ηςδζημπμίδζδξ ηδξ πθδνμθμνίαξ ζημκ ηεκηνζηυ ηνμηαθζηυ θμαυ (Δζηυκεξ 12, 13) (Wagner et al., 1998; Henson et al., 1999). Ζ αθθδθεπίδναζδ αοηή ιεηαλφ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ ηεκηνζημφ ηνμηαθζημφ θμαμφ (ζοιπενζθαιαακμιέκμο ημο ζππμηάιπμο) πενζθαιαάκεζ ηδ δζαθμνζηή ζοζηνάηεοζδ ηςκ πενζμπχκ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε αάζδ ημκ ηφπμ ηδξ top down δζαδζηαζίαξ πμο απαζηείηαζ [βζα πανάδεζβια, μ πνυζεζμξ ηαζ μπίζεζμξ ημζθζαημπθεονζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ είκαζ οπεφεοκμζ βζα ηδκ ζδιαζζμθμβζηή ηαζ ηδκ θςκμθμβζηή δζενβαζία, ακηίζημζπα (Kirchhoff et al., 2000; Otten and Rugg, 2001)] ηαζ δ ζπεηζηή δζαθμνμπμίδζδ ελανηάηαζ απυ ηδκ θεηηζηή ή ιδ θφζδ ηδξ πθδνμθμνίαξ πμο ηςδζημπμζείηαζ (Kelley et al., 1998; Wagner et al., 1998; Brewer et al., 1998). Ο ναπζαζμπθεονζηυξ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ ιπμνεί κα ειπθαηεί ακ απαζηείηαζ ηαηά ηδ 28

29 ΕΙΑΓΩΓΗ δζάνηεζα ηδξ επελενβαζίαξ ηάπμζα επζθμβή εη ηςκ πμθθαπθχκ παναηηδνζζηζηχκ ή μνβάκςζδ ηαζ νφειζζδ ημο οθζημφ επελενβαζίαξ (Fletcher et al., 1998; Simons and Spiers, 2003). Δηθόλα 13. Πεξίιεςε ησλ θύξησλ αιιειεπηδξάζεσλ κεηαμύ ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ θαη ηνπ θεληξηθνύ θξνηαθηθνύ ινβνύ (ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ ηππνθάκπνπ) ζηελ αλάκλεζε. a. Κωδικοποίηζη. Η ιακβαλόκελε πιεξνθνξία επεμεξγάδεηαη ζε θινητθέο πεξηνρέο, κε απνηέιεζκα πξννδεπηηθά πςειόηεξνπ επηπέδνπ αλαπαξαζηάζεηο, νη νπνίεο νινθιεξώλνληαη θαη ζπζρεηίδνληαη ζε έλα ηζρπξό κλεκνληθό ίρλνο ζηνλ θεληξηθό θξνηαθηθό ινβό. Ο top-down έιεγρνο παξέρεηαη από ηνλ πξνκεησπηαίν θινηό θαη πεξηιακβάλεη πνιύπινθε επεμεξγαζία ησλ ζεκαζηνινγηθώλ θαη/ ή θσλνινγηθώλ δηεξγαζηώλ ησλ θξνηαθηθώλ αλαπαξαζηάζεσλ ζηνλ πξόζζην θαη νπίζζην θνηιηαθνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό, αληίζηνηρα. Σν πιηθό επηιέγεηαη, επεμεξγάδεηαη θαη νξγαλώλεηαη ζηνλ ξαρηαηνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό. Απηέο νη δηαδηθαζίεο ειέγρνπ εμαζθαιίδνπλ ηνλ δηαρσξηζκό ησλ ηρλώλ έηζη, ώζηε λα ειαηησζεί ε αλάκεημή ηνπο. b. Ανάκληζη. ηε βάζε ηνπ είδνπο ηνπ πθηζηάκελνπ ηεζη αλάθιεζεο, ηα ζηνηρεία αλάθιεζεο εμεηδηθεύνληαη θαη επεμεξγάδνληαη από ηνλ θνηιηαθνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό, πξηλ ρξεζηκνπνηεζνύλ ζηελ εμεηδηθεπκέλε αλίρλεπζε ησλ απνζεθεπκέλσλ αλαπαξαζηάζεσλ ζηνλ θεληξηθό θξνηαθηθό ινβό. Σα ζηνηρείν αλάθιεζεο ζπγθξίλεηαη επαλεηιεκκέλα κε απνζεθεπκέλεο αλαπαξαζηάζεηο κέρξη λα επηηεπρζεί αληηζηνηρία θαη λα ηαπηνπνηεζεί ε ππνςήθηα πιεξνθνξία. Απηή ε κλεκνληθή αλαπαξάζηαζε αλαθαιείηαη θαη δηαηεξείηαη «on line» από ηνλ θνηιηαθνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό, ελώ δηάθνξεο ειεγθηηθέο θαη πηζηνπνηεηηθέο, επηθπξσηηθέο δηεξγαζίεο πθίζηαληαη ζηνλ ξαρηαηνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό. Η αλαθαινύκελε πιεξνθνξία ζπγθξίλεηαη κε ηα θξηηήξηα αλάθιεζεο πνπ είραλ αξρηθά ηεζεί, θαη αλ απηά πιεξνύληαη, ηόηε ε κλήκε είλαη δηαζέζηκε γηα ζπλεηδεηή ζθέςε θαη/ ή έμνδν. ε αληίζεηε πεξίπησζε, κπνξεί λα ζπκβεί ηξνπνπνίεζε ησλ ζηνηρείσλ αλάθιεζεο ζηνλ θνηιηαθνπιεπξηθό πξνκεησπηαίν θινηό θαη λα πθίζηαληαη πεξαηηέξσ πξνζπάζεηεο ζηηο έξεπλεο αλάθιεζεο (Από Simons and Spiers, 2003). Οζ αθθδθεπζδνάζεζξ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ- ηεκηνζημφ ηνμηαθζημφ θμαμφ (ζοιπενζθαιαακμιέκμο ημο ζππμηάιπμο) ιπμνεί κα είκαζ αηυια πζμ ζδιακηζηέξ ηαηά ηδ δζαδζηαζία ακάηθδζδξ (Δζηυκα 13). Ζ ακάηθδζδ ιπμνεί κα παναηηδνζζηεί ςξ δ 29

30 ΕΙΑΓΩΓΗ δζαδζηαζία ιε ηδκ μπμία ιαηνμπνυκζα απμεδηεοιέκεξ πθδνμθμνίεξ ηαείζηακηαζ δζαεέζζιεξ ζε ηνέπμοζεξ δζαδζηαζίεξ ή ζοιπενζθμνζηέξ απμηνίζεζξ, ιέζς ηδξ ηαηεοεοκυιεκδξ πνήζδξ ζημζπείςκ ακάηθδζδξ. Ζ δζαδζηαζία ηδξ ακάηθδζδξ απμηεθείηαζ απυ πμθθέξ επζιένμοξ ζοκζζηχζεξ: ηδκ ελεζδίηεοζδ ημο ζημζπείμο ακάηθδζδξ, ηδκ ελέηαζδ ηδξ ιαηνμπνυκζα απμεδηεοιέκδξ πθδνμθμνίαξ ιε αοηυ ημ ζημζπείμ, ηδκ επακενβμπμίδζδ ηςκ απμεδηεοιέκςκ πθδνμθμνζχκ ηαζ ημκ έθεβπμ ή ηδκ εηηίιδζδ αοηχκ ηςκ επακενβμπμζδιέκςκ πθδνμθμνζχκ (Burgess and Shallice, 1996; Fletcher and Henson, 2001; Simons and Spiers, 2003) (Δζηυκα 13). Ζ επζιένμοξ ελεζδίηεοζδ ηςκ ζημζπείςκ, ηαεχξ ηαζ δ επελενβαζία ημοξ επζηεθείηαζ απυ ημκ ημζθζαημπθεονζηυ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Dobbins et al., 2002). Σα επελενβαζιέκα ζημζπεία ακάηθδζδξ πνδζζιμπμζμφκηαζ ζηδκ ελέηαζδ ημο ηεκηνζημφ ηνμηαθζημφ θμαμφ (Becker and Lim, 2003), ράπκμκηαξ ζηναηδβζηά απμεδηεοιέκεξ ακαπαναζηάζεζξ ηαζ ελεηάγμκηαξ ακηζζημζπία ιεηαλφ ημο ζημζπείμο ηαζ ηδξ απμεδηεοιέκδξ πθδνμθμνίαξ (McClelland et al., 1995). Όηακ ιζα ή πενζζζυηενεξ οπμρήθζεξ ικήιεξ ελαηνζαςεμφκ, μζ ακαπαναζηάζεζξ ημοξ εα παναιείκμοκ ζηδκ εκενβυ ικήιδ απυ ημκ ημζθζαημπθεονζηυ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (D Esposito et al., 1999; Wagner et al., 2001), εκχ μζ εθεβηηζηέξ δζαδζηαζίεξ, μζ μπμίεξ πζζηεφεηαζ υηζ επζηεθμφκηαζ απυ ημ ναπζαζμπθεονζηυ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, επζζηναηεφμκηαζ βζα ηδ ζφβηνζζδ ηςκ ακαηαθμφιεκςκ πθδνμθμνζχκ ιε ηα ελεζδζηεοιέκα ηνζηήνζα ακάηθδζδξ, χζηε κα επζηναπεί δ απμζαθήκζζδ ηςκ ακηαβςκζζηζηχκ ικδιχκ (Schacter et al., 1997; Rugg et al., 1999; Henson et al., 1999; Simons and Spiers, 2003). 3. NMDA ΤΠΟΓΟΥΔΗ: ΓΟΜΖ ΚΑΗ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ Οζ ζμκημηνυπμζ οπμδμπείξ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ πναβιαημπμζμφκ ηδκ πθεζμκυηδηα ηδξ δζεβενηζηήξ κεονςκζηήξ κεονμδζααίααζδξ ζημκ εβηέθαθμ ηαζ παίγμοκ ζδιακηζηυ νυθμ ζηδ νφειζζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ δναζηδνζυηδηαξ. Γοζθεζημονβία αοηχκ ηςκ οπμδμπέςκ ζοιαάθεζ ζε πμθθέξ κεονμθμβζηέξ ηαζ ροπζαηνζηέξ δζαηαναπέξ, υπςξ δ κυζμξ Alzheimer, δ κυζμξ Parkinson ηαζ δ ζπζγμθνέκεζα (Cull-Candy et al., 2001; Waxman and Lynch, 2005). Με αάζδ ημ δζαθμνεηζηυ θανιαημθμβζηυ ημοξ πνμθίθ, μζ ζμκημηνυπμζ οπμδμπείξ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ιπμνμφκ κα δζαηνζεμφκ ζημοξ N-methyl-D-aspartate (NMDA) οπμδμπείξ, a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate (AMPA) οπμδμπείξ ηαζ ζημοξ οπμδμπείξ ημο ηασκζημφ μλέμξ (Dingledine et al., 1999) (Δζηυκα 14). Ακάιεζα ζημοξ ζμκημηνυπμοξ οπμδμπείξ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, μζ NMDA οπμδμπείξ έπμοκ ηέζζενζξ ιμκαδζηέξ ζδζυηδηεξ. Πνχημκ, μ δίαοθμξ αοηυξ είκαζ μ ιμκαδζηυξ ακάιεζα ζημοξ δζαφθμοξ πμο εθέβπμκηαζ απυ κεονμδζααζααζηέξ πμο εηηυξ απυ πδιεζμεθεβπυιεκμξ, είκαζ ηαοηυπνμκα ηαζ ηαζεμεθεβπυιεκμξ. ημ δοκαιζηυ δνειίαξ, ημ ζηυιζμ ημο δζαφθμο- οπμδμπέα NMDA θνάζζεηαζ απυ έκα ιαβκήζζμ (Mg 2+ ) ημο ελςηοηηανζημφ πχνμο, ιε απμηέθεζια κα ιδκ ζοιαάθθεζ ζπεδυκ ηαευθμο ζημ θοζζμθμβζηυ ζοκαπηζηυ δοκαιζηυ. Όηακ υιςξ δ ιειανάκδ εηπμθχκεηαζ ιε πανμοζία βθμοηαιζκζημφ, ημ Mg 2+ εηηζκάζζεηαζ απυ ημ ζηυιζμ ημο δζαφθμο ιε 30

31 ΕΙΑΓΩΓΗ δθεηηνμζηαηζηή απχεδζδ, επζηνέπμκηαξ ηδκ είζμδμ ζυκηςκ Na + ηαζ Ca 2+ (Cull-Candy et al., 2001) (Δζηυκα 14). Γεφηενμκ, μ οπμδμπέαξ εθέβπεζ έκα δίαοθμ ηαηζυκηςκ ιεβάθδξ αβςβζιυηδηαξ, μ μπμίμξ είκαζ δζαπεναηυξ απυ ηα Ca 2+, Na + ηαζ Κ +. Σνίημκ, δ είζμδμξ ζυκηςκ αζαεζηίμο δζαιέζμο ημο δζαφθμο πμο εκενβμπμζείηαζ απυ ημ NMDA εκενβμπμζεί αζαεζηζμελανηχιεκμοξ ηαηαννάηηεξ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ. Σέηανημκ, μ δίαοθμξ θεζημονβεί ιυκμ ιε πανμοζία βθοηίκδξ. Οζ ιδ-nmda οπμδμπείξ (AMPA ηαζ ηασκζημφ μλέμξ) είκαζ οπεφεοκμζ βζα ηδκ επζηέθεζδ ηδξ βνήβμνδξ δζεβενηζηήξ κεονμδζααίααζδξ ζημ ηεκηνζηυ κεονζηυ ζφζηδια. Ακηίεεηα, μζ NMDA οπμδμπείξ, ιέζς ηδξ ανβήξ απυηνζζήξ ημοξ ζημ βθμοηαιζκζηυ μλφ πανάβμοκ έκα ανβυ, ηαεοζηενδιέκμ ζοκαπηζηυ νεφια, ημ μπμίμ παναηείκεζ ηδκ δζάνηεζα ημο δζεβενηζημφ ιεηαζοκαπηζημφ δοκαιζημφ. Οζ NMDA οπμδμπείξ ανίζημκηαζ ημκηά ιε ημοξ AMPA οπμδμπείξ ζηζξ δεκδνζηζηέξ άηακεεξ (Kandel et al., 2000). Καηά ηδ δζάνηεζα ηδξ θοζζμθμβζηήξ ζοκαπηζηήξ δζααίααζδξ απεθεοεενχκεηαζ βθμοηαιζκζηυ μλφ απυ ηζξ πνμζοκαπηζηέξ απμθήλεζξ, εκενβμπμζχκηαξ ημοξ ιδ- NMDA οπμδμπείξ (AMPA, ηασκζημφ μλέμξ), ιε απμηέθεζια ζυκηα Na + ηαζ Κ + κα δζένπμκηαζ δζαιέζμο ηςκ ιδ- NMDA οπμδμπέςκ, εηπμθχκμκηαξ ηδκ ιεηαζοκαπηζηή ιειανάκδ. Γεκ ζοιααίκεζ ημ ίδζμ ηαζ ιε ημοξ NMDA οπμδμπείξ, δζυηζ ημ Mg 2+ απμηθείεζ ημοξ δζαφθμοξ αοημφξ, υηακ ημ δοκαιζηυ ανίζηεηαζ ζε ηαηάζηαζδ δνειίαξ. Όηακ, υιςξ, δ ιεηαζοκαπηζηή ιειανάκδ εηπμθχκεηαζ απυ ηζξ δνάζεζξ ηςκ ιδ- NMDA οπμδμπέςκ, ημ Mg 2+ απμιαηνφκεηαζ απυ ημ δίαοθμ ημο NMDA οπμδμπέα, ιε απμηέθεζια κα επζηνέπεηαζ δ δίμδμξ ζυκηςκ Na + ηαζ Κ +, αθθά ηονίςξ Ca 2+ ιέζς ημο δζαφθμο (Kandel et al., 2000). Σμ βεβμκυξ αοηυ είκαζ πμθφ ζδιακηζηυ δεδμιέκμο υηζ δ είζμδμξ Ca 2+ ζημ ιεηαζοκαπηζηυ κεονχκα έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκενβμπμίδζδ αζαέζηζμ-ελανηχιεκςκ ιμκμπαηζχκ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ πμο ζοκηεθμφκ ζημ θαζκυιεκμ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ εκδοκάιςζδξ ηδξ ζοκαπηζηήξ δφκαιδξ (LTP). Σμ θαζκυιεκμ αοηυ ιπμνεί κα επζηεοπεεί ιε ηδ ζφκημιδ ηαζ έκημκδ ζοκαπηζηή εκενβμπμίδζδ ηαζ πνςημπενζβνάθεδηε ζημκ ζππυηαιπμ (Bliss and Lomo, 1973). ηδκ επαβςβή ημο θαζκμιέκμο αοημφ ηνίζζιμ νυθμ παίγμοκ μζ NMDA οπμδμπείξ, ελαζηίαξ ηδξ εζζνμήξ ηςκ ζυκηςκ Ca 2+, ημ μπμίμ πνμηαθεί ηδ δζανηή εκίζποζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ δζααίααζδξ, ιέζς ηδξ εκενβμπμίδζδξ αζαέζηζμ-ελανηχιεκςκ ζδιαημδμηζηχκ ιμκμπαηζχκ (Kandel et al., 2000). Μέπνζ ζήιενα έπμοκ παναηηδνζζηεί ηνεζξ μζημβέκεζεξ βμκζδίςκ (NR1, NR2 ηαζ NR3), μζ μπμίεξ ηςδζημπμζμφκ οπμιμκάδεξ ημο NMDA οπμδμπέα (Cull -Candy et al., 2001). Οζ θεζημονβζημί NMDA οπμδμπείξ απμηεθμφκ ηεηναιενείξ δμιέξ πμο απμηεθμφκηαζ απυ 2 απαναίηδηεξ βζα ηδ θεζημονβία ημο οπμδμπέα NR1 οπμιμκάδεξ ζε ζοκδοαζιυ ιε δφμ NR2 οπμιμκάδεξ ή ζε μνζζιέκεξ πενζπηχζεζξ, ιζα NR2 ηαζ ιζα NR3 οπμιμκάδα (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004) (Δζηυκα 15). Κνοζηαθθμβναθζηά δεδμιέκα ζε ζοκδοαζιυ ιε αζμπδιζηέξ ηαζ δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ ημ εηενμδζιενέξ NR1-NR2 απμηεθεί ηδ θεζημονβζηή ιμκάδα ζημοξ ηεηναιενείξ NMDA οπμδμπείξ (Furukawa et al., 2005). Όπςξ ακαθένεδηε, ιζα ιμκαδζηή ζδζυηδηα ηςκ NMDA οπμδμπέςκ είκαζ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ημο οπμδμπέα απαζηεί ηαζ ηδ ζφκδεζδ ηδξ βθοηίκδξ, πμο απμηεθεί ζοκαβςκζζηή επζπθέμκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ (Erreger et al., 2004). Δπμιέκςξ, μζ θεζημονβζημί NMDA οπμδμπείξ απαζημφκ, ηυζμ ιζα NR1 οπμιμκάδα, δ μπμία πενζέπεζ ηδ εέζδ δέζιεοζδξ 31

32 ΕΙΑΓΩΓΗ ηδξ βθοηίκδξ ηαζ ιζα NR2 οπμιμκάδα, ζηδκ μπμία δεζιεφεηαζ ημ βθμοηαιζκζηυ μλφ (Δζηυκα 15). Δπζπθέμκ ημο ζπδιαηζζιμφ εηενμδζιενχκ οπμδμπέςκ (π.π. NR1/ NR2Β), οπάνπμοκ εκδείλεζξ βζα ηδκ φπανλδ εηενμηνζιενχκ NMDA οπμδμπέςκ (π.π. NR1/ NR2Α/ NR2Β) (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004). Πμθθέξ δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ιεθέηεξ έπμοκ δείλεζ υηζ μζ NR2 ηαζ μζ NR3 οπμιμκάδεξ πνμζδίδμοκ δζαηνζηέξ δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ζδζυηδηεξ ζημοξ NMDA οπμδμπέςκ (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004). Δπμιέκςξ, δζαηοιάκζεζξ ζηδ ζφκεεζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα απμηεθεί ιζα ζδιακηζηή πδβή πμζηζθίαξ βζα ηδ θεζημονβζηή νφειζζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ. Δηθόλα 14. Οη ηνληνηξόπνη ππνδνρείο ηνπ γινπηακηληθνύ νμένο: N-methyl-D-aspartate (NMDA) ππνδνρείο, ππνδνρείο ηνπ θατληθνύ νμένο θαη a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4- isoxazole propionate (AMPA) ππνδνρείο. Ζ αηνζαήξ ζφκεεζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα πμζηίθεζ ζηζξ δζάθμνεξ ζοκάρεζξ ζε δζαθμνεηζηά ακαπηολζαηά ζηάδζα. Ζ NR1 οπμιμκάδα είκαζ έκα ιμκαδζηυ βμκζδζαηυ πνμσυκ ηαζ ςξ ιζα μοζζχδδξ οπμιμκάδα εηθνάγεηαζ εονέςξ ζημκ εβηέθαθμ. Ακηίεεηα, μζ NR2 οπμιμκάδεξ (NR2Α-D) ηςδζημπμζμφκηαζ απυ ηέζζενα δζαηνζηά βμκίδζα ηαζ εηθνάγμκηαζ δζαθμνεηζηά ζηζξ δζάθμνεξ πενζμπέξ ημο εβηεθάθμο, αθθά ηαζ ηαηά ηδκ ακάπηολδ. Ζ ηαοηυηδηα ηδξ NR2 οπμιμκάδαξ ηαεμνίγεζ πμθθέξ απυ ηζξ αζμθοζζηέξ ηαζ θανιαημθμβζηέξ ζδζυηδηεξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ηαζ ιπμνμφκ επίζδξ κα επδνεάζμοκ ημ εκδμηοηηανζηυ ιμκμπάηζ ιεηαβςβήξ ημο ζήιαημξ, ηαεχξ ηαζ ηδ δζαηίκδζδ ηςκ οπμδμπέςκ ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ιειανάκδξ ημο κεονχκα (trafficking) (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004). Ακάιεζα ζηζξ NR2 οπμιμκάδεξ, ηα πνυηοπα έηθναζδξ ηδξ NR2Α ηαζ ηδξ NR2Β είκαζ ζπεηζηά ορδθά ηαζ ακαπηολζαηά νοειζγυιεκα, ιε ιζα πανάθθδθδ ιείςζδ ηδξ έηθναζδξ ηδξ NR2Β ηαζ αφλδζδ ηδξ έηθναζδξ ηδξ NR2Α οπμιμκάδαξ, ηαεχξ μζ κεονχκεξ ςνζιάγμοκ. Ζ NR2A οπμιμκάδα πνμζδίδεζ παιδθυηενδ ζοββέκεζα βζα ημ βθμοηαιζκζηυ μλφ, βνδβμνυηενδ ηζκδηζηή, ιεβαθφηενδ πζεακυηδηα ακμίβιαημξ (open probability) ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ηαζ ιεβαθφηενδ αζαεζηζμελανηχιεκδ 32

33 ΕΙΑΓΩΓΗ απεοαζζεδημπμίδζδ απ υηζ δ NR2B οπμιμκάδα, δ μπμία πνμζδίδεζ πζμ ανβή ηζκδηζηή ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ηαζ ιεζςιέκδ πζεακυηδηα ακμίβιαημξ ημο δζαφθμο. Ζ έηθναζδ ηδξ NR2C οπμιμκάδαξ πενζμνίγεηαζ ηονίςξ ζηδκ πανεβηεθαθίδα ηαζ εηθνάγεηαζ ανβυηενα ηαηά ηδκ ακάπηολδ. Ακηίεεηα, δ NR2D εηθνάγεηαζ ηονίςξ κςνίξ ηαηά ηδκ ακάπηολδ ηαζ εκημπίγεηαζ ηονίςξ ζημοξ εαθαιζημφξ ηαζ οπμεαθαιζημφξ πονήκεξ, ηαεχξ ηαζ ζημ εβηεθαθζηυ ζηέθεπμξ (Monyer et al., 1994). Οζ NR2C ηαζ NR2D οπμιμκάδεξ παναηηδνίγμκηαζ απυ παιδθήξ αβςβζιυηδηαξ ακμίβιαηα ημο δζαφθμο ηαζ ιεζςιέκδ εοαζζεδζία ζημ ιπθμηάνζζια απυ ηα ζυκηα ιαβκδζίμο (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004). H NR3A οπμιμκάδα εηθνάγεηαζ ζζπονά κςνίξ ηαηά ηδκ ακάπηολδ (Ciabarra et al., 1995; Sucher et al., 1995), εκχ δ έηθναζδ ηδξ NR3Β οπμιμκάδαξ πενζμνίγεηαζ ηονίςξ ζημοξ ηζκδηζημφξ κεονχκεξ (Chatterton et al., 2002). Οζ NR3 οπμιμκάδεξ πνμζδίδμοκ ιεζςιέκδ δζαπεναηυηδηα ζηα ζυκηα αζαεζηίμο ηαζ ιζηνυηενδ επζθακεζαηή έηθναζδ (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004). Οζ ηοπζημί εκδμβεκείξ NMDA οπμδμπείξ πενζέπμοκ NR1 ηαζ NR2 οπμιμκάδεξ, ιε ηζξ NR3 οπμιμκάδεξ κα απακημφκ ιυκμ ζε οπμπθδεοζιμφξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, δζαδναιαηίγμκηαξ νοειζζηζηυ νυθμ (Cull-Candy and Leszkiewicz, 2004). Δηθόλα 15. Η δνκή ηνπ NMDA ππνδνρέα. Οζ οπμιμκάδεξ ημο NMDA οπμδμπέα πενζέπμοκ ιζα ιαηνζά, ελςηοηηανζηή, αιζκμηεθζηή πενζμπή, ηνία δζαιειανακζηά ηιήιαηα, ιζα πνςηεσκζηή ζμκηζηή εδθζά ηαζ έκα εκδμηοηηανζηυ, ηαναμλοηεθζηυ ηιήια ιεηααθδημφ ιήημοξ. Δκχ ημ αιζκμηεθζηυ άηνμ ηαζ δ ελςηοηηανζηή εδθζά ζπδιαηίγμοκ ηδ εέζδ δέζιεοζδξ ημο αβςκζζηή 33

34 ΕΙΑΓΩΓΗ (Furukawa and Gouaux, 2003), δ ηαναμλοηεθζηή μονά νοειίγεζ ηζξ αθθδθεπζδνάζεζξ ημο οπμδμπέα ιε ιζα πθδεχνα ηοηηανμπθαζιαηζηχκ πνςηεσκχκ (Δζηυκεξ 15, 16). Αοηέξ μζ αθθδθεπζδνάζεζξ πνςηεΐκδξ-πνςηεΐκδξ εθέβπμοκ ηδ δζαηίκδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ζηδκ επζθάκεζα ηδξ ιειανάκδξ ημο κεονχκα (trafficking). Δπζπθέμκ, δζαθμνεηζηέξ οπμιμκάδεξ ημο NMDA οπμδμπέα ιπμνμφκ κα ζογεφλμοκ οπμδμπείξ ζε έκα δζαηνζηυ ζφιπθμημ εκδμηοηηανζηήξ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ. Γζα πανάδεζβια, δ NR2B οπμιμκάδα αθθδθεπζδνά εζδζηά ιε ηδκ πνςηεΐκδ SynGAP, δ μπμία είκαζ ιζα Ras πνςηεΐκδ ιε εκενβυηδηα GTPάζδξ, ηαζ έπεζ δεζπεεί υηζ ακαζηέθθεζ επζθεηηζηά ημ επαβυιεκμ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ ERK ηζκάζδξ (Kim et al., 2005) (Δζηυκα 16). Δπζπθέμκ, μζ NR2Α ηαζ NR2Β δεζιεφμοκ ηδκ αζαέζηζμ/ηαθιμδμοθίκδ-ελανηχιεκδ πνςηεσκζηή ηζκάζδ ΗΗ (CaMKII) ιε δζαθμνεηζηή πδιζηή ζοββέκεζα (Strack and Colbran, 1998), δ μπμία έπεζ ςξ απμηέθεζια δζαθμνεηζηέξ ιμνθέξ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ (Barria and Molinow, 2005). Σέθμξ, ηα ηαναμλοηεθζηά άηνα ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα απμηεθμφκ οπμζηνχιαηα ιεηα-ιεηαθναζηζηχκ ηνμπμπμζήζεςκ, υπςξ είκαζ δ θςζθμνοθίςζδ (Πίκαηαξ 1). Άιεζδ θςζθμνοθίςζδ ηςκ ζμκημηνμπζηχκ NMDA ηαζ ΑΜPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ απμηεθεί έκα ιδπακζζιυ-ηθεζδί βζα ηδ νφειζζδ ηδξ θεζημονβίαξ ημο δζαφθμο ηαζ ηδξ δζαηίκδζδξ ηςκ οπμδμπέςκ ζηζξ ζοκάρεζξ (Lee, 2006) (Πίκαηαξ 1). Δηθόλα 16. Οξγάλσζε ησλ πξσηετληθώλ ζπκπιόθσλ ζηε κεηαζπλαπηηθή ππθλόηεηα (PostSynaptic Density- PSD). Η κεηαζπλαπηηθή ππθλόηεηα απνηειείηαη από κεκβξαληθνύο ππνδνρείο θαη ηνληηθνύο δηαύινπο, πξσηεΐλεο ηνπ ηθξηώκαηνο, πξσηεΐλεο- ζπλδέηεο, ζεκαηνδνηηθέο πξσηεΐλεο, πξσηετληθέο θηλάζεο θαη θσζθαηάζεο, θαζώο θαη κόξηα ηνπ 34

35 ΕΙΑΓΩΓΗ θπηηαξνζθειεηνύ. Οη NMDA ππνδνρείο βξίζθνληαη θπξίσο ζην θέληξν ηεο κεηαζπλαπηηθήο κεκβξάλεο, ελώ νη AMPA ππνδνρείο πην πεξηθεξεηαθά. AKAP: adenylate-kinase anchoring protein; CaCh: Ca2+ channel; CaMKII: calcium/calmodulin-dependent protein kinase II; CRIPT: cysteine-rich PDZ-binding protein; EphR: ephrin receptor; GKAP: guanylate kinaseassociated protein; GRASP: GRIP-associated protein; GRIP: glutamate receptor interacting protein; IP3:, inositol-1,4,5-trisphosphate receptor; KCh: K+ channel; MAP1A: microtubuleassociated protein 1A; mglur: metabotropic glutamate receptor; nnos: neuronal nitric oxide synthase; PICK: protein interacting with PRKCA1; SER: smooth endoplasmic reticulum; SPAR: spine-associated RAPGAP: SV: synaptic vesicle; SyNGAP: synaptic Ras GTPase-activating protein; TIAM1: T-cell lymphoma invasion and metastasis 1; TRAP: C- terminal receptor-binding region (ΑπνFeng and Zhang, 2009). Οζ ζοκαπηζημί NMDA οπμδμπείξ εκημπίγμκηαζ ζηζξ ιεηαζοκαπηζηέξ ποηκυηδηεξ (PostSynaptic Densities, PSD), υπμο μνβακχκμκηαζ δμιζηά ζε ιεβάθα ιαηνμιμνζαηά ζδιαημδμηζηά ζφιπθμηα ζοκαπηζηχκ πνςηεσκχκ ημο ζηνζχιαημξ (scaffolding) ηαζ πνςηεσκχκ-ζοκδεηχκ (adaptor), μζ μπμίεξ ζοκδέμοκ ημοξ οπμδμπείξ ιε ηζκάζεξ, θςζθαηάζεξ ηαζ άθθεξ ζδιαημδμηζηέξ πνςηεΐκεξ, ηαεχξ ηαζ ιε ημοξ ιεηααμθμηνμπζημφξ οπμδμπείξ ηφπμο Η ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ (mglurs) (Lau and Zukin, 2007) (Δζηυκα 16). H πνςηεΐκδ SAP-90 (βκςζηή ηαζ ςξ synapse associated protein-90, SAP-90), ηαεχξ ηαζ δ synapse associated protein-102 (SAP-102) είκαζ ζοκαπηζηέξ πνςηεΐκεξ ημο ζηνζχιαημξ ηαζ ιέθδ ηδξ ιεβάθδξ μζημβέκεζαξ πνςηεσκχκ PSD-95 ηςκ νοειζζηζηχκ πνςηεσκχκ πμο πενζέπμοκ ηδ PDZ πενζμπή ηαζ πνμζδέκμοκ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ζημ PSD (Kim and Sheng, 2004) (Δζηυκα 16). Δπζπθέμκ ημο νυθμο ημοξ ςξ πνμζδέηεξ πνςηεσκχκ ζηζξ ζοκάρεζξ, μζ PDZ πνςηεΐκεξ είκαζ ζδιακηζηέξ ηαζ ζημ εκδμηοηηανζηυ trafficking ηςκ NMDA οπμδμπέςκ (Lau and Zukin, 2007). Πίλαθαο 1. Θέζεηο θσζθνξπιίσζεο ησλ ππνκνλάδσλ ηνπ NMDA ππνδνρέα (Από Lee, 2006). 35

36 ΕΙΑΓΩΓΗ Ζ εκδμηοηηανζηή ιεηαβςβή ζήιαημξ ιέζς ηςκ NMDA οπμδμπέςκ πζεακχξ πναβιαημπμζείηαζ απυ πνςηεΐκεξ πμο ζοκδέμκηαζ ζηεκά ιε αοημφξ, δζαιμνθχκμκηαξ έκα ιεβάθμ δίηηομ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ, ημ μπμίμ ζοπκά ακαθένεηαζ ςξ «πμθοπνςηεσκζηυ (ή ιαηνμιμνζαηυ) ζφιπθμημ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ» (NMDA receptor multiprotein (or macromelecular) complex (NRC)» (Husi et al., 2000) ή ςξ «Hebbosome» (Husi and Grant, 2001) Λεηηνπξγηθή Ρύζκηζε ησλ NMDA Τπνδνρέσλ από Φσζθνξπιίσζε ζε Θέζεηο εξίλεο/ Θξενλίλεο Μέπνζ ηχνα έπμοκ παναηηδνζζηεί πμθθέξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ/ ενεμκίκδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα, μζ μπμίεξ απμηεθμφκ οπμζηνχιαηα ηδξ camp-ελανηχιεκδξ πνςηεσκζηήξ ηζκάζδξ (PKA), ηδξ πνςηεσκζηήξ ηζκάζδξ C (PKC), ηδξ πνςηεσκζηήξ ηζκάζδξ Β (PKΒ), ηδξ CaMKII, ηδξ ελανηχιεκδξ απυ ηδκ ηοηθίκδ ηζκάζδξ-5 (Cdk5) ηαζ ηδξ CKII (casein kinase II) (Δζηυκα 17). Αοηέξ μζ ηζκάζεξ ιπμνμφκ κα νοειίζμοκ ημ εκδμηοηηανζηυ trafficking ή ηζξ ζδζυηδηεξ ημ δζαφθμο ημο NMDA οπμδμπέα ιε απμηέθεζια αθθαβέξ ζηδ ζοκαπηζηή δφκαιδ, βεβμκυξ πμο παναηηδνίγεζ πμθθέξ ιμνθέξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ (Lee, 2006). Δηθόλα 17. Θέζεηο θσζθνξπιίσζεο ησλ θπηηαξνπιαζκαηηθώλ ηκεκάησλ ησλ ππνκνλάδσλ ηνπ NMDA ππνδνρέα. Οη θπηηαξνπιαζκαηηθέο νπξέο ησλ NR1, NR2A, NR2B θαη NR2C ππνκνλάδσλ ηνπ NMDA ππνδνρέα πεξηέρνπλ πεξίπνπ 100, 630, 640 θαη 400 ακηλνμέα, αληίζηνηρα. Κάζε νπξά θσζθνξπιηώλεηαη ζε θαηάινηπα ζεξίλεο/ ζξενλίλεο θαη/ ή θαηάινηπα ηπξνζίλεο από πιεζώξα θηλαζώλ. Αλάκεζα ζηηο ραξαθηεξηζκέλεο ζέζεηο θσζθνξπιίσζεο: ε NR2A ππνκνλάδα είλαη ε κόλε πνπ θσζθνξπιηώλεηαη από ηε Cdk5, ε NR2Β ππνκνλάδα είλαη ε κόλε πνπ θσζθνξπιηώλεηαη από ηε CKII θαη ε NR2C ππνκνλάδα είλαη ε κόλε πνπ θσζθνξπιηώλεηαη από ηελ PKΒ (Από Chen and Roche, 2007). 36

37 ΕΙΑΓΩΓΗ Ρύθμιζη ηηρ θωζθοπςλίωζηρ ηηρ NR1 ςπομονάδαρ ζε καηάλοιπα ζεπίνηρ Ακ ηαζ δ NR1 οπμιμκάδα είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδ δμιή ημο NMDA οπμδμπέα ηαζ ςξ ηέημζα εηθνάγεηαζ ζε υθμ ημκ εβηέθαθμ, οπάνπεζ ιεβάθδ πμζηζθία ζηδκ έηθναζδ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ, ελαζηίαξ εκαθθαηηζημφ ιαηίζιαημξ ζηα ελχκζα 5, 21 ηαζ 22, ιε απμηέθεζια κα πανάβμκηαζ μηηχ δζαθμνεηζηέξ παναθθαβέξ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ. Σμ ελχκζμ 5, ημ μπμίμ ηςδζημπμζεί ηδκ ελςηοηηανζηή αιζκμηεθζηή πενζμπή ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ νοειίγεζ ηδξ θανιαημθμβζηέξ ζδζυηδηεξ ημο NMDA οπμδμπέα (Traynelis et al., 1995, 1998; Rumbaugh et al., 2000). Σμ ελχκζμ 21 (επίζδξ βκςζηυ ηαζ ςξ C1 πενζμπή- C1 cassette) ηαζ ημ ελχκζμ 22 ηςδζημπμζμφκ ημ εκδμηοηηανζηυ ηαναμλοηεθζηυ άηνμ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ημ εκαθθαηηζηυ ιάηζζια ημο mrna αοηχκ ηςκ ελςκίςκ ηαεμνίγεζ ηζξ αθθδθεπζδνάζεζξ πνςηεΐκδξπνςηεΐκδξ, ημ trafficking ημο οπμδμπέα ηαζ ηδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ (Tingley et al., 1993; Ehlers et al., 1996, 1998; Lin et al., 1998; Okabe et al., 1999; Standley et al., 2000; Scott et al., 2001; Mu et al., 2003). Οζ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ έπμοκ πανημβναθδεεί ζηδ ζενίκδ-890 ηαζ ζενίκδξ-896, ηα μπμία θςζθμνοθζχκμκηαζ απυ ηδκ PKC ηζκάζδ. Ακηίεεηα, δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-897 επζηεθείηαζ απυ ηδκ PKA (Tingley et al., 1997) (Πίκαηαξ 1, Δζηυκα 17). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ- 890 απυ ηδκ PKC πνμηαθεί ηδ δζαζπμνά ηςκ επζθακεζαηχκ NR1 οπμιμκάδςκ (Tingley et al., 1997), βεβμκυξ ημ μπμίμ εα ιπμνμφζε κα είκαζ δ αάζδ βζα ιζα επαβυιεκδ απυ ηδκ PKC ηαηακμιή ηςκ ζοκαπηζηχκ NMDA οπμδμπέςκ ζε ελςζοκαπηζηέξ εέζεζξ (Fong et al., 2002). Πνυζθαηεξ ενβαζίεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ δζαηίκδζδ (trafficking) ηςκ NMDA οπμδμπέςκ απυ ημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ ελανηάηαζ απυ ηδ θςζθμνοθίςζδ απυ ηδκ PKA ηαζ ηδκ PKC βφνς απυ ημ ιμηίαμ δζαηήνδζδξ ζημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ, RXR, ημ μπμίμ ανίζηεηαζ ζε ααζζηέξ ζζμιμνθέξ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ, πμο πενζέπμοκ ηδ C1 πενζμπή (C1 splicing cassette) (Scott et al., 2001, 2003). Σα ηαηάθμζπα ζενίκδξ-896 ηαζ -897, ηα μπμία ανίζημκηαζ ζηδ C1 πενζμπή ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ είκαζ ζε πμθφ ιεβάθμ ααειυ θςζθμνοθζςιέκα ζημ ιζηνμζςιζηυ ηθάζια, πμο πενζθαιαάκεζ ημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ ηαζ ημ ζφιπθεβια Golgi (Scott et al., 2003). Ζ θςζθμνοθίςζδ ζηδ ζενίκδ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ απυ ηδκ PKA είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ απεθεοεένςζδ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ απυ ημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ, αθθά δ έλμδμξ ηδξ απυ αοηυ ελανηάηαζ, επίζδξ, ηαζ απυ ηδκ επαβυιεκδ απυ ηδκ PKC θςζθμνοθίςζδ ζε άθθεξ εέζεζξ ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ (π.π. ζηδ ζενίκδ-890) (Scott et al., 2001, 2003). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδδθχκεζ υηζ πανάθθδθα ζήιαηα ιεηαλφ ηςκ ιμκμπαηζχκ ηδξ PKA ηαζ ηδξ PKC είκαζ απαναίηδηα βζα ηδ ζςζηή δζαηίκδζδ (trafficking) ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ζηδ πθαζιαηζηή ιειανάκδ. Ο ιδπακζζιυξ αοηυξ πζεακχξ πνδζζιμπμζείηαζ βζα ηδ νφειζζδ ημο ανζειμφ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ πμο ελένπμκηαζ απυ ημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ, πμο ηαηά ζοκέπεζα ηαεμνίγεζ ηαζ ημ ιέβεεμξ ημο πθδεοζιμφ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ηδξ πθαζιαηζηήξ ιειανάκδξ. Ζ έλμδμξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ απυ ημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ είκαζ απμηέθεζια εκαθθαηηζημφ ιαηίζιαημξ ηδξ C2 ηαζ ηδξ C2 πενζμπήξ ημο 37

38 ΕΙΑΓΩΓΗ ηαναμλοηεθζημφ άηνμο ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ (Mu et al., 2003). Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ ημ θαζκυιεκμ ημο εκαθθαηηζημφ ιαηίζιαημξ νοειίγεηαζ απυ ηδ ζοκαπηζηή δναζηδνζυηδηα (Mu et al., 2003), πανέπμκηαξ έηζζ έκα αηυια επίπεδμ εθέβπμο ημο θαζκμιέκμο ηδξ ελυδμο απυ ημ εκδμπθαζιαηζηυ δίηηομ Ρύθμιζη ηηρ θωζθοπςλίωζηρ ηων NR2 ςπομονάδων ζε καηάλοιπα ζεπίνηρ Ζ PKC ιπμνεί κα εκζζπφζεζ ηα νεφιαηα ηςκ NMDA οπμδμπέςκ πμο πενζέπμοκ ηδκ NR2A οπμιμκάδα ιέζς ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ-1291 ηαζ ηδξ NR2A οπμιμκάδαξ (Grant et al., 2001; Jones and Leonard, 2005). Μζα άθθδ εέζδ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ PKC ζηδ NR2A οπμιμκάδα είκαζ δ ζενίκδ-1416, δ μπμία έπεζ δεζπεεί «in vitro» υηζ θςζθμνοθζχκεηαζ απυ ηδ PKC (Gardoni et al., 2001). Ζ θςζθμνοθίςζδ ζηδ ζενίκδ-1416 ιεζχκεζ ηδ ζοββέκεζα δέζιεοζδξ ηδξ αcamkii ζηδ NR2A οπμιμκάδα, βεβμκυξ πμο πανέπεζ έκα ιμνζαηυ ιδπακζζιυ βζα άιεζδ αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ ηςκ ζδιαημδμηζηχκ ιμκμπαηζχκ ηδξ αcamkii ηαζ ηδξ PKC. Δηηυξ απυ ηδ PKC, ηαζ δ CdK5 θςζθμνοθζχκεζ ηδκ NR2A οπμιμκάδα (Li et al., 2001), εκζζπφμκηαξ ηδ δναζηδνζυηδηα ημο NDMA οπμδμπέα, εκχ ακαζημθή αοηήξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ πνμζηαηεφεζ ηδ CA1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο απυ ζζπαζιζηά επεζζυδζα (Wang et al., 2003). Οζ οπμδμπείξ πμο πενζέπμοκ ηδκ NR2B οπμιμκάδα νοειίγμκηαζ απυ ηδκ PKC ηζκάζδ. Ακάθοζδ ηδξ αθθδθμοπίαξ ηςκ NR2A ηαζ ηςκ NR2B οπμιμκάδςκ οπμδεζηκφμοκ υηζ μζ ζενίκεξ-1303 ηαζ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ είκαζ ακάθμβα οπμζηνχιαηα ηδξ PKC ιε ηζξ ζενίκεξ-1291 ηαζ ηδξ NR2A οπμιμκάδαξ. «In vitro» πεζνάιαηα οπμδεζηκφμοκ υηζ ηα δφμ αοηά ηαηάθμζπα ζενίκδξ απμηεθμφκ ζηυπμοξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ PKC ηζκάζδξ (Liao et al., 2001). Μεθέηεξ ζε ςμηφηηανα ααηνάπμο οπμδδθχκμοκ υηζ δ θςζθμνοθίςζδ ηςκ δφμ αοηχκ ηαηαθμίπςκ ζενίκδξ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ επαβυιεκδ απυ ηδκ PKC εκίζποζδ ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ πμο πενζέπμοκ ηζξ NR1/ NR2B οπμιμκάδεξ (Liao et al., 2001). Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ «in vitro» ιεθέηεξ ζε κεονχκεξ ζππμηάιπμο οπμδεζηκφμοκ υηζ δ ζενίκδ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ θςζθμνοθζχκεηαζ επίζδξ ηαζ απυ ηδκ CaMKII ηζκάζδ (Omkumar et al., 1996). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-1303 απυ ηδκ CaMKII ακαζηέθθεζ ηζξ αθθδθεπζδνάζεζξ NMDA οπμδμπέα-camkii ηαζ επάβεζ ηδκ ανβή δζάζπαζδ ηςκ ζοιπθυηςκ NMDA οπμδμπέα-camkii ηζκάζδξ (Strack et al., 2000). Χζηυζμ, πνυζθαηεξ ιεθέηεξ ζημ νααδςηυ ένπμκηαζ ζε δζαθςκία ιε ηα παναπάκς εονήιαηα, οπμδδθχκμκηαξ υηζ ιεζςιέκδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ζπεηίγεηαζ ιε ηδ δζάζπαζδ ηςκ ζοιπθυηςκ NMDA οπμδμπέα-camkii ηζκάζδξ ηαηά ηδκ παναηεηαιέκδ αβςβή ιε ημηαΐκδ (Liu et al., 2006). Πανυθ αοηά, θαίκεηαζ υηζ δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-1303 απυ ηδκ CaMKII νοειίγεζ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ιε δζαθμνεηζηυ ηνυπμ ζε ζπέζδ ιε αοηυκ ηδξ PKC ηζκάζδξ. Ζ NR2B οπμιμκάδα θςζθμνοθζχκεηαζ επίζδξ απυ ηδκ CKII ζηδ ζενίκδ- 1480, πμο ανίζηεηαζ ιέζα ζημ PDZ πενζμπή δέζιεοζδξ ζημ ηαναμλοηεθζηυ άηνμ ηαζ δ θςζθμνοθίςζδ αοηή δζαζπά ηδκ αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ 38

39 ΕΙΑΓΩΓΗ ηαζ ηδξ PSD-95 ηαζ ηδκ SAP102 (Synapse Associated Protein 102) (Chung et al., 2004). Ζ θςζθμνοθίςζδ ιέζα ζηδ PDZ πενζμπή δέζιεοζδξ ζημοξ δζαφθμοξ/ οπμδμπείξ πμο πνμζδέκμκηαζ ζηζξ PDZ πνςηεΐκεξ είκαζ έκαξ ζοκδεζζιέκμξ νοειζζηζηυξ ιδπακζζιυξ, μ μπμίμξ δζαζπά ηζξ αθθδθεπζδνάζεζξ πνςηεΐκδξ- πνςηεΐκδξ. Σμ βεβμκυξ αοηυ απμηεθεί έκα ζδιακηζηυ ιδπακζζιυ ιείςζδξ ηςκ ζοκαπηζηχκ NMDA οπμδμπέςκ. Δίκαζ βκςζηυ υηζ ημ LTP αολάκεζ ηδ δναζηδνζυηδηα ηδξ CKII ηζκάζδξ (Charriaut-Marlangue et al., 1991). Αοηυ οπμδδθχκεζ υηζ δ επαβςβή ημο LTP ιπμνεί κα πνμηαθεί ιζα αφλδζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-1480 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ιε απμηέθεζια κα επζηνέπεηαζ δ εκδμηφηηςζδ ηςκ ζοκαπηζηχκ NMDA οπμδμπέςκ, ειπμδίγμκηαξ ηδκ πεναζηένς επαβςβή ημο LTP. Μέπνζ πνυζθαηα δεκ οπήνπακ ιεθέηεξ πμο κα αθμνμφζακ ζηδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ NR2C οπμιμκάδα. Χζηυζμ, κέεξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ NR2C οπμιμκάδα, υπςξ ηαζ μζ οπυθμζπεξ οπμιμκάδεξ ημο NMDA οπμδμπέα, θςζθμνοθζχκεηαζ εζδζηά απυ πθήεμξ ηζκαζχκ (Δζηυκα 17). H NR2C οπμιμκάδα θςζθμνοθζχκεηαζ ζηδ ζενίκδ-1244 απυ ηζξ PKA ηαζ PKC ηζκάζεξ (Chen et al., 2006). Ακ ηαζ ημ ηαηάθμζπμ ηδξ ζενίκδξ αοηήξ ανίζηεηαζ βεζημκζηά ημο PDZ ιμηίαμο πνυζδεζδξ, δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-1244, μφηε επδνεάγεζ ηδκ αθθδθεπίδναζδ ημο PDZ, μφηε ειπθέηεηαζ ζηδκ επζθακεζαηή έηθναζδ ηδξ NR2C οπμιμκάδαξ. Χζηυζμ, ιζιδηζηή ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ιεηάθθαλδ ηδξ ζενίκδξ-1244 επζηαπφκεζ ηδκ ηζκδηζηή ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NDMA οπμδμπέςκ, οπμδδθχκμκηαξ υηζ δ θςζθμνοθίςζδ αοηή ιπμνεί κα είκαζ ζδιακηζηή ζηδ νφειζζδ ηςκ ζδζμηήηςκ ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ημο NMDA οπμδμπέα ζηδκ πανεβηεθαθίδα. Ζ NR2C οπμιμκάδα θςζθμνοθζχκεηαζ επίζδξ απυ ηδκ πνςηεσκζηή ηζκάζδ (PKB) ζηδ ζενίκδ-1096 (Chen et al., 2006). 4. AMPA ΤΠΟΓΟΥΔΗ: ΓΟΜΖ ΚΑΗ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΑ Οζ AMPA οπμδμπείξ είκαζ ζμκημηνυπμζ οπμδμπείξ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ πμο απμηεθμφκηαζ απυ 4 δζαθμνεηζηέξ οπμιμκάδεξ GLUR1-4 (ή GLURA-D), μζ μπμίεξ ζοκδοάγμκηαζ δδιζμονβχκηαξ έκα θεζημονβζηυ ζμκηζηυ δίαοθμ-οπμδμπέα, μ μπμίμξ είκαζ δζαπεναηυξ ζηα ζυκηα Na + ηαζ K + (Nakanishi et al., 1990; Wenthold et al., 1992, 1996) (Δζηυκεξ 15, 18). Αοημί μζ οπμδμπείξ είκαζ μζ ηφνζμζ ηεθεζηέξ ηδξ βνήβμνδξ βθμοηαιζκενβζηήξ δζεβενηζηήξ ζοκαπηζηήξ δζααίααζδξ ζημ ηεκηνζηυ κεονζηυ ζφζηδια. Γμιζηέξ ιεθέηεξ οπμδδθχκμοκ υηζ δ ηεηναιενήξ ζφζηαζδ ημο AMPA οπμδμπέα επζηοβπάκεηαζ ζηδ ιμνθή δζιενή δζιενχκ (dimer-of-dimers) (Madden, 2002). Γζαθμνεηζηέξ οπμιμκάδεξ ημο AMPA οπμδμπέα ειθακίγμοκ δζαηνζηυ πςνζηυ ηαζ πνμκζηυ πνυηοπμ έηθναζδξ ηαζ πνμζδίδμοκ ελεζδζηεοιέκεξ ζδζυηδηεξ ζηα ζφιπθμηα ηςκ AMPA οπμδμπέςκ. Γζα πανάδεζβια, δ GLUR2 οπμιμκάδα οθίζηαηαζ RNA editing (Seeburg and Hartner, 2003), ημ μπμίμ ειπμδίγεζ ηδ δζαπεναηυηδηα ζημ αζαέζηζμ, ζοιαάθθεζ ζε ιζα βναιιζηή I-V ζπέζδ ηδξ νμήξ ημο νεφιαημξ ηαζ πνμζθένεζ ιδ εοαζζεδζία ζηδκ εκδμηοηηανζηή ζπενιίκδ (Boulter et al., 1990; Hollman et al., 1991; Verdoorn et al., 1991; Keller et al., 1992; Bowie and Mayer, 1995; Donevan and Rogawski, 1995; Washburn et al., 1997). Καζ μζ ηέζζενζξ οπμιμκάδεξ ημο AMPA οπμδμπέα δζαεέημοκ ανηεηέξ ηαοημπμζδιέκεξ εέζεζξ 39

40 ΕΙΑΓΩΓΗ θςζθμνοθίςζδξ ζηα εκδμηοηηανζηά ημοξ ηαναμλοηεθζηά άηνα, βεβμκυξ πμο νοειίγεζ ηδ θεζημονβία ημοξ (Song and Huganir, 2002; Lee et al., 2003; Boehm et al., 2006) (Πίκαηαξ 2). Δλαζηίαξ ημο ζδιακηζημφ νυθμο ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ζηδκ πναβιαημπμίδζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ δζααίααζδξ, πμθθέξ απυ ηζξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο θαίκεηαζ κα παίγμοκ ζδιακηζηυ νυθμ ζηδκ πναβιαημπμίδζδ δζάθμνςκ ιμνθχκ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ. Πίλαθαο 2. Θέζεηο θσζθνξπιίσζεο ησλ ππνκνλάδσλ ηνπ AMPA ππνδνρέα (Από Lee, 2006) Φσζθνξπιίσζε ηεο GLUR1 Τπνκνλάδαο Ζ GLUR1 οπμιμκάδα ημο AMPA οπμδμπέα εηθνάγεηαζ ζε πμθφ ιεβάθδ αθεμκία ζημοξ κεονχκεξ ημο ζππμηάιπμο ηαζ ημο εβηεθαθζημφ κεμθθμζμφ (Martin et al., 1993; Wenthold et al., 1996). Σμ ιεβαθφηενμ πμζμζηυ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ GLUR1 ζοιααίκεζ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ ηαζ ενεμκίκδξ (Blackstone et al., 1994; Roche et al., 1996; Mammen et al., 1997), αθθά ηάης απυ μνζζιέκεξ πνμτπμεέζεζξ έπεζ παναηδνδεεί ηαζ θςζθμνοθίςζδ ζε ηαηάθμζπα ηονμζίκδξ (Moss et al., 1993; Wu et al., 2004) (Πίκαηαξ 2). Έπμοκ παναηηδνζζηεί δζάθμνεξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ζημ εκδμηοηηανζηυ ηαναμλοηεθζηυ άηνμ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ (Roche et al., 1996; Barria et al., 1997a; Mammen et al., 1997; Lee et al., 2002; Boehm et al., 2004). Μεηαλφ αοηχκ, μζ ζενίκεξ-831 ηαζ -845 έπμοκ ειπθαηεί ζηδκ έηθναζδ ημο LTP ηαζ ημο LTD (Barria et al., 1997b; Kameyama et al., 1998; Lee et al., 1998, 2000, 2003) (Δζηυκα 18). Ζ θςζθμνοθίςζδ ζημ ηαηάθμζπμ ηδξ ζενίκδξ-831 πναβιαημπμζείηαζ ιέζς ηδξ PKC ηζκάζδξ ηαζ ηδξ CaMKII ηζκάζδξ (Roche et al., 1996; Barria et al., 1997a; Mammen et al., 1997), εκχ ημ ηαηάθμζπμ ηδξ ζενίκδξ-845 θςζθμνοθζχκεηαζ απυ ηδκ PKA ηζκάζδ (Roche et al., 1996) (Δζηυκα 18). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηαζ ηςκ δφμ ηαηαθμίπςκ ζενίκδξ ιπμνεί κα εκζζπφζεζ ηα νεφιαηα ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ημο AMPA οπμδμπέα, βεβμκυξ πμο ζοιααίκεζ, ςζηυζμ, ιέζς δζαθμνεηζηχκ ιδπακζζιχκ (Derkach et al., 1999; Banke et al., 2000). Πζμ ζοβηεηνζιέκα, δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ 40

41 ΕΙΑΓΩΓΗ ζενίκδξ-831 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ απυ ηδκ CaMKII ηζκάζδ αολάκεζ ηδκ αβςβζιυηδηα ημο ζμκηζημφ δζαφθμο (single channel conductance) (Derkach et al., 1999), εκχ δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα αολάκεζ ηδκ πζεακυηδηα ακμίβιαημξ ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ημο οπμδμπέα (Banke et al., 2000). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηυζμ ηδξ ζενίκδξ-831 (Barria et al., 1997b; Lee et al., 2000, 2003), υζμ ηαζ ηδξ ζενίκδξ-845 (Lee et al., 2000, 2003; Esteban et al., 2003) έπεζ πνμηαεεί υηζ ζοιιεηέπμοκ ζηδκ πναβιαημπμίδζδ ηδξ έηθναζδξ ημο LTP. Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ αηνζαήξ εέζδ θςζθμνοθίςζδξ πμο ειπθέηεηαζ ηάεε θμνά ελανηάηαζ απυ ηδκ πνμσζημνία ηδξ ζοκαπηζηήξ δναζηδνζυηδηαξ (Lee et al., 2000). ε ζοιθςκία ιε ηα παναπάκς, ημ LTP είκαζ ζδιακηζηά ιεζςιέκμ ζε πμκηίηζα ζηα μπμία έπμοκ ελαθεζθηεί ηαζ μζ δφμ αοηέξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ (Lee et al., 2003). Χζηυζμ, ημ βεβμκυξ υηζ ηάπμζμ LTP είκαζ αηυια πανυκ ζηα πμκηίηζα αοηά οπμδεζηκφεζ υηζ ηα βεβμκυηα ηδξ θςζθμνοθίςζδξ δεκ είκαζ πζεακχξ ηυζμ απαναίηδηα βζα ηo LTP, αθθά ιπμνεί κα απαζημφκηαζ βζα ηδκ ζηαεενμπμίδζή ημο (Lee et al., 2003, 2006). Λαιαάκμκηαξ οπυρδ ηαζ ημ βεβμκυξ υηζ εκήθζηα πμκηίηζα ζηα μπμία έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ (GLUR1 knock out) δεκ εηδδθχκμοκ LTP (Zamanillo et al., 1999; Mack et al., 2001), ελάβεηαζ ημ ζοιπέναζια υηζ οπάνπμοκ ημοθάπζζημκ δφμ ζοκζζηχζεξ ημο LTP ζηα εκήθζηα: ιζα ζηδκ μπμία απαζηείηαζ δ πανμοζία ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ιζα δεφηενδ, δ μπμία ελανηάηαζ απυ ηδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ οπμιμκάδαξ αοηήξ. Δηθόλα 18. Η δνκή θαη ξύζκηζε ηεο ιεηηνπξγίαο ηνπ AMPA ππνδνρέα.. 41

42 ΕΙΑΓΩΓΗ Πζμ πνυζθαηεξ ιεθέηεξ ζηζξ μπμίεξ πνδζζιμπμζήεδηακ πμκηίηζα ζηα μπμία έπεζ βίκεζ ζδιεζαηή ιεηάθθαλδ ηςκ εέζεςκ θςζθμνοθίςζδξ είηε ηδξ ζενίκδξ-831 ή ηδξ ζενίδξ-845 οπμδεζηκφμοκ υηζ ημ LTP είκαζ ανηεηά θοζζμθμβζηυ ηαζ ζηζξ δφμ πενζπηχζεζξ (Lee, 2006). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδδθχκεζ υηζ εκχ δ θςζθμνοθίςζδ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ δζαηήνδζδ εκυξ ζηαεενμφ LTP, πζεακυκ δ ιζα ή δ άθθδ είκαζ ανηεηή βζα ηδκ πναβιαημπμίδζδ αοηήξ ηδξ θεζημονβίαξ. Ο αηνζαήξ νυθμξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-831 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ζημ LTP δεκ είκαζ απυθοηα ζαθήξ. Όπςξ έπεζ ακαθενεεί, δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-831 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ απυ ηδκ CaMKII ηζκάζδ αολάκεζ ηδκ αβςβζιυηδηα ημο ζμκηζημφ δζαφθμο (single channel conductance) (Derkach et al., 1999), ηαζ βζ αοηυκ ημ θυβμ εεςνείηαζ υηζ πναβιαημπμζεί ηδκ παναηδνμφιεκδ αφλδζδ ηδξ αβςβζιυηδηαξ ημο AMPA οπμδμπέα ιεηά ηδκ επαβςβή ημο LTP (Benke et al., 1998; Poncer et al., 2002; Luthi et al., 2004). Χζηυζμ, πνυζθαηδ ιεθέηδ οπμδεζηκφεζ υηζ δ επαβυιεκδ απυ ηδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ- 831 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ αφλδζδ ηδξ αβςβζιυηδηαξ ημο ζμκηζημφ δζαφθμο είκαζ απμφζα υηακ δ GLUR1 οπμιμκάδα ζοκδοάγεηαζ ιε ηδκ GLUR2 οπμιμκάδα ζε εηενμδζιενή ζφιπθμηα (Oh and Derkach, 2005). Ανπζηέξ ιεθέηεξ υζμκ αθμνά ζηδ ζοιιεημπή ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα έδεζλακ υηζ δ απμθςζθμνοθίςζδ ημο ηαηάθμζπμο ζενίκδξ ηδξ εέζδξ αοηήξ ζπεηίγεηαζ ιε ημ LTD (Kameyama et al., 1998; Lee et al., 1998, 2000), ηαεχξ ηαζ υηζ απμηεθεί ακαβηαζυηδηα βζα ηδκ επαβςβή ημο LTD (Lee et al., 2003). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα έπεζ δεζπεεί υηζ αολάκεζ ηδκ πζεακυηδηα ακμίβιαημξ ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ημο AMPA οπμδμπέα (Banke et al., 2000). Πζμ πνυζθαηεξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ εκζςιάηςζδ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ζηδκ πθαζιαηζηή ιειανάκδ ιεηά ηδκ επαβςβή ημο LTP (Esteban et al., 2003), βεβμκυξ ημ μπμίμ πζεακυκ κα ζοιααίκεζ ιέζς ηδξ αολακυιεκδξ ελςζοκαπηζηήξ δελαιεκήξ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ (Oh et al., 2006). Σα ααζζηά επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-845 ηδξ ζοκαπηζηήξ GLUR1 οπμιμκάδαξ θαίκεηαζ κα ααζίγμκηαζ ζηδκ AKAP79/150 (A-kinase anchoring protein 79/ 150) (Tavalin et al., 2002), δ μπμία θένκεζ ηδκ PKA ημκηά ζημοξ AMPA οπμδμπείξ ιέζς ηδξ δέζιεοζήξ ηδξ ιε ηδκ πνςηεΐκδ SAP97, πμο αθθδθεπζδνά ιε ηδκ GLUR1 οπμιμκάδα (Colledge et al., 2000) (Δζηυκα 18). Δπζπθέμκ, δζάζπαζδ ηδξ δέζιεοζδξ ηδξ PKA ηζκάζδξ ζηδκ AKAP79/150 έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα ιείςζδ ημο νεφιαημξ ημο ζμκηζημφ δζαφθμο ημο AMPA οπμδμπέα (Rosenmund et al., 1994; Snyder et al., 2005) ηαζ ειπμδίγεζ ηδκ πεναζηένς επαβςβή ημο LTP (Snyder et al., 2005). 42

43 ΕΙΑΓΩΓΗ 4.2. Φσζθνξπιίσζε ηεο GLUR2 Τπνκνλάδαο Ζ GLUR2 οπμιμκάδα απμηεθεί ηνίζζιδ οπμιμκάδα, δ μπμία ηαεζζηά ημκ ζμκηζηυ δίαοθμ ημο ΑΜΡΑ οπμδμπέα ιδ δζαπεναηυ βζα ηα ζυκηα αζαεζηίμο ηαζ πνμζδίδεζ ελεζδζηεοιέκεξ αζμθοζζηέξ ζδζυηδηεξ (Tanaka et al., 2000). Έπμοκ πανημβναθδεεί δζάθμνεξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ (ζενίκεξ-863 ηαζ -880) ζημ εκδμηοηηανζηυ ηαναμλο-ηεθζηυ άηνμ ηδξ GLUR2 οπμιμκάδαξ πμο θςζθμνοθζχκμκηαζ απυ ηδκ PKC ηζκάζδ (Matsuda et al., 1999; Chung et al., 2000; McDonald et al., 2001) (Πίκαηαξ 2, Δζηυκα 18). Μεηαλφ αοηχκ, δ ζενίκδ-880 έπεζ δεζπεεί υηζ παίγεζ ηάπμζμ νυθμ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα. Σμ ηαηάθμζπμ ζενίκδξ- 880 ηδξ GLUR2 οπμιμκάδαξ απμηεθεί ηιήια ημο αηναίμο ηαναμλο-ηεθζημφ άηνμο ιε αθθδθμοπία δέζιεοζδξ PDZ (SVKI COOH ), δ μπμία δεζιεφεζ δφμ μιάδεξ πνςηεσκχκ PDZ ιε αάζδ ηδκ ηαηάζηαζδ θςζθμνοθίςζήξ ηδξ. Όηακ απμθςζθμνοθζχκεηαζ δ ζενίκδ-880, δ GLUR2 οπμιμκάδα ιπμνεί κα αθθδθεπζδνά ιε PDZ πενζμπέξ ηδξ πνςηεΐκδξ (GRIP)/ABP (AMPA receptor binding protein) ή ιε ηδκ πνςηεΐκδ PICK-1 (protein interacting with C-kinase-1) (Matsuda et al., 1999; Chung et al., 2000) (Δζηυκα 18). Αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ ηδξ GLUR2 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ GRIP μζημβέκεζαξ πνςηεσκχκ έπεζ δεζπεεί υηζ ζηαεενμπμζεί ημοξ ΑΜΡΑ οπμδμπείξ ζε ζοκαπηζηέξ εέζεζξ (Dong et al., 1997; Srivastava et al., 1998; Wyszynski et al., 1999; Osten et al., 2000) ή ζε εκδμηοηηανζηέξ δελαιεκέξ (Daw et al., 2000; Braithwaite et al., 2002) (Δζηυκα 18). Ακηίεεηα, δ αθθδθεπίδναζδ ηδξ θςζθμνοθζςιέκδξ GLUR2 οπμιμκάδαξ ζηδ ζενίκδ-880 ιε ηδκ PICK-1 πνςηεΐκδ έπεζ δεζπεεί είηε κα πνμάβεζ ηδκ εκδμηφηηςζδ ηςκ οπμδμπέςκ (Chung et al., 2000; Iwakura et al, 2001; Perez et al., 2001; Terashima et al., 2004; Lu and Ziff, 2005), είηε κα επζηνέπεζ ημ trafficking ηςκ οπμδμπέςκ ζηδκ πθαζιαηζηή ιειανάκδ (Daw et al., 2000; Gardner et al., 2005) (Δζηυκα 18). Δπμιέκςξ, δ νφειζζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-880 ηδξ GLUR2 οπμιμκάδαξ ιπμνεί κα ιεηααάθθεζ ζδιακηζηά ηδ θεζημονβία ηςκ ΑΜΡΑ οπμδμπέςκ αθθάγμκηαξ ηδκ αθθδθεπίδναζή ημοξ ιε ηζξ GRIP ηαζ PICK-1 πνςηεΐκεξ Φσζθνξπιίσζε ησλ GLUR3 θαη GLUR4 Τπνκνλάδσλ Οζ GLUR3 ηαζ GLUR4 οπμιμκάδεξ εηθνάγμκηαζ ζε ιζηνυηενμ ααειυ ζηζξ δμιέξ ημο πνυζεζμο εβηεθάθμο ημο εκήθζημο ζε ζπέζδ ιε ηζξ GLUR1 ηαζ GLUR2 οπμιμκάδεξ (Petralia and Wenthold, 1992; Martin et al., 1993). Χζηυζμ, πενζέπμοκ μιυθμβεξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ πμο ακηζζημζπμφκ ζε αοηέξ ηςκ GLUR1 ηαζ GLUR2 οπμιμκάδςκ, μζ μπμίεξ έπμοκ ειπθαηεί ζε ιδπακζζιμφξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ (Song and Huganir, 2002). Σμ εκδμηοηηανζηυ ηαναμλο-ηεθζηυ ηιήια ηδξ GLUR3 οπμιμκάδαξ πανμοζζάγεζ μιμθμβία αθθδθμοπζχκ ιε ηδκ GLUR2 οπμιμκάδα ζοιπενζθαιαακμιέκμο ηαζ ιζαξ εέζδξ θςζθμνοθίςζδξ ζηδκ ηαναμλοηεθζηή PDZ πενζμπήξ δέζιεοζδξ. Γεδμιέκμο υηζ δ πενζμπή δέζιεοζδξ PDZ ηδξ GLUR3 οπμιμκάδαξ έπεζ ηδκ ίδζα αθθδθμοπία ιε αοηήκ ηδξ GLUR2, ζοκεπάβεηαζ υηζ θςζθμνοθίςζδ ηδξ GLUR3 οπμιμκάδαξ ιπμνεί επίζδξ κα νοειίγεζ ηδκ αθθδθεπίδναζή ηδξ ιε ηζξ PDZ πνςηεΐκεξ. Χζηυζμ, δεκ οπάνπεζ άιεζδ απυδεζλδ ηδξ 43

44 ΕΙΑΓΩΓΗ ζοιιεημπήξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ GLUR3 οπμιμκάδαξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα. Ζ έηθναζδ ηδξ GLUR4 οπμιμκάδαξ ζημκ ζππυηαιπμ πενζμνίγεηαζ ηαηά ηδκ πνχζιδ πενίμδμ ηδξ ακάπηολδξ (Zhu et al., 2000) ηαζ ιπμνεί κα εζζένπεηαζ ζηζξ ζοκάρεζξ ιεηά απυ αοευνιδηδ δναζηδνζυηδηα (Zhu et al, 2000). Ζ εκδμηοηηανζηή πενζμπή ηδξ GLUR4 οπμιμκάδαξ πανμοζζάγεζ ηάπμζα μιμθμβία ιε ηδκ GLUR1 οπμιμκάδα ηαζ έπμοκ πανημβναθδεεί ανηεηέξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ζε αοηήκ ηδκ πενζμπή, ιενζηέξ απυ ηζξ μπμίεξ είκαζ ζζμδφκαιεξ ιε ηζξ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ GLUR1 πμο ακαθένεδηακ παναπάκς. Ζ ζενίκδ-842 ηδξ GLUR4 οπμιμκάδαξ θςζθμνοθζχκεηαζ in vivo απυ ηδκ PKA ηζκάζδ (Carvalho et al., 1999), εκχ δ ενεμκίκδ-830 έπεζ ακαβκςνζζηεί ςξ ζηυπμξ ηδξ PKC ηζκάζδξ (Carvalho et al., 1999) (Πίκαηαξ 2). ημκ ζππυηαιπμ, δ εκαπυεεζδ GLUR4 μιμιενχκ οπμδμπέςκ ζηζξ ζοκάρεζξ έπεζ δεζπεεί υηζ ελανηάηαζ απυ ηδ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ-842 απυ ηδκ ΡΚΑ ηζκάζδ (Esteban et al., 2003). 5. Ζ ΝΣΟΠΑΜΗΝΖ: ΡΟΛΟ ΣΖ ΤΝΑΠΣΗΚΖ ΠΛΑΣΗΚΟΣΖΣΑ ΚΑΗ ΣΟΤ ΜΖΥΑΝΗΜΟΤ ΜΝΖΜΖ ΚΑΗ ΜΑΘΖΖ Ζ κημπαιίκδ είκαζ δ ηφνζα ηαηεπμθαιίκδ ζημ ηεκηνζηυ κεονζηυ ζφζηδια. Παίγεζ νυθμ ζηδ νφειζζδ ιζαξ πμζηζθίαξ θεζημονβζχκ, υπςξ είκαζ δ ηζκδηζηή δναζηδνζυηδηα, ημ ζοκαίζεδια, δ ηζκδημπμίδζδ (motivation), δ βκςζηζηή θεζημονβία ηαζ δ κεονμεκδμηνζκζηή θεζημονβία. (Civelli et al., 1991; Nieoullon and Coquerel, 2003; Wise, 2004). Οζ κημπαιζκενβζημί κεονχκεξ εκημπίγμκηαζ ηονίςξ ζηδ ζοιπαβή ιμίνα ηδξ ιέθαζκαξ μοζίαξ, ζηδκ ημζθζαηή ηαθοπηνζηή πενζμπή ηαζ ζημκ οπμεάθαιμ ηαζ έηζζ ηαεμνίγμοκ ηα παναηάης ιμκμπάηζα: α) ηδ ιεθαζκμνααδςηή μδυ πμο λεηζκά απυ ηδ ζοιπαβή ιμίνα ηδξ ιέθαζκαξ μοζίαξ ηαζ ηαηαθήβεζ ηονίςξ ζημ κεμνααδςηυ ηαζ εθέβπεζ ηζκδηζηέξ θεζημονβίεξ δ δοζθεζημονβία ηδξ μδδβεί ζηδ κυζμ ημο Parkinson (Civvelli et al, 1991) (Δζηυκα 19), α) ηδκ ιεζμζηεθακζαζμθθμζσηή μδυ πμο λεηζκά απυ ηδκ ημζθζαηή ηαθοπηνζηή πενζμπή ηαζ ηαηαθήβεζ ζημκ επζηθζκή πονήκα, ημ μζθνδηζηυ θφια, ημ δζάθναβια, ηδκ αιοβδαθή ηαζ ημκ ζππυηαιπμ, ηαεχξ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ημκ απζμεζδή, πνμζαβχβζμ ηαζ ημκ εκδμνζκζηυ θθμζυ, δζαδναιαηίγμκηαξ ζδιακηζηυ νυθμ, ηυζμ ζηδ ζοκαζζεδιαηζηή ζηαεενυηδηα ηαζ ηζξ ζοιπενζθμνέξ ιε ηίκδηνμ ηαζ ακηαιμζαή, υζμ ηαζ ζηδκ «εκενβυ» ικήιδ ηαζ ηδ ιάεδζδ, δδθαδή ζε βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ (Civvelli et al, 1991; Wise, 2004) (Δζηυκα 19). Δπίζδξ, ιζα άθθδ κημπαιζκενβζηή μδυξ πενζθαιαάκεζ ηδκ θοιαημπμακζηή μδυ (απυ ημκ οπμεάθαιμ ζηδκ οπυθοζδ) πμο παίγεζ νυθμ ζηδκ έηηνζζδ ηδξ πνμθαηηίκδξ, ηαεχξ ηαζ ζηδ βμκζιυηδηα (Civvelli et al, 1991). Άθθα κημπαιζκενβζηά ηφηηανα ζημκ εβηέθαθμ πενζθαιαάκμοκ ημοξ κεονχκεξ ημο μζθνδηζημφ θφιαημξ, ηα amacrine ηφηηανα ημο αιθζαθδζηνμεζδμφξ ηαζ οπμεαθαιζημφξ κεονχκεξ (Hodaie et al., 2007). ημ πεδίμ ηςκ ηαηεπμθαιζκζηχκ κεονμδζααζααζηχκ, μζ μδμί ηδξ κημπαιίκδξ έπμοκ παναηηδνζζηεί κα δζαδναιαηίγμοκ ηνίζζιμ νυθμ ζηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ ηαζ ζηα ζοκαζζεήιαηα ηαζ ηδκ ηεθεοηαία δεηαεηία ιζα πθδεχνα πεζναιαηζηχκ απμηεθεζιάηςκ έπμοκ ακαδείλεζ ημκ νυθμ ηδξ κημπαιίκδξ ηυζμ ζηδ ζοκαπηζηή 44

45 ΕΙΑΓΩΓΗ πθαζηζηυηδηα, υζμ ηαζ ζημοξ ιδπακζζιμφξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ. Ζ ηθςκμπμίδζδ πέκηε δζαθμνεηζηχκ οπυηοπςκ οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ ηαζ δ ακάπηολδ πζμ ελεζδζηεοιέκςκ αβςκζζηχκ ηαζ ακηαβςκζζηχκ ηςκ δζαθμνεηζηχκ οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ έπμοκ ζοκεζζθένεζ ζημ παναηηδνζζιυ ηδξ δνάζδξ ηδξ κημπαιίκδξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα. Δπζπθέμκ, ζοιπενζθμνζηέξ ιεθέηεξ αμήεδζακ ηαζ ζηδκ πνυμδμ ηδξ ελέθζλδξ ηδξ βκχζδξ πμο αθμνά ζημ νυθμ ηδξ κημπαιίκδξ ζηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ (Jay, 2003). Έκαξ ιεβάθμξ ανζειυξ ιεθεηχκ έπμοκ ελεηάζεζ ημκ νυθμ ηδξ κημπαιίκδξ ζηζξ ηνεζξ ηφνζεξ πενζμπέξ ημο εβηεθάθμο πμο κεονχκμκηαζ απυ κημπαιζκενβζηέξ ίκεξ: ημ νααδςηυ (striatum), ζοιπενζθαιαακμιέκμο ηαζ ημο επζηθζκή πονήκα (nucleus accubens), ημκ ζππυηαιπμ (hippocampus) ηαζ ημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (prefrontal cortex). Ventral Ventral Tegmanetal Area Area Δηθόλα 19. Οη δύν θύξηεο ληνπακηλεξγηθέο νδνί ζηνλ εγθέθαιν: ε κειαηλνξαβδσηή νδόο θαη ε κεζνζηεθαληαηνθινητθή νδόο. Ventral Tegmantal Area: Κνηιηαθή Καιππηξηθή Πεξηνρή, Striatum: Ραβδσηό ζώκα, Substantia Nigra: Μέιαηλα νπζία, Frontal lobe: Πξόζζηνο ινβόο (Από Kandel et al., 2000) Yπνδνρείο Nηνπακίλεο Οζ πμθθαπθέξ δνάζεζξ ηδξ κημπαιίκδξ ιεηααζαάγμκηαζ ιέζς εζδζηχκ οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ. Οζ οπμδμπείξ κημπαιίκδξ ακήημοκ ζηδκ μζημβέκεζα οπμδμπέςκ πμο ζογεφβκοκηαζ ιε G πνςηεΐκεξ. Σα ιέθδ αοηήξ ηδξ μζημβέκεζαξ δζαπενκμφκ επηά θμνέξ ηδκ ηοηηανζηή ιειανάκδ ηαζ πανμοζζάγμοκ ζδιακηζηή αιζκμλζηή ζοκηδνδηζηυηδηα, εζδζηά ζηδκ έαδμιδ δζαιειανακζηή ημοξ πενζμπή (Civvelli et al., 1991). ήιενα μζ οπμδμπείξ κημπαιίκδξ δζαηνίκμκηαζ ζε δφμ ιεβάθεξ μιάδεξ: ημοξ D1-like ηαζ D2-like οπμδμπείξ αάζδ θανιαημθμβζηχκ δζαθμνχκ ημοξ, αθθά ηονίςξ αάζδ ημο ηνυπμο πμο ζοκδέμκηαζ ιε ηδκ αδεκοθζηή ηοηθάζδ. Οζ D1 ηαζ 45

46 ΕΙΑΓΩΓΗ D5 οπμδμπείξ ηαλζκμιμφκηαζ ςξ D1-like, επεζδή ιμζνάγμκηαζ ορδθή μιμθμβία αημθμοείαξ, εκενβμπμζμφκ ηδκ αδεκοθζηή ηοηθάζδ ηαζ έπμοκ ηδκ ηθαζζζηή θανιαημθμβία ηςκ D1 οπμδμπέςκ. Σμ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηςκ οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ έπεζ ιεθεηδεεί εηηεηαιέκα ζημ νααδςηυ ζχια, αθμφ ζηδκ εβηεθαθζηή αοηή πενζμπή μζ οπμδμπείξ κημπαιίκδξ ανίζημκηαζ ζε πμθφ ιεβαθφηενδ ποηκυηδηα ζε ζπέζδ ιε άθθεξ πενζμπέξ, υπςξ μ ζππυηαιπμξ ηαζ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ (Vallone et al, 2000; Greengard, 2001). Οζ D1-like οπμδμπείξ ζοκδέμκηαζ ιε Gs πνςηεΐκεξ, δδθαδή ιε ηζξ GTP-δεζιεοηζηέξ πνςηεΐκεξ (G πνςηεΐκεξ) πμο ζογεφβκοκηαζ εεηζηά ιε ηδκ αδεκοθζηή ηοηθάζδ (AC), πνμηαθχκηαξ ηδκ εκενβμπμίδζή ηδξ, ιε ζοκέπεζα ηδκ αφλδζδ ηδξ ζοβηέκηνςζδξ ημο camp ηαζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ PKA (πνςηεσκζηή ηζκάζδ πμο ελανηάηαζ απυ ηδκ camp) (Vallone et al., 2000; Greengard, 2001). Ζ PKA θςζθμνοθζχκεζ ηοηηανμπθαζιαηζηέξ ηαζ πονδκζηέξ πνςηεΐκεξ, νοειίγεζ ημκ ηοηηανζηυ ιεηααμθζζιυ, ζοιπενζθαιαακμιέκμο δζαφθςκ ζυκηςκ, εκχ απεοαζζεδημπμζεί άθθμοξ ιεηααμηνμπζημφξ οπμδμπείξ (Vallone et al, 2000; Greengard, 2001). Ζ ΡΚΑ θςζθμνοθζχκεζ ηαζ ηδκ θςζθμπνςηεΐκδ DARPP-32 (Dopamine- and camp-regulated PhosPhoprotein, Mr 32kD), δ μπμία νοειίγεηαζ απυ ηδ κημπαιίκδ ηαζ ημ camp ηαζ απμηεθεί ηεκηνζηυ νοειζζηζηυ ιυνζμ ηδξ ιεηααίααζδξ ζήιαημξ ηςκ GABAενβζηχκ ηοηηάνςκ ημο νααδςημφ ζχιαημξ (Greengard et al, 1999).Οζ οπμδμπείξ D2, D3, D4 εεςνμφκηαζ D2-like, ηονίςξ ελαζηίαξ ηδξ μιμθμβίαξ ημοξ ηαζ ηςκ ημζκχκ θανιαημθμβζηχκ παναηηδνζζηζηχκ ημοξ ιε ημοξ D2 οπμδμπείξ. Οζ D2-like οπμδμπείξ κημπαιίκδξ ζοκδέμκηαζ ιε Gi, δδθαδή G πνςηεΐκεξ πμο ζογεφβκοκηαζ ανκδηζηά ιε ηδκ αδεκοθζηή ηοηθάζδ, ακαζηέθθμοκ ηδ ζφκεεζδ ημο camp ηαζ απμθςζθμνοθζχκμοκ ηδκ DARPP-32, μπυηε μζ δνάζεζξ ημοξ είκαζ ακηίεεηεξ απυ αοηέξ ηςκ D1-like οπμδμπέςκ πμο ακαθένεδηακ παναπάκς (Vallone et al., 2000). Ζ ζπεηζηή αθεμκία ηςκ κημπαιζκενβζηχκ οπμδμπέςκ ζημ ΚΝ είκαζ D1>D2>D3>D5>D4 (Civvelli et al., 1991). Ζ ηθςκμπμίδζδ ηςκ D2 οπμδμπέςκ (ηαζ ηςκ οπυθμζπςκ οπμηφπςκ ζηδ ζοκέπεζα) ακέδεζλε ηδκ φπανλδ πμθθαπθχκ ελςκίςκ ηαζ εζςκίςκ, έκα αζοκήεζζημ παναηηδνζζηζηυ βζα ημοξ οπμδμπείξ πμο ζογεφβκοκηαζ ιε G πνςηεΐκεξ. Έηζζ, ιε εκαθθαηηζηυ ιάηζζια έπμοκ ανεεεί δφμ ζζμιμνθέξ ηςκ D2 οπμδμπέςκ: μζ D2short ηαζ D2long, υπμο δ ηεθεοηαία έπεζ επζπθέμκ 29 αιζκμλέα ζηδκ ηνίηδ εκδμιειανακζηή εδθζά. Σμ ηαναμλοηεθζηυ άηνμ ηαζ ηςκ δφμ οπμμζημβεκεζχκ πενζέπεζ εέζεζξ θςζθμνοθίςζδξ ηαζ παθιζημπμίδζδξ πμο ιπμνεί κα ειπθέημκηαζ ζε θαζκυιεκα απεοαζζεδημπμίδζδξ απυ ημοξ αβςκζζηέξ ηαζ ζημκ ζπδιαηζζιυ ιζαξ εεςνδηζηήξ ηέηανηδξ εκδμηοηηανζηήξ εδθζάξ (Vallone et al., 2000) H Νηνπακίλε θαη o Ρόινο ηεο ζηε πλαπηηθή Πιαζηηθόηεηα θαη ηηο δηαδηθαζίεο ηεο κλήκεο θαη ηεο κάζεζεο Απυ ηδκ ακαηάθορδ ημο LTP ζημκ ζππυηαιπμ (Bliss and Lomo, 1973), έπμοκ πενζβναθεί ζοκάρεζξ πμο οθίζηακηαζ πθαζηζηέξ αθθαβέξ ζε πμθθέξ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ ηαζ ηονίςξ ζε αοηέξ πμο δέπμκηαζ κημπαιζκενβζηή κεφνςζδ (Jay, 2003). Δίκαζ πζα ανηεηά ηαθά ηεηιδνζςιέκμ ημ βεβμκυξ υηζ δ ζζπφξ ηδξ ζοκαπηζηήξ 46

47 ΕΙΑΓΩΓΗ κεονμδζααίααζδξ ιπμνεί κα νοειζζηεί ζε ιαηνμπνυκζα αάζδ απυ ελεζδζηεοιέκα πνυηοπα εκενβμπμίδζδξ, υπςξ ορδθήξ ζοπκυηδηαξ ενεεζζιυξ, πμο έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ παναβςβή LTP, ηαεχξ επίζδξ ηαζ απυ ηδ δνάζδ εκδμβεκχκ ηνμπμπμζδηχκ, υπςξ είκαζ δ κημπαιίκδ. Υνδζζιμπμζχκηαξ δζαθμνεηζηέξ «in vitro» ηαζ «in vivo» πεζναιαηζηέξ πνμζεββίζεζξ, δζάθμνεξ ιεθέηεξ πνμζεββίγμοκ ημ ενχηδια ηδξ επίδναζδξ ηδξ κημπαιίκδξ ζημ LTP ζηζξ δζάθμνεξ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ, ηονίςξ ζημκ ζππυηαιπμ, ζημ κεμθθμζυ ηαζ ζημ νααδςηυ. Ακ ηαζ αοηέξ μζ δζαθμνεηζηέξ πενζμπέξ θαιαάκμοκ κημπαιζκενβζηέξ πνμαμθέξ απυ ηδκ ημζθζαηή ηαθοπηνζηή πενζμπή (Ventral Tegmental Area) ηαζ ηδ ιέθαζκα μοζία (Substantia Nigra), ακηίζημζπα, δ αηνζαήξ πνμέθεοζδ ηςκ κημπαιζκενβζηχκ κεονχκςκ ηαζ δ έκηαζδ ηδξ κεφνςζδξ είκαζ δζαθμνεηζηέξ. Ακηίεεηα, μ ανζειυξ ηςκ οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ ιπμνεί κα ζπεηίγεηαζ ιε ηα επίπεδα ηδξ κημπαιζκενβζηήξ εζζυδμο ηνλ ηππόθακπν. Ζ κημπαιζκενβζηή κεφνςζδ ημο ζππυηαιπμο πνμένπεηαζ απυ ηδκ ημζθζαηή ηαθοπηνζηή πενζμπή ηαζ απμθήβεζ ηονίςξ ζημ ημζθζαηυ ηαζ ναπζαίμ οπυεεια (ventral and dorsal subiculum), ηαεχξ ηαζ ζηδκ CA1 πενζμπή (Ammon s Horn sector 1) (Gasbarri et al., 1991, 1994, 1996). Ο παναηηδνζζιυξ ηςκ κεονςκζηχκ πθδεοζιχκ πμο εηθνάγμοκ οπμηφπμοξ ηςκ κημπαιζκενβζηχκ οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ οπμδεζηκφμοκ ιζα έκημκδ ζήιακζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ναπζαία ζηα ημηηζχδδ ηφηηανα ηδξ μδμκηςηήξ έθζηαξ ηαζ ζηα πενζζζυηενα ηφηηανα ημο οπμεειαηζημφ ζοιπθυημο (Fremeau et al., 1991; Bergson et al., 1995). Ακηίεεηα, έπμοκ ακζπκεοηεί ιυκμ παιδθά επίπεδα mrna ηςκ D2 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ ηαζ ηαευθμο πνςηεσκζηή έηθναζδ ημοξ ζημκ ζππυηαιπμ (Meador-Woodruff et al., 1989; Levey et al., 1993). D3 οπμδμπείξ έπμοκ ακζπκεοηεί επίζδξ ζε παιδθά επίπεδα ζημκ ζππυηαιπμ, εκχ μζ D4 οπμδμπείξ ακζπκεφμκηαζ ζε ορδθά επίπεδα ζηδκ μδμκηςηή έθζηα, ζηδ CA1, ζηδ CA2 ηαζ ζηδ CA3 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο (Defagot et al., 1997). Πμθθέξ δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ηαζ θανιαημθμβζηέξ ιεθέηεξ πνμζεββίγμοκ ημ ενχηδια ηδξ επίδναζδξ ηδξ κημπαιίκδξ ζημ LTP ζηδκ CΑ1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο ηαζ οπμδεζηκφμκ υηζ μζ D1 οπμδμπείξ κημπαιίκδξ ζοιιεηέπμοκ ηονίςξ ζηδκ φζηενδ θάζδ ημο LTP (late LTP), δ μπμία είκαζ πνςηεσκμζφκεεζδ-ελανηχιεκδ (Huang and Kandel, 1995). Ανηεηέξ ιεθέηεξ υπμο πνδζζιμπμζήεδηακ ακηαβςκζζηέξ ηςκ D1 ηαζ D2 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ οπμδεζηκφμοκ υηζ εηηυξ απυ ημ βθμοηαιζκζηυ μλφ, ημ μπμίμ δνα ιέζς ηςκ NMDA ηαζ ηςκ ιδ-nmda οπμδμπέςκ, ζήιαηα ηα μπμία πναβιαημπμζμφκηαζ απυ ημοξ οπμδμπείξ κημπαιίκδξ ζοιιεηέπμοκ επίζδξ ζηδκ παναβςβή ηδξ ιαηνμπνυκζαξ δζαηήνδζδξ ημο LTP (Frey et al., 1990, 1991). Δζδζηυηενα, δ πνμζεήηδ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ, SCH23390, ζηδ CA1 πενζμπή ζε θέηεξ ζππμηάιπμο ηαηά ηδ δζάνηεζα ηεηακζημφ ενεεζζιμφ ιπμνεί κα ειπμδίζεζ ηδκ ιαηνμπνυκζα δζαηήνδζδ ημο LTP, εκχ δ πνμζεήηδ αιέζςξ ιεηά ημκ ηεηακζηυ ενεεζζιυ δεκ έπεζ ηάπμζα επίδναζδ ζημ LTP. Σμ βεβμκυξ αοηυ επζαεααζχεδηε ανβυηενα απυ ημοξ Huang ηαζ Kandel (1995), μζ μπμίμζ έδεζλακ 47

48 ΕΙΑΓΩΓΗ επίζδξ ζηδ CA1 πενζμπή ζε θέηεξ ζππμηάιπμο υηζ δ πνμζεήηδ αβςκζζηχκ ηςκ D1/ D5 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ (SKF38393) είπακ ςξ απμηέθεζια ηδκ παναβςβή ιζαξ επίιμκδξ αφλδζδξ ημο πθάημοξ ηςκ δζεβενηζηχκ ιεηαζοκαπηζηχκ δοκαιζηχκ (Excitatory Post-Synaptic Potential-EPSP). Ακηίεεηα, μζ αβςκζζηέξ ηςκ D2 οπμδμπέςκ δεκ πνμηαθμφζακ ηδκ επαβςβή ζοκαπηζηήξ εκίζποζδξ. Πζμ πνυζθαηα, μζ Swanson-Park et al. (1999) οπέδεζλακ ζε «in vitro» πεζνάιαηα υηζ δ πνμζεήηδ ακηαβςκζζηχκ ηςκ D1/ D5 οπμδμπέςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ημ ιπθμηάνζζια ηδξ δζαηήνδζδξ ημο LTP ζηδ CA1 πενζμπή ζε θέηεξ ζππμηάιπμο. ε ιφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηςκ D1 οπμδμπέςκ (D1-knock out), μζ Matthies et al. (1997) έδεζλακ υηζ ημ αναπφπνμκμ ιεηαζοκαπηζηυ LTP ιεζχκεηαζ ιεηά ηζξ έλζ χνεξ ζηα επίπεδα ηδξ ηαηάζηαζδξ εθέβπμο. Πανυιμζα απμηεθέζιαηα πνμηφπημοκ ηαζ απυ πνυζθαηδ ιεθέηδ, δ μπμία ηαηαδεζηκφεζ υηζ ημ ιέβεεμξ, ηυζμ ηδξ πνχζιδξ (Early phase), υζμ ηαζ ηδξ φζηενδξ θάζδξ (Late phase) ημο LTP είκαζ ζδιακηζηά ιεζςιέκα ζε ιφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηςκ D1 οπμδμπέςκ (D1- knock out) (Granado et al., 2008). Όθα ηα παναπάκς απμηεθέζιαηα οπμδεζηκφμοκ υηζ ηονίςξ δ φζηενδ θάζδ (late phase) ημο LTP ζηδ CA1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο θαίκεηαζ κα πναβιαημπμζείηαζ εηενμζοκαπηζηά ιε ηδκ ζοιιεημπή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ. Πνυζθαηεξ ιεθέηεξ ζημκ ζππυηαιπμ έδεζλακ υηζ, εηηυξ απυ ημ βθμοηαιζκενβζηυ ζφζηδια κεονμδζααίααζδξ βζα ηδ δζαδζηαζία ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ ηαζ ιάεδζδξ είκαζ απαναίηδηδ ηαζ δ ζοιιεημπή ηδξ κημπαιζκενβζηήξ κεφνςζδξ. Πεζνάιαηα in vivo ζε πμκηίηζα ιε έθθεζιια ηςκ D1 οπμδμπέςκ (D1R-/-) έδεζλακ υηζ μζ D1 οπμδμπείξ παίγμοκ έκα ζδιακηζηυ νυθμ ζηδκ απμηςδζημπμίδζδ ηδξ «πςνζηήξ» πθδνμθμνίαξ ζε ηαζκμφνζμ πενζαάθθμκ, βεβμκυξ πμο επδνεάγεζ ζδιακηζηά ηδ πςνζηή ιάεδζδ (Tran et al., 2008). Πανάθθδθεξ ιεθέηεξ ζε D1R-/- πμκηίηζα έδεζλακ υηζ ηα πμκηίηζα αοηά έπμοκ ιεζςιέκδ ζηακυηδηα κα πανάβμοκ LTP ζημκ ζππυηαιπμ in vitro ηαζ ζδιακηζηά ιεζςιέκδ ζηακυηδηα βζα πςνζηή ιάεδζδ in vivo ηαεχξ ηαζ ιεζςιέκδ ζηακυηδηα κα επάβμοκ ημοξ ιεηαβναθζημφξ πανάβμκηεξ zif268/egr1 ηαζ Arc πμο εεςνμφκηαζ δείηηεξ «απαναίηδημζ» βζα ηδκ εβηαηάζηαζδ ηδξ ικήιδξ (memory consolidation) (Granado et al, 2008). Δπζπθέμκ ηεθεοηαία ιεθέηδ ημο E. Kandel ηαζ ζοκενβαηχκ, ακέδεζλε ηδ ζδιαζία ηδξ «πνμζμπήξ» βζα ηδ ζηαεενμπμίδζδ ηδξ «πςνζηήξ ακαπανάζηαζδξ» ζημκ ζππυηαιπμ (Muzzio et al., 2009). Ζ δζαδζηαζία αοηή πναβιαημπμείηαζ απυ ηδκ κημπαιίκδ ιέζς ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηαζ πενζθαιαάκεζ αφλδζδ ημ ζοβπνμκζζιυ ηδξ κεονςκζηήξ δναζηδνζυηδηαξ ιε ηδκ παναβςβή β- νοειμφ (gamma oscillations). Ζ ζοβπνμκζζιέκδ αοηή κεονςκζηή δναζηδνζυηδηα ςξ ζοκέπεζα ηδξ «πνμζμπήξ» μδδβεί ζηδκ εκίζποζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ δζααίααζδξ, δ μπμία επζηεθεί ηδ ζηαεενμπμίδζδ ηςκ «πςνζηχκ ακαπαναζηάζεςκ» ζημκ ζππυηαιπμ (Muzzio et al., 2009). Δπίζδξ, κεονμημλζηέξ αθάαεξ ηςκ ιεζμζππμηαιπζηχκ κημπαιζκενβζηχκ κεονχκςκ, ιεηά ηδκ αιθμηενυπθεονδ έβποζδ 6-OHDA ζημκ ναπζαίμ ηαζ ημζθζαηυ ζππυηαιπμ ζημοξ επίιοεξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ δζαηαναπή ηδξ δζαηήνδζδξ ηδξ πςνζηήξ πθδνμθμνίαξ ηαηά ημ ηεζη ημο οδάηζκμο θααφνζκεμο Morris (Morris water maze) (Gasbarri et al., 1996). Δπζπθέμκ εκδείλεζξ πνμένπμκηαζ απυ ημ θανιαημθμβζηυ πεζνζζιυ ηςκ ζππμηαιπζηχκ κημπαιζκενβζηχκ κεονχκςκ, μζ μπμίεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ 48

49 ΕΙΑΓΩΓΗ εκδμσππμηαιπζηή έβποζδ αβςκζζηχκ ηςκ D1 ηαζ D2 οπμδμπέςκ αεθηζχκεζ ηδ πςνζηή εκενβυ ικήιδ ζημκ αηηζκςηυ θααφνζκεμ ηςκ μηηχ αναπζυκςκ (win-shift eight-arm radial maze) (Packard and White, 1991) ηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό. Ακ ηαζ δ κημπαιζκενβζηή κεφνςζδ ζημ κεμθθμζυ εηηείκεηαζ ζε θίβεξ ιυκμξ πενζμπέξ, μζ ιεθέηεξ πμο αθμνμφκ ζηδκ κημπαιίκδ ηαζ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα επζηεκηνχκμκηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ελαζηίαξ ημο ζδιακηζημφ ημο νυθμο ζηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ. Οζ κημπαιζκενβζηέξ απμθήλεζξ, μζ μπμίεξ εκημπίγμκηαζ ηονίςξ ζηζξ ααεζέξ ζημζαάδεξ (V ηαζ VI) ηςκ prelimbic πενζμπχκ ηαζ ηδξ πενζμπήξ ηδξ έθζηαξ ημο πνμζαβςβίμο ζπδιαηίγμοκ ζοκαπηζηέξ επαθέξ εζδζηά ιε ημοξ απχηενμοξ δεκδνίηεξ ηαζ δεκδνζηζηέξ άηακεεξ ηςκ ποναιζδζηχκ κεονχκςκ (Berger et al., 1991; Van Eden et al., 1987; Seguela et al., 1988; Verney et al., 1990) (Δζηυκα 20). Έπμοκ πενζβναθεί ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ζοκαπηζηέξ ηνζάδεξ (synaptic triads) πμο πενζθαιαάκμοκ ηδκ κημπαιζκενβζηή είζμδμ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, υπμο μζ δεκδνζηζηέξ άηακεεξ ηςκ ποναιζδζηχκ κεονχκςκ είκαζ ζηυπμζ ηυζμ ηςκ κημπαιζκενβζηχκ πνμζαβςβχκ ζκχκ, υζμ ηαζ βθμοηαιζκενβζηχκ δζεβενηζηχκ πνμαμθχκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ επίιοςκ, πζεήηςκ ηαζ ακενχπςκ (Goldman- Rakic et al., 1989; Verney et al., 1990; Smiley et al., 1992; Smiley and Goldman- Rakic, 1993) (Δζηυκα 20). ημκ επίιο, μζ D1 οπμδμπείξ κημπαιίκδξ εηθνάγμκηαζ ζε ορδθυηενμ ααειυ απ υηζ μζ D2 οπμδμπείξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (3 έςξ 5 θμνέξ) ηαζ είκαζ πενζζζυηενμ ζοβηεκηνςιέκμζ ζηζξ ααεζέξ ζημζαάδεξ, εκχ μζ D2 οπμδμπείξ εκημπίγμκηαζ ηονίςξ ζηζξ επζθακεζαηέξ ηαζ ααεζέξ ζημζαάδεξ (Gaspar et al., 1995; Lu et al., 1997). Πνυζθαηα, παναηδνήεδηακ ηαζ D5 οπμδμπείξ κημπαιίκδξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηονίςξ ζηζξ εκ ης αάεδ ζημζαάδεξ ηαζ θαίκεηαζ κα ζπεηίγμκηαζ ιε ημοξ ποναιζδζημφξ κεονχκεξ ηαζ ημοξ δεκδνίηεξ ημοξ (Bergson et al., 1995; Ariano et al., 1997; Khan et al., 2000). ε οπμηοηηανζηυ επίπεδμ, ηα επίπεδα ηςκ D1 ηαζ D5 οπμδμπέςκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ είκαζ πανυιμζα ιε αοηά ημο ζππμηάιπμο, ακ ηαζ δζαθμνεηζηά ζε έκηαζδ. Οζ D1 οπμδμπείξ εκημπίγμκηαζ άιεζα ζηζξ δεκδνζηζηέξ άηακεεξ, μζ μπμίεξ δέπμκηαζ δζεβενηζηέξ απμθήλεζξ απυ δζαθμνεηζηέξ εζζυδμοξ, εκχ μζ D5 οπμδμπείξ εηθνάγμκηαζ ζηζξ δεκδνζηζηέξ αζπιέξ (dendritic shafts) (Smiley et al., 1994; Bergson et al., 1995). Οζ D4 οπμδμπείξ κημπαιίκδξ εηθνάγμκηαζ επίζδξ ζε ορδθυ ααειυ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Σμ LTP ιπμνεί κα επαπεεί «in vivo» ζε ιζα άιεζδ ελςηενζηή είζμδμ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ιέζς ηεηακζημφ ενεεζζιμφ ημο ζππμηάιπμο ηαζ αοηυ ημ LTP είκαζ ελανηχιεκμ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ (Laroche et al., 1990; Jay et al., 1995). Ζ βεζηκίαζδ ηςκ ζππμηάιπζςκ βθμοηαιζκενβζηχκ ηαζ κημπαιζκενβζηχκ απμθήλεςκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ πμο έπμοκ ζηυπμ ημοξ ίδζμοξ δεκδνίηεξ ζηζξ εκ ης αάεδ ζημζαάδεξ ηδξ prelimbic πενζμπήξ (Carr and Sesack, 1996) οπμδεζηκφμοκ έκα κημπαιζκενβζηυ έθεβπμ ζηδκ ζππμηάιπζα (βθμοηαιζκενβζηή)- πνμιεηςπζαία ζοκαπηζηή ζζπφ (Δζηυκα 20). Πνυζθαηα έπεζ ιεθεηδεεί μ νυθμξ ηςκ D1 ηαζ D2 οπμδμπέςκ ζ αοηήκ ηδκ «in vivo» δζαδζηαζία (Gurden et al., 2000). Σμ LTP ζηζξ 49

50 ΕΙΑΓΩΓΗ ζοκάρεζξ ιεηαλφ ηςκ βθμοηαιζκενβζηχκ ζκχκ ημο ζππμηάιπμο-πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ είκαζ ζδιακηζηά ορδθυηενμ, υηακ βίκεηαζ ημπζηή έβποζδ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ, SKF81297, ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ πνζκ ηδκ εθανιμβή ημο ηεηακζημφ ενεεζζιμφ. Ζ αφλδζδ ημο πθάημοξ ημο LTP είκαζ ζδιακηζηά ιεβαθφηενμ ζε ζοβηεηνζιέκεξ δυζεζξ ημο αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζε ζφβηνζζδ ιε ημ control, οπμδεζηκφμκηαξ υηζ είκαζ απαναίηδημ έκα αέθηζζημ εφνμξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ βζα ηδκ επαβςβή ιζαξ παναηεηαιέκδξ εκίζποζδξ ημο LTP ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Ακηίεεηα, πνμζεήηδ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ, SCH23390, ζε δζαθμνεηζηέξ δυζεζξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα δμζμελανηχιεκδ δζαηαναπή ημο LTP ζηζξ ζοκάρεζξ ιεηαλφ ημο ζππμηάιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ. Ο εζδζηυξ ακηαβςκζζηήξ ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, sulpiride, δεκ θαίκεηαζ κα επδνεάγεζ ημ LTP ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Δπμιέκςξ, μζ παναπάκς ιεθέηεξ πμο δείπκμοκ ιζα ζαθή εκζζποηζηή επίδναζδ ηςκ D1 αβςκζζηχκ ζηδκ επαβςβή ημο LTP οπμδεζηκφμοκ υηζ μζ D1, αθθά υπζ μζ D2 οπμδμπείξ κημπαιίκδξ δζαδναιαηίγμοκ έκα ζδιακηζηυ νυθμ ζηδκ έηθναζδ ημο LTP ζηζξ ζοκάρεζξ ιεηαλφ ηςκ βθμοαιζκενβζηχκ ζκχκ ημο ζππμηάιπμοπνμιεηςπζαίμο θθμζμφ (Gurden et al., 2000). GLU Δηθόλα 20. Γηαγξακκαηηθή απεηθόληζε ηεο ζπλαπηηθήο νξγάλσζεο ζηνλ ππξακηδηθό λεπξώλα ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ. Γηαθξίλεηαη ε ληνπακηλεξγηθή (DA) θαη γινπηακηλεξγηθή (GLU) πξνβνιή ζηελ άθαλζα δελδξίηε ππξακηδηθνύ λεπξώλα ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ (Από Williams and Goldman-Rakic, 1995, ηξνπνπνηεκέλν). Όπςξ έπεζ ακαθενεεί, μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ απμηεθεί ιζα ζδιακηζηή ζοκεζνιζηή πενζμπή ζηδκ μπμία δζεκενβείηαζ δ εκενβυξ ικήιδ, δ πνμζμπή, δ θήρδ απμθάζεςκ (decision making), ηαεχξ ηαζ μ πνμβναιιαηζζιυξ δνάζδξ (Castner and Williams, 2007). οβηθίκμοζεξ εκδείλεζξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ κημπαιζκενβζηή κεφνςζδ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ δζαδναιαηίγεζ έκα ηφνζμ νυθμ ζηδκ εκενβυ ικήιδ, ιζα ιμνθή ικήιδξ πμο επζηνέπεζ ηδ δζαηήνδζδ ηαζ ηδ δζαπείνζζδ εκενβχκ ακαπαναζηάζεςκ πθδνμθμνζχκ, μζ μπμίεξ ηναημφκηαζ πνμζςνζκά ζημκ εβηέθαθμ 50

51 ΕΙΑΓΩΓΗ (Castner and Williams, 2007). Πνυζθαηεξ ενβαζίεξ έδεζλακ υηζ δ κημπαιίκδ νοειίγεζ ηδκ κεονςκζηή δναζηδνζυηδηα ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ επδνεάγμκηαξ ηδκ εκενβυ ικήιδ, ζδζαίηενα ηδ δζαδζηαζία ηδξ πνμζμπήξ ηαζ ηδκ αθθαβή ηδξ ζηναηδβζηήξ ηδξ απυηνζζδξ (Williams and Goldman Rakic, 1995; Huang et al., 2004; Lisman and Grace, 2005; Castner and Williams, 2007; Muzzio et al., 2009). Δκζζπφμκηαξ ηα παναπάκς, πνυζθαηεξ ιεθέηεξ ζημκ άκενςπμ ιε πνήζδ fmri ηαζ PET έδεζλακ υηζ δ «εκενβυξ ικήιδ», ιζα ηνίζζιδ θεζημονβία βζα ηδκ ακενχπζκδ βκςζηζηή δζαδζηαζία, νοειίγεηαζ απυ ηδ θεζημονβία ημο κημπαιζκενβζημφ ζοζηήιαημξ κεονμδζααίααζδξ. οβηεηνζιέκα δείπεδηε υηζ δ ελάζηδζδ ζηδκ εκενβυ ικήιδ, δ μπμία αεθηζχκεζ ηδκ απυδμζδ ηδξ, ζπεηίγεηαζ ιε ηδκ αθθαβή ζηδκ ποηκυηδηα ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (McNab et al., 2009). Απχθεζα ηδξ κημπαιίκδξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ιπμνεί κα μδδβήζεζ ζε ιζα ιεβάθδ απχθεζα ζηδκ απυδμζδ ηςκ πζεήηςκ ζε ηεζη εκενβμφ ικήιδξ (Brozoski et al., 1979), υπςξ π.π. πνμηαθεί δ αθάαδ ζηδκ ημζθζαηή ηαθοπηνζηή πενζμπή ζε επίιοεξ (Simon et al., 1980). Σα απμηεθέζιαηα αοηά εκζζπφμκηαζ ηαζ ιε δεδμιέκα απυ δθεηηνμθοζζμθμβζηά ηαζ θανιαημθμβζηά πεζνάιαηα. Έηζζ, μζ D1 οπμδμπείξ παναηηδνίζηδηακ ςξ μζ ηφνζμζ νοειζζηέξ ηδξ εκενβμφ ικήιδξ ζημοξ πζεήημοξ (Sawaguchi and Goldman-Rakic, 1991). Δπζπθέμκ, μζ Williams ηαζ Goldman-Rakic (1995), ηαεχξ ηαζ μζ Murphy ηαζ ζοκ. (1996) έδεζλακ υηζ ακ ηαζ δ κημπαιίκδ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδ δζαηήνδζδ ηςκ εκδμβεκχκ μπηζημπςνζηχκ ακαπαναζηάζεςκ (internal visuospatial representations), οπεναμθζηή απεθεοεένςζδ κημπαιίκδξ ή οπενεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ ιείςζδ ηδξ απυδμζδξ ηδξ εκενβμφ ικήιδξ. Δπμιέκςξ, ακεπανηή επίπεδα κημπαιίκδξ ή ακεπανηήξ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ, ηαεχξ επίζδξ ηαζ οπεναμθζηά επίπεδα κημπαιίκδξ ή οπένιεηνδ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ιεζχκεζ ηδ βκςζηζηή θεζημονβία ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ, εκχ θοζζμθμβζηά επίπεδα κημπαιίκδξ ή θοζζμθμβζηή εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα εοενβεηζηή επίδναζδ. Αοηή ακηζζηνεπημφ U ηφπμο ζοβηέκηνςζδξ-απυηνζζδξ ηαιπφθδ (inverted U dose-response curve) ςξ πνμξ ηδκ κημπαιίκδ ηαζ ημοξ D1 οπμδμπείξ οπμζηδνίγεηαζ ηαζ απυ δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ιεθέηεξ ζε ποναιζδζημφξ κεονχκεξ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ επίιοςκ υπμο δ κημπαιίκδ ή μζ D1 οπμδμπείξ δζαιμνθχκμοκ ηδκ μθμηθήνςζδ ηςκ δεκδνζηζηχκ-ζςιαηζηχκ ζδιάηςκ (Yang and Seamans, 1996). Δπζπθέμκ δθεηηνμθοζζμθμβζηά δεδμιέκα ζοιθςκμφκ ιε ηα παναπάκς απμηεθέζιαηα ηςκ δμζμελανηχιεκςκ επζδνάζεςκ ηδξ κημπαιίκδξ, οπμδδθχκμκηαξ υηζ ιζα οπενεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ δζαηανάζζεζ ηδκ εομδςηζηή επίδναζδ ηδξ κημπαιίκδξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ηςκ ζοκάρεςκ ιεηαλφ ζππυηαιπμο-πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ (Gurden et al., 2000), ηαεχξ ηαζ υηζ είκαζ απαναίηδηδ δ άεζηηδ ιεζμθθμζσηή κημπαιζκενβζηή είζμδμξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ βζα ηδ επαβςβή ημο LTP ζ αοηέξ ηζξ ζοκάρεζξ (Gurden et al., 1999). Δπίζδξ, δ βθμοηαιζκενβζηή ζππμηαιπζηή είζμδμξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ πμο απμηεθεί έκα ζδιακηζηυ νοειζζηζηυ ζηυπμ ηδξ κημπαιίκδξ θαίκεηαζ κα ειπθέηεηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ εκενβμφ ικήιδξ (Floresco et al., 1997) ηαζ δ νφειζζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ αοηχκ ηςκ ηοηθςιάηςκ είκαζ ηνίζζιδ ςξ πνμξ ηδκ απυδμζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζε ηεζη πςνζηήξ εκενβμφ ικήιδξ (spatial delayed test) (Seamans et al., 1998). 51

52 ΕΙΑΓΩΓΗ 5.3. Απειεπζέξσζε ληνπακίλεο θαη LTP Γεδμιέκμο υηζ δ εκδμβεκήξ κημπαιίκδ θαίκεηαζ κα ειπθέηεηαζ ζηδκ έηθναζδ ημο LTP ηαζ ημο LTD, δ απεθεοεένςζδ ηδξ κημπαιίκδξ έπεζ ιεηνδεεί ηαηά ηδκ δζάνηεζα δθεηηνμθοζζμθμβζηχκ πεζναιάηςκ ηαηά ηδκ επαβςβή ημο LTP. Μία ιεθέηδ ζε θέηεξ ζππμηάιπμο ζηδ CA1 πενζμπή πνδζζιμπμζχκηαξ [ 14 C]DA έδεζλε υηζ μ ηεηακζηυξ ενεεζζιυξ επάβεζ ηδ ζδιακηζηή εκίζποζδ ηδξ απεθεοεένςζδξ κημπαιίκδξ (Frey et al., 1990). Δπζπθέμκ, έπεζ ανεεεί υηζ ιζα πανμδζηή αφλδζδ ηδξ απεθεοεένςζδξ ηδξ εκδμβεκμφξ κημπαιίκδξ ιεηά ημκ ηεηακζηυ ενεεζζιυ ηςκ θθμζμνααδςηχκ ζκχκ ζπεηίγεηαζ ιε ηδκ επαβςβή LTD ζημ ναπζαίμ νααδςηυ (Calabresi et al., 1995; Partridge et al., 2002). Δπζπθέμκ, έπεζ ιεηνδεεί ηαζ ιζα ζδιακηζηή, ακ ηαζ πανμδζηή, αφλδζδ ηδξ απεθεοεένςζδξ ηδξ κημπαιίκδξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηαηά ημκ ηεηακζηυ ενεεζζιυ ημο ημζθζαημφ ζππμηάιπμο (Gurden et al., 2000). Μζα πζεακή ελήβδζδ αοηχκ ηςκ δεδμιέκςκ εα ιπμνμφζε κα είκαζ δ φπανλδ εηενμζοκαπηζηχκ NMDA οπμδμπέςκ ζηζξ κημπαιζκενβζηέξ πνμζοκαπηζηέξ απμθήλεζξ, μζ μπμίμζ εα ιπμνμφζακ κα εκενβμπμζδεμφκ ηυζμ ζημοξ ιεηαζοκαπηζημφξ ποναιζδζημφξ κεονχκεξ υζμ ηαζ ζηζξ ιεζμπνμιεηςπζαίεξ απμθήλεζξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Χξ απμηέθεζια, ηα ελςηοηηανζηά επίπεδα κημπαιίκδξ εα αολάκμκηαζ, ηαζ ιέζς ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ ιεηαζοκαπηζηχκ D1 οπμδμπέςκ εα ιπμνμφζε κα βίκεζ νφειζζδ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ιε ζοκέπεζα ηδκ πονμδυηδζδ ημο LTP. Αοηή δ οπυεεζδ πζεακχξ κα ζοιααίκεζ επίζδξ ηυζμ ζηδ CA1 πενζμπή ημο ζππμηάιπμο υζμ ηαζ ζημ νααδςηυ Αιιειεπίδξαζε ησλ πζηεκάησλ Νηνπακίλεο/ Γινπηακηληθνύ Ομένο: Η Μνξηαθή Βάζε ηεο D1/ NMDA Αιιειεπίδξαζεο Δκδείλεζξ ςξ πνμξ ηδκ ζδιαζία ηδξ αθθδθεπίδναζδξ ιεηαλφ ηδξ κημπαιζκενβζηήξ ηαζ βθμοηαιζκενβζηήξ κεονμδζααίααζδξ πνμένπμκηαζ απυ ιεθέηεξ ζε ηοηηανζηυ ηαζ ζοιπενζθμνζηυ επίπεδμ. Πηοπέξ ηδξ αθθδθεπίδναζδξ ιεηαλφ ηςκ D1 ηαζ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ζημ νααδςηυ ήνεακ ζηδκ επζθάκεζα απυ ημοξ Cepeda ηαζ ζοκ. (1993), μζ μπμίμζ έδεζλακ υηζ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ εκζζπφεζ ηα νεφιαηα ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ζε θέηεξ νααδςημφ επίιοςκ, εκχ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ D2 οπμδμπέςκ είπε, ακ υπζ ηαευθμο, ηδκ ακηίεεηδ επίδναζδ. Γεδμιέκμο υηζ οπάνπεζ ιεβάθδ δζπμβκςιία ςξ πνμξ ημκ ελεζδζηεοιέκμ θεζημονβζηυ νυθμ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ζημ νααδςηυ ζε ζπέζδ ιε ημοξ D5 οπμδμπείξ, είκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ επαβυιεκδ απυ ημοξ D1 οπμδμπείξ εκίζποζδ ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ δεκ παναηδνείηαζ ζε ιφεξ, ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο βζα ημοξ D1 οπμδμπείξ (D1 deficient mice) (Levine et al., 1996). Γεδμιέκμο υηζ δ μδυξ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ camp/ PKA είκαζ ηφνζα ζδιαημδμηζηή μδυξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζημ νααδςηυ, ιεθέηεξ έδεζλακ υηζ δ επαβυιεκδ απυ ηδκ PKA θςζθμνοθίςζδ ηδξ DARPP-32 (Dopamine Associated PhosphoProtein-32) έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκίζποζδ ηδξ θεζημονβίαξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ (Blank et al., 1997) ηαζ υηζ αοηή δ επίδναζδ πναβιαημπμζείηαζ απυ ηδκ 52

53 ΕΙΑΓΩΓΗ ακαζημθή ηδξ PP-1 (Protein Phosphatase-1), δ μπμία θοζζμθμβζηά απμθςζθμνοθζχκεζ ηδκ NR1 οπμιμκάδα ημο NMDA οπμδμπέα (Snyder et al., 1998). Οζ Flores-Hernandez ηαζ ζοκ. (2002) ακέδεζλακ ηδκ ζδιαζία ηδξ ζδιαημδμηζηήξ μδμφ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζηδκ εκίζποζδ ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ζε απμιμκςιέκμοξ κεονχκεξ ημο νααδςημφ, οπμδεζηκφμκηαξ υηζ δ εκίζποζδ αοηή ζημ νααδςηυ ελανηάηαζ απυ ηδκ PKA ηζκάζδ, ηδκ πνςηεΐκδ DARPP-32 ηαζ ηδ θςζθαηάζδ PP-1. Οζ Wang ηαζ O Donnell (2001) έδεζλακ υηζ μ ζοκδοαζιυξ ιζηνχκ, ιδ απμηεθεζιαηζηχκ, ζοβηεκηνχζεςκ NMDA ηαζ αβςκζζηχκ ηςκ D1 οπμδμπέςκ (SKF38393) έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκίζποζδ ηδξ ελανηχιεκδξ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ηοηηανζηήξ δζεβενζζιυηδηαξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ επίιοςκ. Ζ αθθδθεπίδναζδ ηςκ οπμδμπέςκ αοηχκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ θαίκεηαζ κα ααζίγεηαζ ζηδκ PKA ελανηχιεκδ ιεηαβςβή ζήιαημξ ηαζ ζε αζαέζηζμ-ελανηχιεκμοξ ιδπακζζιμφξ. Δπζπθέμκ ιεθέηεξ οπέδεζλακ υηζ δ πνμζεήηδ αβςκζζηχκ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ (SKF38393) ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ επίιοςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκίζποζδ ηςκ δζεβενηζηχκ ιεηαζοκαπηζηχκ δοκαιζηχκ ηςκ NMDA ηαζ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ηαζ υηζ δ εκίζποζδ αοηή θαίκεηαζ κα ααζίγεηαζ ζε ηαηαννάηηεξ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ πμο πενζθαιαάκμοκ ημ αζαέζηζμ Ca 2+, ηαεχξ ηαζ ηζξ PKA ηαζ CaMKII ηζκάζεξ (Gonzalez-Islas and Hablitz, 2003). Πζμ πνυζθαηα, μζ Tseng ηαζ Ο Donnell (2004) οπέδεζλακ ιζα ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ιε ημοξ αβςκζζηέξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κα πνμηαθμφκ ιζα ζδιακηζηή εκίζποζδ ηδξ ελανηχιεκδξ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ηοηηανζηήξ δζεβενζζιυηδηαξ, δ μπμία θαίκεηαζ κα ααζίγεηαζ υπζ ιυκμ ζηδκ PKA ηζκάζδ, αθθά ηαζ ζημ εκδμηοηηανζηυ αζαέζηζμ (Ca 2+ ). Σδκ ίδζα πενίμδμ μζ Chen ηαζ ζοκ (2004) έδεζλακ υηζ μ εζδζηυξ αβςκζζηήξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ SKF81297 εκζζπφεζ ηα νεφιαηα ηςκ NΜDA οπμδμπέςκ ζημοξ ποναιζδζημφξ κεονχκεξ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ επίιοςκ. Σμ θαζκυιεκμ αοηυ θαίκεηαζ κα ααζίγεηαζ ζημ ελςηοηηανζηυ αζαέζηζμ, υπςξ επίζδξ ηαζ ζηδκ μδυ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ PKC ηζκάζδξ, ηαεχξ ακαζημθή ηδξ PKC ηζκάζδξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ ζδιακηζηή ιείςζδ ηδξ εκίζποζδξ ηςκ νεοιάηςκ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ απυ ημοξ D1 οπμδμπείξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Chen et al., 2004). Όζμκ αθμνά ζημκ ζππυηαιπμ, εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ απυ ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ημοξ SKF81297 έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκίζποζδ ηςκ δζεβενηζηχκ ιεηαζοκαπηζηχκ νεοιάηςκ (EPSCs) ηυζμ ηςκ NMDA, υζμ ηαζ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, εκχ δ εκίζποζδ αοηή ακαζηέθθεηαζ απυ ηδκ πνμζεήηδ ακηαβςκζζηχκ ηςκ D1 οπμδμπέςκ (SCH23390) (Yang, 2000). Ζ εκίζποζδ αοηή ηςκ νεοιάηςκ NMDA ηαζ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ απυ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ θαίκεηαζ κα απαζηεί ηδκ αφλδζδ ηδξ εκδμηοηηανζηήξ ζοβηέκηνςζδξ ημο αζαεζηίμο (Yang, 2000). Δπζπθέμκ, πνυζθαηδ ιεθέηδ οπμδεζηκφεζ υηζ ιφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο βζα ημοξ D1 οπμδμπείξ (D1 knock out) ειθακίγμοκ ιεζςιέκδ εκίζποζδ ηςκ επαβυιεκςκ απυ ημοξ D1 οπμδμπείξ νεοιάηςκ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ (Granado et al., 2008). Απυ ηα παναπάκς πνμηφπηεζ υηζ οπάνπμοκ ημοθάπζζημκ δφμ ηνίζζιμζ ηαηαννάηηεξ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ πμο ειπθέημκηαζ ζηδκ D1/ NMDA αθθδθεπίδναζδ. 53

54 ΕΙΑΓΩΓΗ Ο πνχημξ πενζθαιαάκεζ ημ ιμκμπάηζ ηδξ PKA ηζκάζδξ, ηδξ πνςηεΐκδξ DARPP-32 ηαζ ηδξ θςζθαηάζδξ PP-1 ηαζ μ δεφηενμξ πμο ααζίγεηαζ ζηδκ αφλδζδ ηςκ εκδμηοηηανζηχκ επζπέδςκ αζαεζηίμο ηαζ πενζθαιαάκεζ αθθδθεπίδναζδ ηςκ ιμκμπαηζχκ ηςκ PKA ηαζ PKC ηζκαζχκ. Χζηυζμ, άιεζδ ζφγεολδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ, ιέζς πνςηεσκζηήξ αθθδθεπίδναζδξ (protein-protein interaction), πζεακχξ κα παίγεζ ελίζμο ζδιακηζηυ νυθμ ζηδ ζοκένβεζα αοηή (Cepeda and Levine, 2006). Έκαξ ηέημζμξ ιδπακζζιυξ πενζθαιαάκεζ ημ trafficking ηςκ οπμδμπέςκ ζηδκ πθαζιαηζηή ιειανάκδ. Όπςξ έδεζλακ μζ Scott et al. (2002), δ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ αολάκεζ ηδκ ζηναημθυβδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζηδκ πθαζιαηζηή ιειανάκδ ηςκ δεκδνζηζηχκ αηάκεςκ ζε ηαθθζένβεζεξ κεονχκςκ ημο νααδςημφ ηαζ αοηή δ ιεηαηίκδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ ιπμνεί κα ακαζηαθεί απυ ακηαβςκζζηέξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ή απυ ηδκ απμιάηνοκζδ ημο αζαεζηίμο. οκέπεζα αοημφ ημο ιδπακζζιμφ, δ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα ιεβάθδ αφλδζδ ηδξ ποηκυηδηαξ ηςκ αηακεχκ πμο πενζέπμοκ ημοξ D1 οπμδμπείξ ηαζ δ ιεηαηυπζζδ αοηή έπεζ δεζπεεί κα ζοκεπάβεηαζ αφλδζδ ηδξ εκενβυηδηαξ ηδξ αδεκοθζηήξ ηοηθάζδξ ζε απμιμκςιέκεξ ιειανάκεξ. ε πεναζηένς ιεθέηεξ, μζ Scott et al. (2006) οπέδεζλακ ιζα επαβυιεκδ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ, ιδ ελανηχιεκδ απυ ημ αζαέζηζμ, αφλδζδ ηςκ αηακεχκ πμο πενζέπμοκ ημοξ D1 οπμδμπείξ ζημ νααδςηυ. Μένμξ ημο ιδπακζζιμφ αοημφ πζεακχξ μθείθεηαζ ζημκ ζπδιαηζζιυ D1/ NMDA ζοιπθυηςκ εηενμτπμδμπέςκ, πμο παβζδεφμοκ απμηεθεζιαηζηά οπμζφκμθα ηςκ D1 οπμδμπέςκ πμο δζαπέμκηαζ ζηδκ πθαζιαηζηή ιειανάκδ. Έηζζ, άιεζδ αφλδζδ ηδξ βθμοηαιζκενβζηήξ κεονμδζααίααζδξ ιπμνεί κα επάβεζ ιζα αολδιέκδ θεζημονβία ηςκ D1 οπμδμπέςκ ζημ επίπεδμ ηςκ δεκδνζηζηχκ αηακεχκ, εκχ οπμθεζημονβία ηδξ βθμοηαιζκενβζηήξ κεονμδζααίααζδξ ή έθθεζρδ εκενβμπμίδζδξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ιπμνεί κα έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ απχθεζα αοηήξ ηδξ θεζημονβίαξ. Δπμιέκςξ, μζ αοηυ-οπμζηδνζγυιεκμζ νυθμζ ή δ ζοκένβεζα ιεηαλφ ηςκ D1 ηαζ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ δζαιμνθχκμοκ έκα ζδιακηζηυ οπυααενμ ηςκ ιδπακζζιχκ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ. Ζ ζοκένβεζα αοηή έπεζ επζπθέμκ δεζπεεί ηαζ ζε επζπθέμκ δθεηηνμθοζζμθμβζηά «in vitro» πεζνάιαηα ζε θέηεξ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ επίιοςκ ή πνςηεουκηςκ. Γζα πανάδεζβια, μζ Seamans ηαζ ζοκ. (2001) έδεζλακ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκίζποζδ ηςκ δζεβενηζηχκ ιεηαζοκαπηζηχκ νεοιάηςκ (EPSCs) ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ηδξ ζημζαάδαξ V ηςκ ποναιζδζηχκ κεονχκςκ ιέζς ιεηαζοκαπηζηχκ ιδπακζζιχκ. Αοηή δ εκίζποζδ ιπμνεί κα ζοιαάθθεζ ζηδκ έθθεζρδ ηδξ φθεζδξ ζημ δζεβενηζηυ ιεηαζοκαπηζηυ δοκαιζηυ (EPSΡ), ελαζηίαξ ηδξ αολδιέκδξ εηπυθςζδξ, ιέζς ηςκ NMDA οπμδμπέςκ. Με αάζδ ηδ εεςνία υηζ μζ δζαιεζμθααμφιεκεξ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ηαηαζηάζεζξ εηπυθςζδξ ακάιεζα ζε έκα ζοκημκζζιέκμ ζφκμθμ κεονχκςκ επζηνέπεζ ηδκ ζοκμπή ηδξ ηοηηανζηήξ πονμδυηδζδξ πμο μδδβείηαζ απυ ηδ recurrent excitation (Lisman et al., 1998; Durstenwitz et al., 2000), είκαζ εφθμβδ δ οπυεεζδ υηζ δ εκίζποζδ ηςκ ζοκαπηζηχκ εζζυδςκ απυ ηζξ ζοκενβζζηζηέξ αθθδθεπζδνάζεζξ ηςκ D1 ηαζ NMDΑ οπμδμπέςκ πζεακυκ κα παίγεζ έκα νυθμ ηθεζδί ζηδκ παναβςβή παναηεηαιέκδξ δναζηδνζυηδηαξ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Castner and Williams, 2007). 54

55 ΕΙΑΓΩΓΗ 6. ΣΟ ΖΜΑΓΟΣΗΚΟ ΜΟΝΟΠΑΣΗ ΣΧΝ ΝΔΤΡΧΝΗΚΧΝ MAPK ΚΗΝΑΧΝ (ERK1/2) ΚΑΗ Ζ ΤΜΒΟΛΖ ΣΟΤ ΣΖ ΤΝΑΠΣΗΚΖ ΠΛΑΣΗΚΟΣΖΣΑ Γζάθμνα ζδιαημδμηζηά ιμκμπάηζα ηςκ MAPK ηζκαζχκ έπμοκ παναηηδνζζηεί ζηα ηφηηανα ηςκ εδθαζηζηχκ (Pearson et al., 2001), εη ηςκ μπμίςκ ηαθφηενα ιεθεηδιέκμ είκαζ αοηυ πμο πενζθαιαάκεζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ ERK1 ηαζ ERK2 ηζκαζχκ ςξ απυηνζζδ ζηδ δνάζδ ηνμθζηχκ παναβυκηςκ, αθθά ηαζ άθθςκ ενεεζζιάηςκ. Ζ νφειζζδ ημο ηαηαννάηηδ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK (Extracelluler signal-regulated Kinase) είκαζ πμθφπθμηδ (Grewal et al., 1999; Sweatt, 2001; Thomas and Huganir, 2004). Ο ζδιαημδμηζηυξ ηαηαννάηηδξ ηδξ ERK ηζκάζδξ, υπςξ ηαζ άθθςκ ιμκμπαηζχκ ηςκ MAPK ηζκαζχκ, δζαηνίκεηαζ απυ έκα παναηηδνζζηζηυ πονήκα ηνζχκ ηζκαζχκ. Ζ πνχηδ ηζκάζδ ηαθείηαζ MAPKKK (MAP Kinase Kinase Kinase), πμο ζηδκ πενίπηςζδ ημο ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK ηζκάζδξ ηαθμφκηαζ Raf-1 ηαζ B-Raf, μζ μπμίεξ εκενβμπμζμφκ ηδ δεφηενδ ηζκάζδ, πμο ηαθείηαζ MAPKK (MAP Kinase Kinase), πμο ζηδκ πενίπηςζδ ημο ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK ηζκάζδξ θέβεηαζ ΜΔΚ, ιέζς θςζθμνοθίςζδξ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ/ ενεμκίκδξ. Οζ MEKs είκαζ δζπθήξ εζδζηυηδηαξ ηζκάζεξ πμο ιε ηδ ζεζνά ημοξ εκενβμπμζμφκ ηζξ ΔRK1 (βκςζηή ηαζ ςξ p44 MAPK) ηαζ ERK2 (βκςζηή ηαζ ςξ p42 MAPK) ηζκάζεξ, ιέζς θςζθμνοθίςζδξ ηυζμ ζε ηαηάθμζπα ενεμκίκδξ, υζμ ηαζ ηονμζίκδξ (Sweatt, 2001; Thomas and Huganir, 2004). Οζ ERK1/2 ηζκάζεξ είκαζ έκγοια πμο θςζθμνοθζχκμοκ ζε ηαηάθμζπα ζενίκδξ/ ενεμκίκδξ, ηςκ μπμίςκ ζηυπμζ απμηεθμφκ ιεηαβναθζημί πανάβμκηεξ, πνςηεΐκεξ ημο ηοηηανμζηεθεημφ, νοειζζηζηά έκγοια ηαζ ηονίςξ άθθεξ ηζκάζεξ. Αοηέξ μζ ηαεμδζηέξ (downstream) ηζκάζεξ πενζθαιαάκμκηαζ μζ RSK (Ribosomal protein S6 Kinases, ιζα μιάδα ηζκαζχκ ιε ηοηηανμπθαζιαηζημφξ ηαζ πονδκζημφξ ζηυπμοξ) ηαζ μζ MSK (RSK-related Mitogen- and Stress-activated Kinases) ηζκάζεξ (Alcorta et al., 1989; Sweatt, 2001; Thomas and Huganir, 2004) (Δζηυκα 21). Τπάνπμοκ εκδείλεζξ υηζ μζ MSK ηζκάζεξ επζηεθμφκ ζδιακηζηά ελανηχιεκα απυ ηζξ MAPK ηζκάζεξ ιεηαβναθζηά βεβμκυηα (Deak et al., 1996; Arthur et al., 2000; Wiggin et al., 2002). Όπςξ ακαθένεδηε παναπάκς, δ ERK1/2 ηζκάζδ εκενβμπμζείηαζ ςξ απυηνζζδ ζηδ δνάζδ ηνμθζηχκ παναβυκηςκ ηαζ ηανηζκζηχκ επαβςβχκ (Hoshi et al., 1988; Ahn and Krebs, 1990; Miyasaka et al., 1990), ηαεχξ ηαζ παναβυκηςκ εθέβπμο ημο ηοηηανζημφ ηφηθμο (Gotoh et al., 1991; Posada and Cooper, 1992). Σμ ιμκμπάηζ ηδξ Raf-1 πνςηεΐκδξ εκενβμπμζείηαζ απυ ηδκ Ras, δ μπμία εκενβμπμζείηαζ απυ οπμδμπείξ ιε εκενβυηδηα ηζκάζδξ ηονμζίκδξ, ζοκδεηζηέξ πνςηεΐκεξ (π.π. Grb2) ηαζ GEFs (Guanylnucleotide Exchange Factors, π.π. Sos) ζε κεονχκεξ ςξ απυηνζζδ ζηζξ κεονμηνμθίκεξ (Margolis et al., 1994; Downward, 1996). Ζ PKC ηζκάζδ εκενβμπμζεί επίζδξ ημ ιμκμπάηζ αοηυ, αθθδθεπζδνχκηαξ είηε ιε ηδκ Ras, είηε ιε ηδ Raf-1 (Sweatt, 2001). Δκενβμπμίδζδ ηδξ Raf-1 έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ MEK ηζκάζδξ ηαζ ηαη επέηηαζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Σμ ιμκμπάηζ Ras/ Raf-1 ακαζηέθθεηαζ απυ ηδκ PKA ηζκάζδ, βεβμκυξ πμο ειπμδίγεζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ Raf-1, ιεζχκμκηαξ ηδ θεζημονβία ηδξ. Χζηυζμ, δ PKA ηζκάζδ εκενβμπμζεί ηδκ 55

56 ΕΙΑΓΩΓΗ ERK1/2 ηζκάζδ, ιέζς εκυξ μιμθυβμο ηδξ Ras, ηδκ Rap-1 ηαεχξ ηαζ ηδξ B-Raf (Vossler et al., 1997) (Δζηυκα 21). ηα πνυκζα ιεηά ημκ παναηηδνζζιυ ημο ιμκμπαηζμφ ηςκ ERK ηζκαζχκ, παναηδνήεδηε υηζ μ ηαηαννάηηδξ αοηυξ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ παίγεζ ζδιακηζηυ νυθμ ζηζξ απμηνίζεζξ πμθθχκ ηοηηανζηχκ ηφπςκ ζημοξ ηνμθζημφξ πανάβμκηεξ, ηαεχξ ηαζ ζε άθθμοξ ιζημβυκμοξ πανάβμκηεξ, εθέβπμκηαξ ηυζμ ημκ πμθθαπθαζζαζιυ, υζμ ηαζ ηδκ δζαθμνμπμίδζδ (Pearson et al., 2001). Χζηυζμ, ζδιακηζηή ήηακ δ παναηήνδζδ υηζ μζ ERK ηζκάζεξ, μζ ακμδζημί ημοξ (upstream) νοειζζηέξ, ηαεχξ ηαζ μζ ηαεμδζημί (downstream) ζηυπμζ ημοξ εηθνάγμκηαζ ζε ορδθυ ααειυ ζημοξ χνζιμοξ, δζαθμνμπμζδιέκμοξ κεονχκεξ (Boulton et al., 1991). Γεδμιέκμο υηζ ηα ηφηηανα αοηά είκαζ ήδδ δζαθμνμπμζδιέκα ηαζ δεκ πμθθαπθαζζάγμκηαζ, εφθμβμ ήηακ κα δδιζμονβδεεί ημ ενχηδια ςξ πνμξ ημκ νυθμ ηςκ ERK ηζκαζχκ ζημοξ κεονχκεξ. Μζα πνχηδ πνμζέββζζδ ημο ενςηήιαημξ αοημφ δυεδηε υηακ ακαηαθφθεδηε υηζ μζ ERK ηζκάζεξ εκενβμπμζμφκηαζ ζημοξ κεονχκεξ ςξ απυηνζζδ ζηδκ δζεβενηζηή βθμοηαιζκενβζηή κεονμδζααίααζδ, δ μπμία ειπθέηεηαζ ζημκ έθεβπμ πμθθχκ ιμνθχκ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, πμο πζζηεφεηαζ υηζ απμηεθεί ημ οπυααενμ βζα ηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ, υπςξ δ ικήιδ ηαζ δ ιάεδζδ (Fiore et al., 1993; Kurino et al., 1995; Xia et al., 1996). Elk-1 Δηθόλα 21. Δλεξγνπνίεζε ηνπ θαηαξξάθηε κεηαγσγήο ζήκαηνο ηεο ERK1/2 από δηάθνξα ζήκαηα ηεο επηθάλεηαο (Από Sweatt, 2001). 56

57 ΕΙΑΓΩΓΗ 6.1. Η ζπκκεηνρή ηεο ERK1/2 θηλάζεο ζην LTP Όπςξ έπεζ ήδδ ακαθενεεί, ημ LTP παναηηδνίγεηαζ ςξ ιζα ζζπονή ηαζ ιαηνμπνυκζα ιμνθή ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, πμο απμηεθεί ημ οπυααενμ βζα ημοξ ηοηηανζημφξ ιδπακζζιμφξ πμο ζοιαάθθμοκ ζηδκ ικήιδ ηαζ ζηδ ιάεδζδ. Πνυζθαηεξ ιεθέηεξ ακαδεζηκφμοκ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ ςξ έκα ζδιαημδμηζηυ ιυνζμ πμο παίγεζ ζδιακηζηυ νυθμ ζηδκ επαβςβή ημο LTP. «Ηn vitro» ηαζ «in vivo» ιεθέηεξ εζηζάγμοκ ζημ ελανηχιεκμ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ LTP ζηδ CA1 πενζμπή ημο ζππυηαιπμο, (English and Sweatt, 1996, 1997; Atkins et al., 1988; Impey et al., 1998; Winder et al., 1999; Wu et al., 1999; McGahon et al., 1999; Davis et al., 2000; Rosenblum et al., 2000). Δπζπθέμκ, πεναζηένς δεδμιέκα οπμδεζηκφμοκ ηδκ ακαβηαζυηδηα ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ βζα ηδκ επαβςβή ημο LTP ζηδκ μδμκηςηή έθζηα «in vitro» (Coogan et al., 1999). Σμ ελανηχιεκμ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ LTP ζηδ CA1 πενζμπή ημο ζππυηαιπμο βεκζηά δζαηνίκεηαζ ζε ηονίςξ θάζεζξ: ημ πνχζιμ LTP (Early LTP, E- LTP), ημ μπμίμ δζανηεί πενίπμο θεπηά ηαζ ημ φζηενμ LTP (Late LTP, L-LTP), ημ μπμίμ δζανηεί πενζζζυηενμ ηαζ ακαζηέθθεηαζ απυ ηδ πνήζδ ακαζημθέςκ ηδξ ζφκεεζδξ πνςηεσκχκ, βεβμκυξ πμο οπμδδθχκεζ υηζ ελανηάηαζ απυ αθθαβέξ ζηδ βμκζδζαηή έηθναζδ βζα ηδκ επαβςβή ημο. Γεδμιέκμο ημο ζδιακηζημφ νυθμο ηδξ ERK1/2 ζηδ νφειζζδ ηδξ βμκζδζαηήξ έηθναζδξ, είκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ φζηενδ θάζδ ημο LTP (L-LTP). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμζηδνίγεηαζ απυ ιεθέηεξ ιε ηδκ πνήζδ εζδζηχκ ακαζημθέςκ ηδξ ΜΔΚ ηζκάζδξ, υπςξ ημ PD98059 ηαζ ημ SL327, ζε θέηεξ ζππυηαιπμο «in vitro», υπμο ακαζηέθθεηαζ ηονίςξ δ φζηενδ θάζδ ημο LTP (L-LTP) (English and Sweatt, 1996, 1997; Atkins et al., 1998; Impey et al., 1998; Wu et al., 1999). Πανυθ αοηά, δ επίδναζδ ηςκ ακαζημθέςκ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ δεκ πενζμνίγεηαζ ιυκμ ζημ L-LTP, αθθά θαίκεηαζ κα ιεζχκεζ επίζδξ ηαζ ημ E-LTP (Selcher et al., 2003). Σα παναπάκς απμηεθέζιαηα έπμοκ επζαεααζςεεί ηαζ επεηηαεεί ηαζ απυ άθθεξ ιεθέηεξ (Bolshakov et al., 2000; Ohno et al., 2001; Patterson et al., 2001; Zhu et al., 2002; Selcher et al., 2003) Η ζπκκεηνρή ηεο ERK1/2 θηλάζεο ζηελ κλήκε θαη ζηελ κάζεζε Όπςξ έπεζ ακαθενεεί, ημ LTP εεςνείηαζ βεκζηά υηζ απμηεθεί ημκ ηοηηανζηυ ιδπακζζιυ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ, αθθά δ αηνζαήξ ημο ζπέζδ ιε αοηέξ ηζξ δζαδζηαζίεξ δεκ είκαζ αηυια πθήνςξ δζεοηνζκζζιέκδ. Τπάνπμοκ πμθθέξ ιμνθέξ ημο LTP ηαζ ακ ηαζ πμθθέξ απυ αοηέξ είκαζ ελανηχιεκεξ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ, οπάνπμοκ ηαζ άθθεξ πμο δεκ είκαζ (Opazo et al., 2003). Δπμιέκςξ, εα ήηακ εκδζαθένμκ κα εηηζιδεεί ημ ακ ηαζ ηαηά πυζμ μζ ακαζημθείξ ημο ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, μζ μπμίμζ ακαζηέθθμοκ ημ LTP, επδνεάγμοκ ηδ ικήιδ ηαζ ηδ ιάεδζδ. Σέημζμο είδμοξ πεζνάιαηα έπμοκ πναβιαημπμζδεεί ηαζ οπμδεζηκφμοκ ιζα ζαθή ζοιιεημπή ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ (Sweatt, 2001). 57

58 ΕΙΑΓΩΓΗ Οζ ιμνθέξ ηδξ ικήιδξ ζηζξ μπμίεξ έπεζ πενζβναθεεί δ ζοιιεημπή ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ πενζθαιαάκμοκ ηδκ πςνζηή ιάεδζδ ηαζ ηδκ ηαηάζηαζδ θυαμο (fear conditioning). Σα πζμ ημζκά πεζνάιαηα πςνζηήξ ιάεδζδξ ελεηάγμοκ ηδκ ζηακυηδηα εκυξ γχμο κα ιάεεζ ηαζ κα εοιάηαζ ηδ εέζδ ιζαξ ηνοθήξ πθαηθυνιαξ ζε έκα οδάηζκμ θααφνζκεμ (Morris water maze). Ζ εηπαίδεοζδ ζημκ θααφνζκεμ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημκ ζππυηαιπμ (Blum et al., 1999). Δκδμσππμηαιπζηή έβποζδ ημο ακαζημθέα ηδξ ΜΔΚ ηζκάζδξ, PD98059, ή ζοζηδιαηζηή πμνήβδζδ εκυξ πζμ δναζηζημφ ακαζημθέα ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ημο SL327 έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ιείςζδ ηδξ ζηακυηδηαξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ κα εοιδεμφκ ηδ εέζδ ηδξ ηνοθήξ πθαηθυνιαξ (Blum et al., 1999; Selcher et al., 1999). ηζξ ιεθέηεξ αοηέξ μζ ακαζημθείξ ηδξ ΜΔΚ ηζκάζδξ βεκζηά ιεζχκμοκ ηδκ δζαηήνδζδ ηδξ ικήιδξ, αθθά έπμοκ ιζηνυηενδ επίπηςζδ ζηδκ απυηηδζδ ηδξ ικήιδξ. ε άθθδ ιεθέηδ οπμδεζηκφεηαζ υηζ έβποζδ ημο PD98059 ζημκ εκδμνζκζηυ θθμζυ (πενζμπή ημο εβηεθάθμο πμο πνμαάθθεζ ζημκ ζππυηαιπμ) επίζδξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ δζαηαναπή ηδξ απυδμζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηεζη ημο θααφνζκεμο (Hebert and Dash, 2002). Μζα άθθδ ιμνθή ικήιδξ απμηεθεί δ ηαηάζηαζδ θυαμο (fear conditioning), δ μπμία πενζθαιαάκεζ ηδκ ημπμεέηδζδ εκυξ πεζναιαηυγςμο ζε έκα ζοβηεηνζιέκμ πενζαάθθμκ, ηδκ εθανιμβή εκυξ αημοζηζημφ, ζοκήεςξ, ενεείζιαημξ, ημ μπμίμ ζηδ ζοκέπεζα αημθμοεείηαζ απυ ηδ πμνήβδζδ δθεηηνζημφ νεφιαημξ ζημ πυδζ (foot-shock). ηδ ζοκέπεζα, εηηζιάηαζ μ ααειυξ ζημκ μπμίμ ηα πεζναιαηυγςα εηδδθχκμοκ ακηζδνάζεζξ θυαμο (π.π. αηζκδημπμίδζδ- freezing) υηακ επακεηηεεμφκ, είηε ζημ ίδζμ πενζαάθθμκ, είηε ζημ ανπζηυ ενέεζζια. Όπςξ ηαζ ζηδκ πενίπηςζδ ημο θααφνζκεμο Morris, δ εηπαίδεοζδ οπυ αοηέξ ηζξ πεζναιαηζηέξ ζοκεήηεξ μδδβεί ζηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Atkins et al., 1998; Schafe et al., 2000). Όηακ επακεηηείεεκηαζ, είηε ζημ ίδζμ πενζαάθθμκ, είηε ζημ ίδζμ ανπζηυ ενέεζζια, ηα πεζναιαηυγςα, ζηα μπμία είπακ πμνδβδεεί ακαζημθείξ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ είπακ ιεζςιέκα επίπεδα εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ πανμοζίαγακ πμθφ ιζηνυηενδ ζοπκυηδηα ζοιπενζθμνάξ αηζκδημπμζήζεςκ (freezing), οπμδεζηκφμκηαξ εθθείιιαηα ιάεδζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ζοζπεηζζιυ ημο αημοζηζημφ ενεείζιαημξ ή ημο πενζαάθθμκημξ ιε ημ δεφηενμ δθεηηνζηυ ενέεζζια (Atkins et al., 1998; Schafe et al., 2000) Η ζπκκεηνρή ηεο ERK1/2 θηλάζεο ζηε ζπλαπηηθή λεπξνδηαβίβαζε Απυ ηα παναπάκς έβζκε ζαθήξ μ νυθμξ ηδξ ER1/2 ηζκάζδξ ζηζξ δζάθμνεξ ιμνθέξ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, ηαεχξ ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ. Χζηυζμ, αοηέξ μζ ιεθέηεξ δεκ πνμζεββίγμοκ ημκ νυθμ ηδξ ERK1/2 ζημ ηοηηανζηυ επίπεδμ. Πνυζθαηα έπμοκ ακαθενεεί δφμ ελανηχιεκεξ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ ηοηηανζηέξ δζαδζηαζίεξ πμο ειπθέημκηαζ ζε αθθαβέξ ζηδ ζοκαπηζηή κεονμδζααίααζδ. Σμ LTP ζημκ ζππυηαιπμ παναηηδνίγεηαζ ςξ ημ ηοηηανζηυ ιμκηέθμ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ, ςζηυζμ δεκ έπμοκ αηυια δζαθεοηακεεί πθήνςξ μζ ηοηηανζημί ιδπακζζιμί πμο ημ οπμζηδνίγμοκ. Ανηεηέξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ 58

59 ΕΙΑΓΩΓΗ αφλδζδ ημο ανζειμφ ηαζ/ ή ηδξ εκενβυηδηαξ ηςκ ιεηαζοκαπηζηχκ AMPA οπμδμπέςκ απμηεθεί έκα ηαεμνζζηζηυ πανάβμκηα βζα ημ LTP (Hayashi et al., 2000; Lu et al., 2001; Shi et al., 2001) (Δζηυκα 22). Έκα δεφηενμ πεδίμ ιεθέηδξ απμηεθεί δ ακαδυιδζδ (remodeling) ηςκ δεκδνζηζηχκ αηακεχκ ηαζ ηςκ θζθμπμδίςκ (Δζηυκα 22). Αοηή δ ακαδυιδζδ, πμο ζοπκά ηαθείηαζ ηαζ ςξ δμιζηή πθαζηζηυηδηα (structural plasticity) επάβεηαζ επίζδξ απυ ημ LTP (Engert and Bonhoeffer, 1999; Toni et al., 1999). Οζ ηοηηανμζηεθεηζηέξ αθθαβέξ ηαζ δ εκζςιάηςζδ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ζηδκ επζθάκεζα ημο ηοηηάνμο πζεακχξ ζοκδέμκηαζ. Ο ζπδιαηζζιυξ κέςκ δεκδνζηζηχκ αηακεχκ, ηαεχξ ηαζ δ αφλδζδ ημο ιεβέεμοξ ημοξ, πζεακχξ κα ζοκμδεφμκηαζ απυ εκζςιάηςζδ ιεβαθφηενμο ανζειμφ οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζηδ ιεηαζοκαπηζηή ιειανάκδ, έπμκηαξ ςξ απμηέθεζια αολδιέκδ ζοκαπηζηή κεονμδζααίααζδ (Sweatt, 2001; Thomas and Huganir, 2004) Ζ ERK1/2 θηλάζε ειέγρεη άκεζα ηελ λεπξνδηαβίβαζε ηωλ AMPA ππνδνρέωλ Μεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ ιζα ζαθή ζπέζδ ιεηαλφ ηδξ εκενβυηδηαξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ κεονμδζααίααζδξ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ (Zhu et al., 2002). Πζμ ζοβηεηνζιέκα, δ έηθναζδ ιζαξ ζοκεπμφξ εκενβμφξ ιμνθήξ ηδξ Ras πνςηεΐκδξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα ημκζηή αφλδζδ ηςκ απμηνίζεςκ ηςκ ζοκαπηζηχκ AMPA οπμδμπέςκ. Δίκαζ ζδιακηζηυ ημ βεβμκυξ υηζ αοηή δ επίδναζδ ακαζηέθθεηαζ απυ ημ PD98059 (ακαζημθέαξ ηδξ MEK ηζκάζδξ), οπμδεζηκφμκηαξ υηζ έκαξ ηνίζζιμξ νυθμξ ηδξ θεζημονβίαξ ηδξ Ras είκαζ δ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 (Zhu et al., 2002). Δπζπθέμκ, δ επαβυιεκδ αφλδζδ απυ ιζα ζοκεπχξ εκενβή ιμνθή ηδξ CaMKII ηζκάζδξ ηδξ κεονμδζααίααζδξ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ακαζηέθθεηαζ απυ ημ PD98059, οπμδδθχκμκηαξ υηζ δ ERK1/2 ηζκάζδ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδ δνάζδ ηδξ CaMKII ζηδκ εκζςιάηςζδ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ζηδκ επζθάκεζα. Σμ βεβμκυξ αοηυ είκαζ ζδιακηζηυ δεδμιέκμο ημο υηζ πμθθέξ ιεθέηεξ έπμοκ δείλεζ ημκ ηνίζζιμ νυθμ ηδξ CaMKΗΗ ηζκάζδξ ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ηαζ ζηδ ιάεδζδ (Rongo, 2002; Lisman et al., 2002), αθθά πςνίξ κα έπμοκ δζεοηνζκζζηεί πθήνςξ μζ ιμνζαημί ζηυπμζ αοηήξ ηδξ ηζκάζδξ. Δπμιέκςξ, θαίκεηαζ υηζ ημοθάπζζημκ έκαξ ηνίζζιμξ νυθμξ ηδξ CaMKII ηζκάζδξ ζημ LTP είκαζ κα πονμδμηεί ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, πζεακχξ δνχκηαξ ςξ νοειζζηήξ ηδξ Ras πνςηεΐκδξ, υπςξ δ ζοκαπηζηή Ras-GAP πνςηεΐκδ (Thomas and Huganir, 2004). Δπμιέκςξ, ηα παναπάκς δεδμιέκα ζοκμρίγμκηαζ ζημ υηζ: α) δ εκενβυηδηα ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ επδνεάγεζ ιαηνμπνυκζεξ αθθαβέξ ζηζξ απμηνίζεζξ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ, μζ μπμίεξ επάβμκηαζ ιεηά απυ οπενέηθναζδ ηδξ Ras πνςηεΐκδξ ή ηδξ CaMKII ηζκάζδξ ηαζ α) δ ERK1/2 ηζκάζδ είκαζ απαναίηδηδ ζηδ βνήβμνδ αθθαβή ηδξ κεονμδζααίααζδξ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ, δ μπμία ζοιααίκεζ ηαηά ημκ ζοβηεηνζιέκμ αοηυ ηφπμ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ (Thomas and Huganir, 2004). 59

60 ΕΙΑΓΩΓΗ Δηθόλα 22. Η ελεξγνπνίεζε ηνπ ζεκαηνδνηηθνύ κνλνπαηηνύ ηεο ERK1/2 θηλάζεο είλαη απαξαίηεηε γηα ηηο δηαδηθαζίεο πνπ ζρεηίδνληαη κε ηε ζπλαπηηθή πιαζηηθόηεηα. Μεηά ηελ απειεπζέξσζε γινπηακηληθνύ νμένο πνπ έρεη σο απνηέιεζκα ηελ ελεξγνπνίεζε ησλ NMDA ππνδνρέσλ, ν κεηαζπλαπηηθόο λεπξώλαο ελζσκαηώλεη λένπο AMPA ππνδνρείο ζηε ζύλαςε, νη δελδξηηηθέο άθαλζεο κεγελζύλνληαη θαη εκθαλίδνληαη λέα θηινπόδηα, πνπ πηζαλώο ζα δεκηνπξγήζνπλ θαηλνύξγηεο ζπλάςεηο. Κάζε έλα από απηά ηα θαηλόκελα ζπκβάιιεη ζηελ αύμεζε ηεο ζπλαπηηθήο δηαβίβαζεο. Η παξνπζία αλαζηνιέσλ ηεο ERK1/2 θηλάζεο εκπνδίδεη ηελ επαγσγή ησλ θαηλνκέλσλ απηώλ, ππνδεηθλύνληαο ην ζεκαληηθό ξόιν ηεο ελεξγνπνίεζεο ηνπ ζεκαηνδνηηθνύ κνλνπαηηνύ ηεο ERK1/2 θηλάζεο ζηηο δηαδηθαζίεο απηέο (Από Thomas and Huganir, 2004) Ζ ελεξγνπνίεζε ηεο ERK1/2 θηλάζεο είλαη απαξαίηεηε ζηε δνκηθή πιαζηηθόηεηα Πνυζθαηα δεδμιέκα οπμδεζηκφμοκ ημκ νυθμ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδ δμιζηή πθαζηζηυηδηα. Απεζημκζζηζηέξ πνμκζηέξ ιεθέηεξ (time-lapse imaging), πμο ελεηάγμοκ ημ ζπδιαηζζιυ κέςκ δεκδνζηζηχκ αηακεχκ ηαζ θζθμπμδίςκ ζε κεονχκεξ ζππυηαιπμο οπμδεζηκφμοκ υηζ μζ κέεξ άηακεεξ ζπδιαηίγμκηαζ ιυκμ ιεηά απυ επακαθαιαακυιεκεξ εηπμθχζεζξ ζε ζφβηνζζδ ιε ιζα ιυκμ εηπυθςζδ (Wu et al., 2001). Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ ιυκμ μζ επακαθαιαακυιεκεξ εηπμθχζεζξ είπακ ςξ απμηέθεζια ιζα παναηεηαιέκδ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Όπςξ ηαζ ζηδκ πενίπηςζδ ηςκ πεζναιάηςκ LTP ζηζξ θέηεξ, αοηή δ παναηεηαιέκδ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, υπζ ιυκμ ζπεηίγεηαζ ιε ημ ζπδιαηζζιυ κέςκ δεκδνζηζηχκ αηάκεςκ, αθθά είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδ δδιζμονβία ημοξ, δεδμιέκμο υηζ μ ακαζημθέαξ ηδξ MEK ηζκάζδξ U0126 ειπμδίγεζ ηυζμ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, υζμ ηαζ ημκ ζπδιαηζζιυ κέςκ δεκδνζηζηχκ αηάκεςκ ηαζ θζθμπμδίςκ (Wu et al., 2001) (Δζηυκα 22). Μζα άθθδ ιεθέηδ πνδζζιμπμζχκηαξ επίζδξ κεονχκεξ ζππμηάιπμο ζε ηαθθζένβεζα, οπμδεζηκφεζ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ έπεζ ςξ 60

61 ΕΙΑΓΩΓΗ απμηέθεζια αφλδζδ, ηυζμ ηδξ εκενβυηδηαξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, υζμ ηαζ ημο ανζειμφ ηςκ δεκδνζηζηχκ αηάκεςκ (Goldin and Segal, 2003). Ζ αφλδζδ αοηή ημο ανζειμφ ηςκ αηάκεςκ ειπμδίγεηαζ απυ ακαζημθείξ ηδξ MEK ηζκάζδξ ηαζ ελανηάηαζ απυ ηδκ πνςηεσκμζφκεεζδ (Goldin and Segal, 2003). Πανυθ αοηά μζ ιεθέηεξ αοηέξ δεκ ηαεμνίγμοκ ημκ αηνζαή νυθμ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδ ιμνθμβέκεζδ ηςκ δεκδνζηζηχκ αηακεχκ, μ μπμίμξ εα ιπμνμφζε κα πενζθαιαάκεζ απυ ηδκ άιεζδ νφειζζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ δμιήξ ιέζς θςζθμνοθίςζδξ ζοκαπηζηχκ πνςηεσκχκ ιέπνζ ημκ έθεβπμ ηδξ ιεηάθναζδξ ηςκ δεκδνζηζηχκ mrnas ηαζ ηδ επαβςβή ηδξ ιεηαβναθήξ βμκζδίςκ ηα μπμία είκαζ απαναίηδηα βζα ηδ ζοκαπηζηή ακαδυιδζδ ή ζοκδοαζιυ ηςκ παναπάκς παναβυκηςκ (Thomas and Huganir, 2004) Τπνζηξώκαηα ηεο ERK1/2 θηλάζεο ζηε ζπλαπηηθή πιαζηηθόηεηα Όπςξ έπεζ ήδδ ακαθενεεί δ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 είκαζ απαναίηδηδ ζε δζάθμνεξ ιμνθέξ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, ζε δζάθμνεξ ηφπμοξ ικήιδξ ηαζ ιάεδζδξ, ηαεχξ ηαζ ζε δζάθμνεξ ηοηηανζηέξ αθθαβέξ πμο εεςνμφκηαζ υηζ απμηεθμφκ ημ οπυααενμ αοηχκ ηςκ βεβμκυηςκ. Χζηυζμ, δ ηαοηυηδηα ηςκ οπμζηνςιάηςκ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ δεκ είκαζ αηυια πθήνςξ δζεοηνζκζζιέκδ. Μεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ ιεηά απυ ενεείζιαηα ηα μπμία επάβμοκ ηδ δδιζμονβία ημο LTP, δ ζοβηέκηνςζδ ηδξ θςζθμνοθζςιέκδξ/ εκενβμπμζδιέκδξ ERK1/2 ηζκάζδξ αολάκεζ ηυζμ ζε δεκδνζηζηέξ, υζμ ηαζ ζε ζςιαηζηέξ πενζμπέξ ηςκ κεονχκςκ ημο ζππμηάιπμο, οπμδεζηκφμκηαξ υηζ ηα οπμζηνχιαηα ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ πζεακυκ απακημφκ ζε υθμ ημκ κεονχκα (Davis et al., 2000; Dudek et al., 2001) Οη πξωηεΐλεο ηεο κεηαζπλαπηηθήο ππθλόηεηαο θαη νη ηνληηθνί δίαπινη K V 4.2 απνηεινύλ ζηόρνπο ηεο ERK1/2 θηλάζεο Ζ ακαβηαζυηδηα εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημκ έθεβπμ ηδξ βμκζδζαηήξ έηθναζδξ έπεζ ηαθά παναηηδνζζηεί ηαζ είκαζ πζεακυκ ιζα απαναίηδηδ θεζημονβία αοημφ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ζηδ νφειζζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ. Ανηεηέξ ιμνθέξ ζοκαπηζηήξ εκίζποζδξ ακαζηέθθμκηαζ ακ ειπμδζζηεί δ πονδκζηή ιεηαηυπζζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Patterson et al., 2001). Χζηυζμ, δ εκενβμπμζδιέκδ ERK1/2 ηζκάζδ, εκχ εκημπίγεηαζ ζαθχξ ζημοξ πονήκεξ ηςκ εκενβμπμζδιέκςκ ηοηηάνςκ, απακηά επίζδξ ζε ορδθά επίπεδα ηαζ ζημ ηοηηανυπθαζια, ηαεχξ ηαζ ζημοξ δεκδνίηεξ (Patterson et al., 2001; Yuan et al., 2002; Rosenblum et al., 2002). Δπζπθέμκ, μζ ακαζημθείξ ηδξ MEK ηζκάζδξ επζδνμφκ ζημ LTP ζπεηζηά βνήβμνα (ιέζα ζε θεπηά) ιεηά απυ ορδθήξ ζοπκυηδηαξ ενεεζζιυ (English and Sweatt, 1997; Atkins et al., 1998; Ohno et al., 2001; Rosenblum et al., 2002; Selcher et al., 2003). Αοηή δ ζφκημιδ πενίμδμξ είκαζ απίεακμ κα είκαζ ανηεηή χζηε κα ιεηαημπζζηεί δ ERK1/2 ηζκάζδ απυ ημοξ δεκδνίηεξ ζημκ πονήκα, κα εκενβμπμζήζεζ ηδκ ιεηαβναθή ηαζ επαηυθμοεα ηδκ ιεηάθναζδ ηαζ ημ trafficking ηςκ κεμζοκηζεέιεκςκ πνςηεσκχκ ζηζξ εκενβμπμζδιέκεξ ζοκάρεζξ. Δίκαζ πενζζζυηενμ πζεακυ υηζ δ ERK1/2 ηζκάζδ, ηαεχξ ηαζ μζ ηαεμδζηέξ ηδξ ηζκάζεξ κα εθέβπμοκ ηδκ 61

62 ΕΙΑΓΩΓΗ θςζθμνοθίςζδ ηοηηανμπθαζιαηζηχκ πνςηεσκχκ πμθφ πζμ ημκηά ζηζξ ζοκάρεζξ. Έπμοκ ακαθενεεί ελςπονδκζημί ζηυπμζ πμο θςζθμνοθζχκμκηαζ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ ηαηά ηδκ ιάεδζδ ζε αζπυκδοθα (Bailey et al., 1997; Angers et al., 2002), ηαεχξ ηαζ αολακυιεκεξ εκδείλεζξ υηζ δ ERK1/2 ηζκάζδ νοειίγεζ ηδ θεζημονβία ζοκαπηζηχκ ηαζ/ ή ηοηηανμπθαζιαηζηχκ πνςηεσκχκ ζηα εδθαζηζηά. Βζμπδιζηέξ ιεθέηεξ ακαθένμοκ ηδκ πανμοζία ανηεηχκ ακμδζηχκ νοειζζηχκ, ηαεχξ ηαζ ηαεμδζηχκ ζηυπςκ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζε ζφιπθμηα πμο πενζθαιαάκμοκ ημοξ NMDA οπμδμπείξ, απμιμκςιέκα απυ ημκ πνυζεζμ εβηέθαθμ ιοχκ (Husi et al., 2000). Άθθεξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ ηδκ πανμοζία ζηυπςκ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, υπςξ ηδξ RSK1 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ Ras-GEF Sos ζε απμιμκςιέκα ηθάζιαηα ηδξ ιεηαζοκαπηζηήξ ποηκυηδηαξ (postsynaptic density, PSD) (Suzuki et al., 1995, 1999). Δπμιέκςξ, πμθθά ιυνζα, ηα μπμία είκαζ απαναίηδηα βζα ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ Ras-ERK1/2, πζεακχξ κα είκαζ πανυκηα ζηα PSDs πμο πενζέπμοκ ημοξ NMDA οπμδμπείξ. Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ SynGAP πνςηεΐκδ (Kim et al., 1998; Chen et al., 1998), δ μπμία πζεακχξ κα δνα ςξ «θνέκμ» ηδξ εκενβυηδηαξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ «in vivo», εκημπίγεηαζ ζε ορδθά επίπεδα ζημ PSD (Chen et al., 1998; Walikonis et al., 2000) ηαζ έπεζ ακαθενεεί κα αθθδθεπζδνά ιε ηδκ πνςηεΐκδ PSD-95, έκα ααζζηυ ζοζηαηζηυ ηςκ PSDs (Kim et al., 1998; Chen et al., 1998). Ζ ελεζδζηεοιέκδ εκηυπζζδ ηδξ SynGAP ζε δζεβενηζηέξ ζοκάρεζξ οπμδεζηκφεζ υηζ είκαζ ζδιακηζηή ζηδ νφειζζδ ημο ζοκαπηζημφ ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ Ras πνςηεΐκδξ απυ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ή άθθςκ ζοκαπηζηχκ ζδιάηςκ. Μφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηδξ SynGAP πεεαίκμοκ αιέζςξ ιεηά ηδ βέκκδζδ (Komiyama et al., 2002; Kim et al., 2003). Δκδζαθένμκ είκαζ ημ βεβμκυξ υηζ μζ εηενυγοβμζ ιφεξ ςξ πνμξ ηδκ SynGAP (SynGAP - /+ ) ειθακίγμοκ αολδιέκα επίπεδα ηδξ θςζθμνοθζςιέκδξ/ εκενβμπμζδιέκδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Komiyama et al., 2002), αολδιέκδ ζοκαπηζηή ζηυπεοζδ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ (Kim et al., 2003), ιεζςιέκδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα ζημκ ζππυηαιπμ, ηαεχξ ηαζ ιεζςιέκδ πςνζηή ιάεδζδ (Komiyama et al., 2002; Kim et al., 2003). Σα δεδμιέκα αοηά οπμζηδνίγμοκ ημκ ηνίζζιμ νυθμ ηδξ SynGAP ζηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα, ηαεχξ ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ. Έκαξ πζεακυξ ελςπονδκζηυξ ζηυπμξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ απμηεθμφκ μζ ζμκηζημί ηαζεμεθεβπυιεκμζ δίαοθμζ ηαθίμο K V 4.2, μζ μπμίμζ απμηεθμφκ οπυζηνςια ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Adams et al., 2000) ηαζ θςζθμνοθζχκμκηαζ ιε έκα ελανηχιεκμ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ ηνυπμ ιεηά απυ δζάθμνα ενεείζιαηα (Yuan et al., 2002). Δπίζδξ έπμοκ ακαθενεεί ηαζ αολδιέκα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ εέζεςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημκ δίαοθμ αοηυ ηαηά ηδ δζάνηεζα ημο LTP (Morozov et al., 2003) Οη κεηαγξαθηθνί παξάγνληεο απνηεινύλ ζηόρνπο ηεο ERK1/2 θηλάζεο Ζ ιεηαηυπζζδ ηδξ εκενβμπμζδιέκδξ ERK1/2 ηζκάζδξ απυ ημ ηοηηανυπθαζια ζημκ πονήκα ηςκ ιδ κεονζηχκ ηοηηάνςκ είκαζ έκα πμθφ ηαθά ιεθεηδιέκμ θαζκυιεκμ (Traverse et al., 1992; Lenormard et al., 1993). Ζ δζαδζηαζία αοηή ζοιααίκεζ επίζδξ 62

63 ΕΙΑΓΩΓΗ ζημοξ κεονχκεξ (Patterson et al., 2001; Davis et al., 2000), οπμδδθχκμκηαξ υηζ μζ πονδκζηέξ πνςηεΐκεξ, υπςξ μζ ιεηαβναθζημί πανάβμκηεξ απμηεθμφκ ζδιακηζημφξ ζηυπμοξ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδ νφειζζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ. Ζ ηαθφηενα παναηηδνζζιέκδ ζοιιεημπή ηέημζςκ πνςηεσκχκ ζε ιμκηέθα ιάεδζδξ απμηεθεί αοηή ημο ιεηαβναθζημφ πανάβμκηα Elk-1, μ μπμίμξ θςζθμνοθζχκεηαζ ιε έκα ελανηχιεκμ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ ηνυπμ ζημκ insular cortex ηςκ πεζναιαηυγςςκ πμο εηηίεεκηαζ ζε έκα κέμ βεοζηζηυ ενέεζζια (Sananbenesi et al., 2002). Ο Elk-1 θςζθμνοθζχκεηαζ επίζδξ ηαηά ηδκ επαβςβή ημο LTP ζηδκ μδμκηςηή έθζηα (Davis et al., 2000), ηαεχξ ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ πεζναιαηυγςςκ πμο οπμαάθθμκηαζ ζε ηεζη ηαηάζηαζδξ θυαμο (fear conditioning) (Sananbenesi et al., 2002). Ο ιεηαβναθζηυξ πανάβμκηαξ CREB (cyclic-amp-responsive element (CRE)- binding protein) απμηεθεί ίζςξ ημ πζμ ηαθά πενζβναιιέκμ ζηυπμ ηζκαζχκ ζημ πεδίμ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ (West et al., 2002; Lonze and Ginty, 2002). Μεθέηεξ ζε αζπυκδοθα ηαζ ηνςηηζηά οπμδεζηκφμοκ υηζ δ ελανηχιεκδ απυ ημκ CREB ιεηαβναθή είκαζ απαναίηδηδ βζα πμθθέξ ιμνθέξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ (Lonze and Ginty, 2002), ακ ηαζ αθθά δεδμιέκα οπμδδθχκμοκ υηζ δ ακαβηαζυηδηα ημο CREB ιπμνεί κα δζαθένεζ ακάθμβα ιε ημ ιμκηέθμ ιάεδζδξ (Lonze and Ginty, 2002; Balschun et al., 2003). Φςζθμνοθίςζδ ημο CREB ζηδ ζενίκδ-133 μδδβεί ζηδ ζηναημθυβδζδ άθθςκ ιεηαβναθζηχκ παναβυκηςκ ζηα CREs βζα ηδ νφειζζδ ηδξ βμκζδζαηήξ ιεηαβναθήξ (Shaywitz and Greenberg, 1999; West et al., 2002; Lonze and Ginty, 2002). Δπμιέκςξ, είκαζ πζεακυκ υηζ δ θςζθμνοθίςζδ ημο CREB ζηδ ζενίκδ-133 κα απμηεθεί έκα ζδιακηζηυ αήια ζηδκ επαβςβή ηδξ βμκζδζαηήξ έηθναζδξ πμο είκαζ απαναίηδηδ ζηδ ικήιδ ηαζ ζηδ ιάεδζδ. Φαίκεηαζ πζεακυκ υηζ δ ανπζηή βνήβμνδ θςζθμνοθίςζδ ημο CREB ζηδ ζενίκδ-133 ςξ απυηνζζδ ζηδ κεονςκζηή δναζηδνζυηδηα κα πναβιαημπμζείηαζ ιέζς ηδξ πονδκζηήξ πνςηεσκζηήξ ηζκάζδξ CaMKIV (Wu et al., 2001). Χζηυζμ, δ παναηεηαιέκδ θςζθμνοθίςζδ ημο CREB πμο είκαζ απαναίηδηδ βζα ηδκ ελανηςιέκδ απυ ημ CRE ιεηαβναθή ειπμδίγεηαζ απυ ακαζημθείξ ηδξ MEK ηζκάζδξ, οπμδδθχκμκηαξ ηδκ ακαβηαζυηδηα ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζηδ δζαηήνδζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ημο CREB ζηδ ζενίκδ-133 (Wu et al., 2001; Hardingham et al., 2001). Ακ ηαζ δ ERK1/2 ηζκάζδ δεκ ιπμνεί κα θμζθςνοθζχζεζ άιεζα ημκ CREB ζηδ ζενίκδ-133, ημ ηαηάθμζπμ αοηυ ζενίκδξ ιπμνεί κα θςζθμνοθζςεεί «in vitro» απυ δφμ ηφπμοξ ηζκαζχκ πμο απμηεθμφκ ηαεμδζημφξ ζηυπμοξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ: ηζξ RSKs ηαζ MSKs ηζκάζεξ. «In vitro» πεζνάιαηα οπμδεζηκφμοκ υηζ δ ζενίκδ-133 απμηεθεί ζηυπμ, ηυζμ ηςκ RSK1, RSK2 ηαζ RSK3 ηζκαζχκ (Deak et al., 1996; Xing et al., 1998), υζμ ηαζ ηςκ MSKs ηζκαζχκ (Deak et al., 1996). Μεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ ηδκ RSK2 ηζκάζδ ςξ ηδκ ελανηχιεκδ απυ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ πμο θςζθμνοθζχκεζ ημκ CREB ςξ απυηνζζδ ζηδ ιεηαβςβή ζήιαημξ ηςκ κεονμηνμθζκχκ (Xing et al., 1996). Δίκαζ πζεακυκ ημ βεβμκυξ δ RSK2 ηζκάζδ κα πναβιαημπμζεί ηδκ ελανηχιεκδ απυ ηδκ ERΚ1/2 ηζκάζδ θςζθμνοθίςζδ ζημκ CREB ςξ απυηνζζδ ηδξ κεονςκζηήξ δναζηδνζυηδηαξ, επεζδή ιεηαθθάλεζξ ημο βμκζδίμο ηδξ RSK2 ηζκάζδξ έπμοκ ςξ απμηέθεζια ιαεδζζαηά εθθείιιαηα ζημοξ ιφεξ ηαζ ζημοξ ακενχπμοξ (Trivia et al., 1996; Defense et al., 2001) ηαζ επεζδή δ RSK2 πνςηεΐκδ εηθνάγεηαζ ηονίςξ ζε 63

64 ΕΙΑΓΩΓΗ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ πμο είκαζ απαναίηδηεξ βζα ηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ (Senior et al., 2002). Πανυθα αοηά, δεκ οπάνπεζ ακαθμνά ιεζςιέκδξ θςζθμνοθίςζδξ ημο CREB ζε πεζναιαηυγςα ζηα μπμία έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηδξ RSK2 ηζκάζδξ (Sass one-corse et al., 1999; Burning et al., 2000; Defense et al., 2001). Έηζζ, είκαζ πζεακυ υηζ ηα εθθείιιαηα ιάεδζδξ πμο παναηδνμφκηαζ απμοζία ηδξ RSK2 ηζκάζδξ (Trivia et al., 1996; Defense et al., 2001) κα μθείθμκηαζ, ημοθάπζζημκ εκ ιένεζ, ζηδ ιεζςιέκδ θςζθμνοθίςζδ άθθςκ κεονςκζηχκ οπμζηνςιάηςκ ηδξ RSK2 ηζκάζδξ εηηυξ ημο CREB. ε ακηίεεζδ ιε ηα απμηεθέζιαηα απυ ηα πεζναιαηυγςα ιε απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηδξ RSK2 ηζκάζδξ, ηφηηανα πμο πνμένπμκηαζ απυ ιφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ηςκ βμκζδίςκ ηςκ MSKs ηζκαζχκ εηδδθχκμοκ ιεζςιέκδ θςζθμνοθίςζδ ημο CREB ςξ απυηνζζδ ζε δζαθμνεηζηά ενεείζιαηα (Arthur et al., 2000; Wiggin et al., 2002). Γμκίδζα ηα μπμία πενζέπμοκ άθθα ζημζπεία οπμηζκδηχκ, υπςξ ηα SREs (Serum Response Elements) απμηεθμφκ επίζδξ ζηυπμοξ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηαεχξ ηα SREs ακαβκςνίγμκηαζ απυ ιεηαβναθζημφξ πανάβμκηεξ, υπςξ μ Elk-1. Χζηυζμ, δ βκχζδ ελεζδζηεοιέκςκ βμκζδζαηχκ ζηυπςκ ημο ιμκμπαηζμφ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαηά ηδκ πθαζηζηυηδηα πενζμνίγεηαζ ζε θίβεξ ιυκμ ακαθμνέξ. Γζα πανάδεζβια, δ ιεηαβναθή ημο πνχζιμο βμκζδίμο zif268 ζηδκ μδμκηςηή έθζηα ακαζηέθθεηαζ (Davis et al., 2000) ή ιεζχκεηαζ (Rosenblum et al., 2002) ιεηά απυ ηδκ έβποζδ ακαζημθέςκ ηδξ MEK ηζκάζδξ ζηδκ πενζμπή αοηή πνζκ ηδκ επαβςβή ημο LTP. Δπζπθέμκ, δ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ ημο πνχζιμο βμκζδίμο Arc, ημ μπμίμ έπεζ ααζζηυ νυθμ ζημ LTP ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ (Guzowski et al., 2000) είκαζ επίζδξ ελανηχιεκδ απυ ηδκ MEK ηζκάζδ ηαηά ηδκ επαβςβή ημο LTP απυ ημκ BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) ζηδκ μδμκηςηή έθζηα (Ying et al., 2002) ηαζ ιεηά ηδκ πμνήβδζδ forskolin (επαβςβέαξ ηδξ PKA ηζκάζδξ) ζε ηαθθζένβεζα ηοηηάνςκ ζππυηαιπμο (Walterreit and al., 2001). 7. ΔΠΗΓΔΝΝΔΣΗΚΔ ΣΡΟΠΟΠΟΗΖΔΗ ΚΑΗ Ζ ΤΜΒΟΛΖ ΣΟΤ ΣΖ ΤΝΑΠΣΗΚΖ ΠΛΑΣΗΚΟΣΖΣΑ ΚΑΗ ΣΗ ΓΗΑΓΗΚΑΗΔ ΜΝΖΜΖ- ΜΑΘΖΖ Οζ επζβεκκεηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ βεκζηά πενζθαιαάκμοκ ηθδνμκμιήζζιεξ αθθαβέξ ζηδ δμιή ηδξ πνςιαηίκδξ, μζ μπμίεξ ιε ηδ ζεζνά ημοξ νοειίγμοκ ηδκ βμκζδζαηή έηθναζδ. Θειεθζχδεζξ βκχζεζξ ςξ πνμξ ηζξ ηθδνμκμιήζζιεξ επζβεκκεηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ πνμένπμκηαζ απυ ιεθέηεξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε ηδκ ηοηηανζηή δζαίνεζδ ηαζ ακάπηολδ. Χζηυζμ, αολακυιεκεξ εκδείλεζξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ νφειζζδ ηδξ δμιήξ ηδξ πνςιαηίκδξ, ιέζς ιεεοθίςζδξ ηςκ ζζημκχκ ηαζ ιεεοθίςζδξ ημο DNA πζεακχξ κα ειπθέηεηαζ ζε ιαηνμπνυκζεξ ζοιπενζθμνζηέξ αθθαβέξ ζημ επίπεδμ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ (Evensong and Sweatt, 2005). Οζ έζηεκεξ είκαζ ααζζηέξ πνςηεΐκεξ, μζ μπμίεξ ζοκηεθμφκ ζημ παηεηάνζζια ηαζ ηδ ζοιπίεζδ ημο DNA ιέζα ζημκ πονήκα, πανέπμκηαξ ιζα πθαηθυνια βζα ηδ νφειζζδ ηδξ βμκζδζαηήξ ιεηαβναθήξ. Οζ ηνμπμπμζήζεζξ ηςκ ζζημκχκ απμηεθμφκ έκα ιδπακζζιυ πνμβεκκδηζηήξ ζήιακζδξ ημο βμκζδζχιαημξ. Οζ ηνμπμπμζήζεζξ ηςκ 64

65 ΕΙΑΓΩΓΗ ζζημκχκ ιπμνμφκ κα ζοιαμφκ ςξ δεοηενεφμοζα ζοκέπεζα ηδξ ιεεοθίςζδξ ημο DNA ή ιπμνεί κα πναβιαημπμζμφκηαζ απυ ιδπακζζιμφξ μζ μπμίμζ είκαζ ακελάνηδημζ απυ ηδ ιεεοθίςζδ ημο DNA ηαζ εθέβπμκηαζ απυ εκδμηοηηανζηά ζδιαημδμηζηά ιμκμπάηζα (Levenson and Sweatt, 2005). ημκ πονήκα, ημ DNΑ είκαζ ηαθά παηεηανζζιέκμ ζηδ δμιή ηδξ πνςιαηίκδξ. Ζ αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ ηδξ πνςιαηίκδξ, ζηδ ιμνθή ημο κμοηθεμζχιαημξ (μηηαιενέξ ζζημκχκ) ηαζ ημο DNA πναβιαημπμζείηαζ εκ ιένεζ απυ ηα αιζκμηεθζηά άηνα ηςκ ζζημκχκ (Δζηυκα 23). Γμιζηέξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ μζ αιζκμηεθζηέξ μονέξ πνμελέπμοκ πένα απυ ηα πνςιμζχιαηα (Δζηυκα 23). Ζ ηνέπμοζα οπυεεζδ οπμδδθχκεζ υηζ ηα αιζκμηεθζηά άηνα αοηά ηςκ ζζημκχκ θεζημονβμφκ ςξ ζδιαημδμηζηή «πθαηθυνια» μθμηθήνςζδξ (signal platform integration), υπμο ιεηαιεηαθναζηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ ζοιααίκμοκ ηαζ ζοκδοάγμκηαζ ζε έκα «ηχδζηα ζζηυκδξ» ( histone code ), μ μπμίμξ μοζζαζηζηά ηαηεοεφκεζ ηδ δναζηδνζυηδηα πμθθχκ ιεηαβναθζηχκ παναβυκηςκ, ζοιπαναβυκηςκ ηαζ βεκζηά ηδξ ιεηαβναθζηήξ ιδπακήξ (Δζηυκα 23). Ο «ηχδζηαξ ζζηυκδξ» απμηεθεί έκα εζδζηυ πνυηοπμ ιεηαιεηαθναζηζηχκ ηνμπμπμζήζεςκ εκυξ δεδμιέκμο μηηαιενμφξ ζζημκχκ ηδξ πνςιαηίκδξ ηαζ ιεηαθνάγεηαζ ςξ ιζα νφειζζδ ζημ επίπεδμ έηθναζδξ ηςκ ζπεηζγυιεκςκ ιε αοηυ βμκζδίςκ (Levenson and Sweatt, 2005). Τπάνπμοκ δζάθμνεξ εζδζηέξ εέζεζξ ιεηαιεηαθναζηζηχκ ηνμπμπμζήζεςκ ιέζα ζηα αιζκμηεθζηά άηνα ηςκ ζζημκχκ ηαζ μζ αθθαβέξ ζε αοηέξ ηζξ εέζεζξ νοειίγμοκ ηδ βεκζηυηενδ δμιή ηδξ πνςιαηίκδξ. Μέπνζ ηχνα έπμοκ παναηηδνζζηεί ηέζζενα είδδ ιεηαιεηαθναζηζηχκ ηνμπμπμζήζεςκ ζηζξ αιζκμηεθζηέξ μονέξ ηςκ ζζημκχκ: δ θςζθμνοθίςζδ, δ αηεηοθίςζδ, δ ιεεοθίςζδ ηαζ δ μοαζηοηζθίςζδ, μζ μπμίεξ θεζημονβμφκ ςξ επζβεκκεηζηέξ «ζδιάκζεζξ». Ζ αηεηοθίςζδ είκαζ δ ηαθφηενα παναηηδνζζιέκδ ιεηαιεηαθναζηζηή ηνμπμπμίδζδ ηςκ ζζημκχκ. Αηεηοθίςζδ ζε ηαηάθμζπα θοζίκδξ ζοιααίκεζ ζηζξ αιζκμμιάδεξ ημοξ, ιε απμηέθεζια ηδκ ελμοδεηένςζδ ημο εεηζημφ ημοξ θμνηίμο. Ζ ακηίδναζδ αοηή ηαηαθφεηαζ απυ ζζημκζηέξ αηεηοθμηνακζθενάζεξ (histone acetyltransferases-ζασs), μζ μπμίεξ ιεηαθένμοκ ιζα αηεηοθμμιάδα απυ ημ αηέηοθμζοκέκγοιμ Α ζηδκ ε-αιζκμμιάδα εκυξ ηαηαθμίπμο θοζίκδξ ιέζα ζηζξ ζζηυκεξ (Levenson and Sweatt, 2005). Ζ δζαδζηαζία αοηή είκαζ ακηζζηνεπηή ηαζ ηα έκγοια πμο ηαηαθφμοκ ηδκ απμαηεηοθίςζδ ηςκ ζζημκχκ ηαθμφκηαζ ζζημκζηέξ απμαηεηοθάζεξ (HDACs). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηςκ ζζημκχκ Ζ1 ηαζ Ζ3 παναηδνήεδηε βζα πνχηδ θμνά πνζκ 30 πνυκζα πενίπμο ζημ επίπεδμ ηδξ ζοιπφηκςζδξ ημο πνςιμζχιαημξ ηαηά ηδ ιείςζδ (Levenson and Sweatt, 2005). Ζ ζζηυκδ Ζ3 απμηεθεί ηδκ πνχηδ ζζηυκδ, ηδξ μπμίαξ δ θςζθμνοθίςζδ παναηηδνίζηδηε ςξ απυηνζζδ ζηδκ εκενβμπμίδζδ ιζηςηζηχκ ζδιαημδμηζηχκ ιμκμπαηζχκ (Levenson and Sweatt, 2005). Ζ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζενίκδξ 10 ζηδκ ζζηυκδ Ζ3 πναβιαημπμζείηαζ ηυζμ απυ ηδ RSK2 (Ribosomal protein S6 kinase 2), υζμ ηαζ απυ ηδκ MSK1 (Mitogen- and Stressactivated protein Kinase 1-MSK1), μζ μπμίεξ απμηεθμφκ ηαεμδζηέξ ηζκάζεξ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Sassoni-Corsi et al., 1999; Thomson et al., 1999; Levenson and Sweatt, 2005). Ζ θςζθμνοθίςζδ απμηεθεί υπςξ ηαζ δ αηεηοθίςζδ ακηζζηνεπηυ θαζκυιεκμ ηαζ εζδζηέξ θςζθαηάζεξ, υπςξ δ PP1 ηαζ δ 65

66 ΕΙΑΓΩΓΗ PP2A πναβιαημπμζμφκ ηδκ απμθςζθμνοθίςζδ ηςκ ζζημκχκ (Levenson and Sweatt, 2005). Μεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ζζηυκδξ Ζ3 ζηδ ζενίκδ-10 ακαζηέθθεζ ηδ ιεεοθίςζδ ηδξ θοζίκδξ-9 (ακαζημθή ηδξ ιεηαβναθήξ), εκχ πανάθθδθα δνα ζοκενβζζηζηά ιε ηδκ αηεηοθίςζδ ζημ ηαηάθμζπμ θοζίκδξ-14, πνμάβμκηαξ έηζζ ηδκ ιεηαβναθζηή εκενβυηδηα (Jenuwein and Allis, 2001) (Δζηυκα 24). Δηθόλα 23. Το νοςκλεόζωμα και ο «κώδικαρ ιζηόνηρ». a. Κάζε λνπθιεόζσκα απνηειείηαη από έλα νθηακεξέο ηζηνλώλ (έλα ηεηξακεξέο Η3 2 - Η4 2 θαη δύν δηκεξή Η2Α- Η2Β). Σα ακηλνηειηθά άθξα ησλ ηζηνλώλ πξνβάινπλ έμσ από ηνλ ππξήλα ηνπ λνπθιενζώκαηνο θαη αιιειεπηδξνύλ κε ην DNA. Οη ακηλνηειηθέο απηέο νπξέο κπνξνύλ λα ηξνπνπνηεζνύλ επηγελλεηηθά θαη λα ιεηηνπξγνύλ σο ζεκαηνδνηηθέο «πιαηθόξκεο» νινθιήξσζεο. b. Κξπζηαιινγξαθηθή δνκή ηνπ λνπθιενζώκαηνο, όπνπ παξνπζηάδεηαη ε αιιειεπίδξαζε ησλ ηζηνλώλ κε ην DNA. c. Παξνπζίαζε ησλ πξώησλ 30 ακηλνμέσλ ηνπ ακηλνηειηθνύ άθξνπ ηεο ηζηόλεο Η3. Πνιιέο ζέζεηο ηνπ ακηλνηειηθνύ άθξνπ απνηεινύλ ζηόρνπο επηγελλεηηθώλ ηξνπνπνηήζεσλ, όπσο αθεηπιίσζε, θσζθνξπιίσζε θαη κεζπιίσζε, δηακνξθώλνληαο έλα «θώδηθα ηζηόλεο» (Από Levenson and Sweatt, 2005). 66

67 ΕΙΑΓΩΓΗ Δηθόλα 24. πλεξγηζηηθέο (ζπδεπγκέλα βέιε) ή αληαγσληζηηθέο (νβάι γξακκή) επηγελλεηηθέο ηξνπνπνηήζεηο ζην ακηλνηειηθό άθξν ηεο ηζηόλεο Η3. Η θσζθνξπιίσζε ζηε ζεξίλε-10 δξα ζπλεξγηζηηθά κε ηελ αθεηπιίσζε πξνάγνληαο ηελ κεηαγξαθή θαη εκπνδίδνληαο ηαπηόρξνλα ηε κεζπιίσζε ηεο ιπζίλεο-9 (αλαζηνιή ηεο κεηαγξαθήο). Σν εηθνλίδην ηνπ ςαιηδηνύ ππνδειώλεη πηζαλή ζέζε πξσηεόιπζεο (Από Jenuwein and Allis, 2001). Πμθθέξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ ηυζμ δ ιεηαβναθή, υζμ ηαζ δ ιεηάθναζδ βμκζδίςκ απμηεθμφκ ζδιακηζηά θαζκυιεκα ζηδ δζαιυνθςζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ ικήιδξ (Levenson and Sweatt, 2005). Πεναζηένς ιεθέηεξ οπμδδθχκμοκ υηζ δ δζαιυνθςζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ ικήιδξ είκαζ ιζα πμθφπθμηδ δζαδζηαζία ζηδκ μπμία ειπθέημκηαζ πμθθά ζδιαημδμηζηά ιμκμπάηζα, ηαεχξ ηαζ νφειζζδ ηδξ έηθναζδξ πμθθχκ βμκζδίςκ (Levenson and Sweatt, 2005). Πνυζθαηδ ιεθέηδ ηαηαδεζηκφεζ ημ βεβμκυξ υηζ μζ ίδζεξ δζαδζηαζίεξ πμο μδδβμφκ ζηδκ δζαιυνθςζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ ικήιδξ μδδβμφκ επίζδξ ηαζ ζηδκ επζβεκκεηζηή ζήιακζδ ημο βμκζδζχιαημξ (Levenson et al., 2004; Levenson and Sweatt, 2005). To contextual fear-conditioning απμηεθεί έκα ιαεδζζαηυ ιμκηέθμ πμο εκενβμπμζεί ημκ ζππυηαιπμ, ηαηά ημ μπμίμ έκα πεζναιαηυγςμ ιαεαίκεζ κα ζοζπεηίγεζ έκα ηαζκμφνβζμ ιε έκα απμηνεπηζηυ ενέεζζια (Levenson et al., 2004; Levenson and Sweatt, 2005). Ζ αηεηοθίςζδ ζηδκ ζζηυκδ Ζ3, αθθά υπζ ζηδκ Ζ4, αολάκεζ ζδιακηζηά ιεηά ηδκ εηηέθεζδ ημο παναπάκς ζοιπενζθμνζημφ πεζνάιαημξ (Levenson et al., 2004). Ζ δζαιυνθςζδ ηδξ ηαζκμφνβζαξ ικήιδξ πμο ααζίγεηαζ ζημ contextual fearconditioning απαζηεί ηδκ ελανηχιεκδ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ζοκαπηζηή κεονμδζααίααζδ, ηαεχξ ηαζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημκ ζππυηαιπμ (Levenson et al., 2004), εκχ δ ακαζημθή ηςκ παναπάκς δζαδζηαζζχκ ιπθμηάνεζ ηδκ επαβςβή ηδξ αφλδζδξ ηδξ αηεηοθίςζδξ ζηδκ ζζηυκδ Ζ3 (Levenson et al., 2004). Οζ παναηδνήζεζξ αοηέξ απμηεθμφκ ηζξ πνχηεξ εκδείλεζξ υηζ δ επζβεκκεηζηή ζήιακζδ ημο βμκζδζχιαημξ ζοιααίκεζ ηαηά ηδκ ειπέδςζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ ικήιδξ. Όπςξ έπεζ ήδδ ακαθενεεί, δ πνμζεήηδ αηεηοθμμιάδςκ ζε ηαηάθμζπα θοζίκδξ ηςκ ζζημκχκ ηαηαθφεηαζ απυ ηζξ αηεηοθμηνακζθενάζεξ. Μεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ ακαζημθή ηςκ αηεηοθμηνακζθεναζχκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ δζαιυνθςζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ ικήιδξ (Levenson and Sweatt, 2005). Πζμ ζοβηεηνζιέκα, μ CBP (CREB-binding protein) απμηεθεί έκα ιεηαβναθζηυ ζοιπανάβμκηα, μ μπμίμξ έπεζ εκδμβεκή εκενβυηδηα αηεηοθμηνακζθενάζδξ (Levenson and Sweatt, 2005). Γζαβμκζδζαημί ιφεξ, ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ηαηά ημ ήιζζο ημο βμκζδίμο ηδξ CBP (εηενυγοβμζ) έπμοκ ζδιακηζηά εθθείιιαηα ζε δζάθμνεξ ιμνθέξ ηδξ ικήιδξ 67

68 ΕΙΑΓΩΓΗ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ, υπςξ ηδκ ακαβκχνζζδ κέςκ ακηζηεζιέκςκ (novel object recognition) ηαζ ηδ πςνζηή ελενεφκδζδ οδάηζκμο θααφνζκεμο (water maze task) (Levenson and Sweatt, 2005). Δπζβεκκεηζηέξ αθθαβέξ πμο επάβμκηαζ απυ ηδ ζοκαπηζηή πθαζηζηυηδηα έπμοκ παναηδνδεεί ζε γςζηά ιμκηέθα ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ. Ανηεηέξ ιμνθέξ ημο LTP απαζημφκ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Levenson and Sweatt, 2005). Ζ εκενβμπμίδζδ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ μδδβεί ζηδκ επαβςβή επζβεκκεηζηχκ αθθαβχκ ζημκ ζππυηαιπμ, αολάκμκηαξ ηδκ αηεηοθίςζδ ζηδκ ζζηυκδ Ζ3, θαζκυιεκμ ημ μπμίμ ιπμνεί κα ακαζηαθεί ιε ηδ πμνήβδζδ ακαζημθέςκ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Levenson and Sweatt, 2005). Δπζπθέμκ, δ εκενβμπμίδζδ ηςκ κημπαιζκενβζηχκ, πμθζκενβζηχκ ηαζ βθμοηαιζκενβζηχκ οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ επάβεζ επζβεκκεηζηέξ αθθαβέξ ζημ επίπεδμ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ- 10 ζηδκ ζζηυκδ Ζ3, μζ μπμίεξ ελανηχκηαζ απυ ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Crosio et al., 2003). Σα δεδμιέκα αοηά οπμδεζηκφμοκ υηζ δ επαβςβή ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ μδδβεί ζε αολήζεζξ ηδξ αηεηοθίςζδξ ηαζ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζζηυκδξ Ζ3 ζημκ ζππυηαιπμ, δ επαβςβή ηςκ μπμίςκ ελανηάηαζ απυ ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Levenson and Sweatt, 2005). 8. ΜΟΡΗΑΚΔ ΚΑΗ ΚΤΣΣΑΡΗΚΔ ΛΔΗΣΟΤΡΓΗΔ ΣΧΝ ΠΡΧΗΜΧΝ ΓΟΝΗΓΗΧΝ ΚΑΗ Ο ΡΟΛΟ ΣΟΤ ΣΖ ΤΝΑΠΣΗΚΖ ΠΛΑΣΗΚΟΣΖΣΑ ΚΑΗ ΣΖΝ ΜΝΖΜΖ ΚΑΗ ΜΑΘΖΖ Σα πνχζια βμκίδζα (Immediate- Early Genes, IEG) εηθνάγμκηαζ άιεζα ιεηά απυ ζοβηεηνζιέκμ ζοκαπηζηυ ενεεζζιυ, υπςξ βζα πανάδεζβια ιέβζζημ δθεηηνζηυ ζμη (Maximum Electroconvulsive Shock, MECS), ορδθήξ ζοπκυηδηαξ ενεεζζιυ πμο έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ επαβςβή ημο LTP, ηαεχξ ηαζ ιεηά απυ ζοιπενζθμνζηά πεζνάιαηα (Guzowski et al., 1999, 2001; Vann et al., 2000; Hall et al., 2001; Kubik et al., 2007). Σα πνχζια βμκίδζα δζαηνίκμκηαζ ζε δφμ ηαηδβμνίεξ ακάθμβα ιε ηδ θεζημονβία ημοξ: 1) νοειζζηζημί ιεηαβναθζημί πανάβμκηεξ (Regulatory transcription Factors, RTFs), μζ μπμίμζ εθέβπμοκ ηδ ιεηαβναθή άθθςκ ηαεμδζηχκ βμκζδίςκ ηαζ 2) ηεθεζηέξ πνχζια βμκίδζα (effector IEGs), μζ μπμίμζ επδνεάγμοκ άιεζα ηζξ ηοηηανζηέξ θεζημονβίεξ (Lanahan and Worley, 1998; Kubik et al., 2007). Γεδμιέκδξ ηδξ ζηακυηδηαξ ημοξ κα νοειίγμοκ ηδ ιεηαβναθή, μζ RTFs είκαζ ζε εέζδ κα νοειίγμοκ ηδκ ηοηηανζηή θεζημονβία ηαζ πζεακχξ κα επάβμοκ ιεηαπθαζηζηέξ ηαηαζηάζεζξ (Clayton et al., 2000; Guzowski, 2002). Ακηίεεηα, ηα πνχζια βμκίδζα- ηεθεζηέξ επζηεθμφκ έκα ιεβάθμ εφνμξ ηοηηανζηχκ θεζημονβζχκ πμο πενζθαιαάκμοκ ηαζ αοηέξ πμο ζπεηίγμκηαζ ιε : α) ηδκ ηοηηανζηή ακάπηολδ (BDNF, Narp), α) ηδκ εκδμηοηηανζηή ιεηαβςβή ζήιαημξ (RheB, RGS-2 ηαζ Homer1a), β) ζοκαπηζηέξ ηνμπμπμζήζεζξ ή άθθεξ δμιζηέξ αθθαβέξ [Arc, Homer1a, Narp, TPA (Tissue Palsminogen Activator), BDNF) ή δ) ημκ ιεηααμθζζιυ (COX-2) (Lanahan and Worley, 1998; Guzowski, 2002; Kubik et al., 2007). Απυ ημ ιεβάθμ πθήεμξ ηςκ πνχζιςκ βμκζδίςκ, ιυκμ θίβα έπμοκ πνδζζιμπμζδεεί βζα ηδκ πανημβνάθδζδ ηςκ θεζημονβζχκ ημο ζππυηαιπμο, ηαεχξ ηαζ άθθςκ εβηεθαθζηχκ 68

69 ΕΙΑΓΩΓΗ δμιχκ. Αοηά πενζθαιαάκμοκ ημοξ RTFs c-fos, c-jun ηαζ zif268, ηαεχξ ηαζ ηα πνχζια βμκίδζα- ηεθεζηέξ Arc ηαζ Homer1a. Ζ φζηενδ θάζδ ημο LTP (L-LTP), ηαεχξ ηαζ δ ιαηνμπνυκζα ικήιδ ιεζχκμκηαζ ζε δζάθμνεξ ζοιπενζθμνζηέξ ιεθέηεξ, υπςξ βζα πανάδεζβια μ πςνζηυξ οδάηζκμξ θααφνζκεμξ, ζε ιφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο zif268 (zif268 knock out) (Jones et al., 2001). Δπζπθέμκ, μζ ιφεξ ζημοξ μπμίμοξ έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο c-fos (c-fos knock out) εζδζηά ιυκμ ζημ ηεκηνζηυ κεονζηυ ζφζηδια ειθακίγμοκ επίζδξ ιεζςιέκμ LTP. Οζ ιφεξ αοημί επζπθέμκ, ειθακίγμοκ ιεζςιέκδ ικήιδ ζημ ζοιπενζθμνζηυ ηεζη ημο contextual fear conditioning, ηαεχξ ηαζ εθαηηςιέκδ ζηακυηδηα ακάηθδζδξ ικήιδξ ζημ πςνζηυ οδάηζκμ θααφνζκεμ (Fleischmann et al., 2003). Δηηυξ ηςκ ιεθεηχκ υπμο πνδζζιμπμζμφκηαζ knock out πεζναιαηυγςα, ιεθέηεξ ιε ηδκ πνήζδ antisense μθζβμκμοηθεμηζδίςκ επζαεααζχκμοκ επίζδξ ημκ νυθμ ημο c-fos ζηδκ εδναίςζδ ηδξ ικήιδξ. Δκδμσππμηαιπζηή έβποζδ antisense μθζβμκμοηθεμηζδίμο έκακηζ ημο mrna ημο c-fos ιεζχκεζ ηδκ εδναίςζδ ηδξ ικήιδξ βζα ηδκ απμθοβή εκυξ ακαζηαθηζημφ ενεείζιαημξ (inhibitory avoidance) (Guzowski and McGaugh, 1997), ηαεχξ ηαζ ηδ ιάεδζδ ημο πςνζημφ οδάηζκμο θααφνζκεμο (Guzowski, 2002). Δπζπθέμκ, εκδμσππμηαιπζηή έβποζδ antisense μθζβμκμοηθεμηζδίμο έκακηζ ημο mrna ημο c-fos ιεζχκεζ ηαζ ηδκ εδναίςζδ ηδξ ικήιδξ βζα ηδκ επζθμβή ηνμθήξ (socially transmitted food preference) (Countryman et al., 2005). Σμ πνχζιμ βμκίδζμ ηεθεζηήξ Arc (Activity-Regulated Cytoskeleton-associated protein- Lyford et al., 1995; επίζδξ βκςζηυ ηαζ ςξ Arg 3.1; Link et al., 1995) έπεζ πνμζεθηφζεζ ιεβάθμ εκδζαθένμκ ζημκ ημιέα ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ. Όπςξ ηαζ ζηδκ πενίπηςζδ ηςκ παναπάκς πνχζιςκ βμκζδίςκ, δ έηθναζδ ημο βμκζδίμο ηδξ Arc αολάκεζ ζδιακηζηά ιεηά απυ ενεείζιαηα πμο επάβμοκ ηδ δδιζμονβία ημο LTP ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ δ έηθναζή ημο ζοζπεηίγεηαζ ιε ηδκ απυδμζδ ζημκ οδάηζκμ θααφνζκεμ (Guzowski et al., 2001). Ακαζημθή ηδξ πνςηεσκζηήξ έηθναζδξ ηδξ Arc ζημκ ναπζαίμ ζππυηαιπμ ιεηά απυ ημπζηή έβποζδ antisense μθζβμκμοηθεμηζδίμο έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδ δζαηαναπή ηδξ δζαηήνδζδξ ημο LTP, αθθά δεκ θαίκεηαζ κα επδνεάγεζ ηδκ επαβςβή ημο. Δπζπθέμκ, δ εκδμσππμηαιπζηή έβποζδ antisense μθζβμκμοηθεμηζδίμο έκακηζ ηδξ Arc ιεζχκεζ ζδιακηζηά ηδκ εδναίςζδ ηδξ ικήιδξ ηαηά ηδκ εηπαίδεοζδ ζε πςνζηυ οδάηζκμ θααφνζκεμ (Guzowski et al., 2000). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα πνμηφπημοκ ηαζ απυ ιεθέηεξ ιε ηδ πνήζδ πεζναιαηυγςςκ ζηα μπμία έπεζ βίκεζ απαθμζθή ημο βμκζδίμο ηδξ Arc (Arc knock out) (Plath et al., 2006). Σα πεζναιαηυγςα αοηά εηδδθχκμοκ ιείςζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ ικήιδξ ιε ιενζηή δζαηαναπή ηαζ ηδξ απυηηδζδξ ηδξ ικήιδξ ή ηδξ αναποπνυκζαξ ικήιδξ ζε δζάθμνα ζοιπενζθμνζηά ιμκηέθα ιάεδζδξ. Δπζπθέμκ, εηδδθχκμοκ ιεζςιέκδ ιαηνμπνυκζα πθαζηζηυηδηα, ιε εκζζποιέκδ ηδκ πνχζιδ θάζδ ηαζ απμφζα ηδκ φζηενδ θάζδ ημο LTP, ηαεχξ ηαζ απμοζία ζηαεενήξ ιαηνμπνυκζαξ φθεζδξ (LTD). Σα παναπάκς απμηεθέζιαηα οπμδεζηκφμοκ ημ ζδιακηζηυ νυθμ ηδξ Arc ζηδ νφειζζδ ηαζ ζηαεενμπμίδζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ (Guzowski et al., 2000; Guzowski, 2002; Plath et al., 2006; Kubik et al., 2007). 69

70 ΣΟΦΟ ΣΟΥΟ Ο ζππυηαιπμξ ηαζ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ είκαζ εβηεθαθζηέξ δμιέξ πμο δζαδναιαηίγμοκ πμθφ ζδιακηζηυ νυθμ ζηζξ βκςζηζηέξ θεζημονβίεξ, υπςξ δ ικήιδ ηαζ δ ιάεδζδ (Moser and Moser, 1998; Miller, 2000; Simons and Spiers, 2003; Wood and Grafman, 2003). Πμθθέξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ κημπαιζκενβζηή κεφνςζδ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ είκαζ πμθφ ζδιακηζηή βζα ηδκ μθμηθήνςζδ ηςκ κεονςκζηχκ ζδιάηςκ, ηδκ δζαιυνθςζδ ηδξ ικήιδξ, ηαεχξ ηαζ βζα δζάθμνεξ ιμνθέξ ηδξ ιάεδζδξ (Williams and Goldman-Rakic, 1995; Gurden et al., 2000; Yang, 2000; Wang and O Donnell, 2001; Gonzalez-Islas and Hablitz, 2003; Chen et al., 2004; Huang et al., 2004; Tseng and O Donnell, 2004; Lisman and Grace, 2005; Granado et al., 2008). Δπζπθέμκ, δ κημπαιίκδ έπεζ δεζπεεί κα δζαδναιαηίγεζ έκα πμθφ ηνίζζιμ νυθμ ζηδκ επαβςβή, αθθά ηαζ ζηδ δζαηήνδζδ ηδξ ιαηνμπνυκζαξ εκδοκάιςζδξ (Long Term Potentiation, LTP), ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Huang and Kandel, 1995; Gurden et al., 2000; Li et al., 2003; Huang et al., 2004). Πνυζθαηεξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ κημπαιζκενβζηήξ ηαζ βθμοηαιζκενβζηήξ κεονμδζααίααζδξ ζημ επίπεδμ ηςκ οπμδμπέςκ είκαζ απαναίηδηδ βζα ηα ζςζηή δζελαβςβή ηςκ βκςζηζηχκ θεζημονβζχκ πμο δζαδναιαηίγμκηαζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Jay, 2003; Castner and Williams, 2007). Πζμ ζοβηεηνζιέκα, δθεηηνμθοζζμθμβζηέξ ιεθέηεξ ηαηαδεζηκφμοκ υηζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηςκ επίιοςκ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ εκζζπφεζ, ηυζμ ηδκ ελανηχιεκδ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ ηοηηανζηή δζεβενζζιυηδηα, υζμ ηαζ ηα νεφιαηα ηςκ NMDA οπμδμπέςκ (Wang and O Donnell, 2001; Gonzalez-Islas and Hablitz, 2003; Chen et al., 2004; Tseng and O Donnell, 2004). Δπζπθέμκ, ζημκ ζππυηαιπμ ηςκ επίιοςκ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκίζποζδ ηςκ δζεβενηζηχκ ιεηαζοκαπηζηχκ νεοιάηςκ (EPSCs) ηυζμ ηςκ NMDA, υζμ ηαζ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ (Yang, 2000). Δπίζδξ, «in vivo» ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ είκαζ απαναίηδηδ βζα ημ ελανηχιεκμ απυ ημοξ NMDA οπμδμπείξ LTP ζηζξ ζοκάρεζξ ιεηαλφ ζππμηάιπμο ηαζ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ (Gurden et al., 2000). Λαιαάκμκηαξ οπ υρδκ ηα παναπάκς, ζηυπμξ ηδξ πανμφζαξ ιεθέηδξ ήηακ κα ελεηάζμοιε ημ ιμνζαηυ ιδπακζζιυ μ μπμίμξ οπυηεζηαζ ζηζξ αθθδθεπζδνάζεζξ ημο κημπαιζκενβζημφ/ βθμοηαιζκενβζημφ ζοζηήιαημξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ηαεχξ ηαζ ηδ ζοιιεημπή αοηήξ ηδξ αθθδθεπίδναζδξ ζηδ βκςζηζηή θεζημονβία. Γζα ημ ζημπυ αοηυ ιεθεηήζαιε ηδκ αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ιε ημοξ NMDA/ AMPA οπμδμπείξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ηυζμ ζε «in vitro» πεζνάιαηα ιε ηδ πνήζδ ημιχκ ζππμηάιπμο ηαζ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ, υζμ ηαζ ζε «in vivo» ζοιπενζθμνζηά πεζνάιαηα ελενεφκδζδξ «ηαζκμφνβζμο» πενζαάθθμκημξ (open field exploration). Γζα ηδκ επίηεολδ ημο πνχημο ζηυπμο ιεθεηήζαιε ηδκ αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, ηαεχξ έπεζ δεζπεεί υηζ δ θςζθμνοθίςζδ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ 70

71 ΣΟΦΟ οπμδμπέςκ αοηχκ εκζζπφεζ ηδ θεζημονβία ημοξ, αολάκμκηαξ ηα ζμκηζηά νεφιαηα ηςκ οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ηδ δζαηίκδζδ ηςκ οπμδμπέςκ ζηδ ιειανακζηή επζθάκεζα (trafficking), βεβμκυηα ηα μπμία ιπμνεί κα ζοιαάθθμοκ ζηδκ επαβςβή ηαζ δζαηήνδζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ εκδοκάιςζδξ (LTP) (Tingley et al., 1997; Derkach et al., 1999; Banke et al., 2000; Scott et al., 2001, 2003; Liao et al., 2001). Δπζπθέμκ, δζενεοκήεδηε ημ ιμκμπάηζ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ πμο εκενβμπμείηαζ απυ ηδ ζφβπνμκδ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1/NMDA οπμδμπέςκ, ιεθεηχκηαξ ηδ ζοιιεημπή δφμ μδχκ: ηδξ D1/ PKA/ DARPP-32, πμο θεζημονβεί ζημ νααδςηυ ζχια ηαζ ηδξ D1/ ERK1/2 ηζκάζδξ, ακζπκεφμκηαξ ηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ DARPP-32 ηαζ ηδξ ΔRΚ1/2 ηζκάζδξ, ακηίζημζπα. Πνυζθαηεξ ιεθέηεξ ακαδεζηκφμοκ ηδκ ERK1/2 ηζκάζδ ςξ έκα ζδιαημδμηζηυ ιυνζμ πμο παίγεζ ζδιακηζηυ νυθμ ζηδκ επαβςβή ημο LTP, ηαεχξ ηαζ ζηζξ δζαδζηαζίεξ ηδξ ικήιδξ ηαζ ηδξ ιάεδζδξ (Blum et al., 1999; Selcher et al., 1999; Hebert and Dash, 2002; Thomas and Huganir, 2004). Γζα ηδκ επίηεολδ ημο δεφηενμο ζηυπμο ημ πεζναιαηζηυ ιμκηέθμ πμο πνδζζιμπμζήζαιε πενζθαιαάκεζ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζε έκα «ηαζκμφνβζμ», πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ, υπςξ δ ελενεφκδζδ εκυξ ακμζπημφ πεδίμο. Σμ πεζναιαηζηυ αοηυ ιμκηέθμ απμηεθεί ακηζπνμζχπεοζδ ηδξ θοζζηήξ ζοιπενζθμνάξ ελενεφκδζδξ ηαζ ηα πεζναιαηυγςα ηείκμοκ κα ακηζδνμφκ εζδζηά ζημ «ηαζκμφνβζμ» ενέεζζια αολάκμκηαξ ηδκ ελενεοκδηζηή ημοξ ζοιπενζθμνά (Vago and Kesner, 2008). Ζ δμηζιαζία αοηή έπεζ δεζπεεί υηζ πνμηαθεί αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ηαζ ηαη επέηηαζδ θοζζηή εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ (Ljungberg et al., 1992; Ihalainen et al., 1999; Li et al., 2003; Lisman and Grace, 2005). Υνδζζιμπμζχκηαξ ημ παναπάκς ιμκηέθμ δζενεοκήζαιε ηδκ επίδναζδ ημο «ηαζκμφνβζμο» πενζαάθθμκημξ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ζηδ θςζθμνοθίςζδ/ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Πεναζηένς ζηυπμξ ηδξ ιεθέηδξ αοηήξ ήηακ: α) κα δζενεοκήζμοιε ηδ ζοιιεημπή ηδξ D1/ NMDA ζοκένβεζαξ ζηα παναπάκς θαζκυιεκα ηαζ α) κα ελεηάζμοιε εάκ δ εκενβμπμίδζδ ημο ιμκμπαηζμφ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ είκαζ ζηακή κα μδδβήζεζ ζηδκ επαβςβή επζβεκκεηζηχκ ηνμπμπμζήζεςκ πμο ζοκεπάβμκηαζ ηδκ ακαδυιδζδ (remodeling) ηδξ πνςιαηίκδξ ηαζ αολδιέκδ ιεηαβναθζηή εκενβυηδηα, ηαεχξ ηαζ επαβςβή ηςκ επζπέδςκ έηθναζδξ πνχζιςκ βμκζδίςκ, υπςξ ημ cfos ηαζ ημ zif-268. Ζ ιεθέηδ ηςκ θαζκυιεκςκ αοηχκ είκαζ ζδζαίηενα ζδιακηζηή, δεδμιέκμο υηζ υπςξ είκαζ ηαθά ηεηιδνζςιέκμ μζ επζβεκκεηζηέξ αοηέξ ηνμπμπμζήζεζξ ηαζ δ επαβςβή ηδξ έηθναζδξ ηςκ βμκζδίςκ αοηχκ είκαζ θαζκυιεκα απαναίηδηα ζηδ νφειζζδ ηδξ ζοκαπηζηήξ πθαζηζηυηδηαξ, ζε δζάθμνεξ ιμνθέξ ηδξ ιάεδζδξ, ηαεχξ ηαζ ζηδκ εδναίςζδ ηδξ ικήιδξ (memory consolidation) (Crosio et al., 2003; Thomas and Huganir, 2004; Levenson et al., 2004; Levenson and Sweatt, 2005; Chwang et al., 2007). 71

72 2. ΤΛΗΚΑ ΚΑΗ ΜΔΘΟΓΟΗ

73 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 1. Πεζναιαηυγςα ηα πεζνάιαηα ηδξ ενβαζίαξ αοηήξ πνδζζιμπμζήεδηακ ανζεκζημί επίιοεξ Wistar, δθζηίαξ διενχκ. Οζ επίιοεξ πανέιεκακ ζημ γςμηνμθείμ ημο ενβαζηδνίμο θοζζμθμβίαξ ιε εθεφεενδ πνυζααζδ ζε κενυ ηαζ ηνμθή ηαζ ιε διενήζζμ ηφηθμ διέναξ/ κφηηαξ 12 ςνχκ, ζε υθδ ηδ δζάνηεζα ηδξ γςήξ ημοξ. Όθα ηα ενεοκδηζηά πνςηυημθθα πμο αθμνμφζακ ζημκ πεζνζζιυ ηςκ πεζναιαηζηχκ γχςκ έπμοκ εβηνζεεί απυ ηζξ Δπζηνμπέξ Ζεζηήξ ηδξ Δονςπασηήξ Έκςζδξ, ηαεχξ ηαζ ημο Πακεπζζηδιίμο Παηνχκ. 2. Πνμεημζιαζία ημο ζζημφ βζα ηα «in vitro» ηαζ «in vivo» πεζνάιαηα Σα πεζναιαηυγςα ακαζζεδημπμζμφκηαζ ιε αζεένα, απμηεθαθίγμκηαζ αιέζςξ ηαζ μζ εβηέθαθμί ημοξ απμιαηνφκμκηαζ, ημπμεεημφκηαζ ιέζα ζε παβςιέκμ (2-4 0 C), ηεπκδηυ εβηεθαθμκςηζαίμ οβνυ (ACSF) ηαζ ζηδ ζοκέπεζα πνδζζιμπμζχκηαξ ζοζηεοή ημπήξ ζζημφ McIlwain (McIlwain tissue chopper), παναζηεοάζηδηακ: α) εβηάνζζεξ θέηεξ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ πάπμοξ ιm πμο πενζθαιαάκμοκ υθεξ ηζξ πενζμπέξ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ (ναπζαίμ, ηεκηνζηυ ηαζ πθεονζηυ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ- dorsal, medial, ventral prefrontal cortex) (1,5 2,5 mm πνμζείςξ ημο ανέβιαημξ), α) εβηάνζζεξ θέηεξ νααδςημφ πάπμοξ ιm, ηαζ β) ζηδ ζοκέπεζα, αθμφ απμιμκςεμφκ μζ δφμ ζππυηαιπμζ, παναζηεοάγμκηαζ εβηάνζζεξ θέηεξ πάπμοξ ιm απυ ημ ναπζαίμ 1/3 ηαζ ημ ημζθζαηυ 1/3 ηιήια ημο ζππυηαιπμο, πμο εηηείκμκηαζ πενζζζυηενμ απυ 1 mm ηαζ θζβυηενμ απυ 3,5 mm απυ ηδκ άηνδ ηάεε ηιήιαημξ, υπςξ θαίκεηαζ ζηδκ Δζηυκα 1. Αιέζςξ ιεηά ηδκ πνμεημζιαζία, μζ θέηεξ αοείγμκηαζ ζε μλοβμκςιέκμ ηεπκδηυ εβηεθαθμκςηζαίμ οβνυ, ζφζηαζδξ: 124 mm NaCl, 4 mm KCl, 2 mm MgSO 4, 2 mm CaCl 2, 1,25 mm NaH 2 PO 4, 26 mm NaHCO 3, 10 mm βθοηυγδξ, ζε ph=7,4 ηαζ εενιμηναζίαξ ± 33 0 C, ιε ηδ ζοκεπή πανμπή ιείβιαημξ μλοβυκμο- δζμλεζδίμο ημο άκεναηα (95 % O 2-5 % CO 2 ), υπμο παναιέκμοκ βζα ημοθάπζζημκ 1 χνα πνζκ ηδκ πνμζεήηδ ηςκ θανιάηςκ. Γζα ηα «in vivo» πεζνάιαηα, μζ θέηεξ ζππμηάιπμο, πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ νααδςημφ, αιέζςξ ιεηά ηδκ παναζηεοή ημοξ αοείγμκηαζ αιέζςξ ζε παβςιέκμ Ν-ιεεοθμαμοηάκζμ (ζζμπεκηάκζμ) (Sigma) (-50 o C) ηαζ απμεδηεφμκηαζ ζημοξ 80 o C βζα πεναζηένς πνήζδ. 3. «In vitro» εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, ηαεχξ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζηζξ θέηεξ ζππμηάιπμο, πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ νααδςημφ Οζ ημιέξ ημο ζππυηαιπμο, πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ νααδςημφ ηαηακειήεδηακ ζημοξ ελήξ θανιαημθμβζημφξ ζοκδοαζιμφξ (Wang and O Donnell, 2001; Tseng and O Donnell, 2004): α) control θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ ιυκμ ιε θοζζμθμβζηυ μνυ 73

74 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Δηθόλα 1. Μέζνδνη πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ θαηά ηελ πξνεηνηκαζία ηνπ ηζηνύ από ξαρηαίν θαη θνηιηαθό ηππόθακπν. (Α) Φσηνγξαθία αξηζηεξνύ ηππόθακπνπ κε ππεξεκθαηλόκελν ην πεξίγξακκα ηεο δνκήο, πνπ θαίλεηαη ε έθηαζε ησλ δύν πόισλ (ξαρηαίνο-θνηιηαθόο) εθ ησλ νπνίσλ παξαζθεπάζηεθε ν ηζηόο. Ο ηζηόο παξαζθεπάζηεθε σο εγθάξζηεο θέηεο (Β). ηελ εηθόλα Β, νη βακκέλεο κε ρξώζε θαηά Nissl ηνκέο πξνέξρνληαη από εγθάξζηεο θαη επηκήθεηο πξνεηνηκαζίεο ηνπ ηζηνύ, αληίζηνηρα (B 1 : από ηνλ θνηιηαθό ηππόθακπν B 2 : από ην ξαρηαίν ηππόθακπν). (0,9 % NaCl), α) θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ ιυκμ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SKF38393 (Sigma), ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 2 ιμ, β) θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ ιυκμ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ, SKF38393 (Sigma), ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιμ, δ) θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ πανμοζία ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, NMDA (Sigma), ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 5 ιμ, ε) θέηεξ μζ μπμίεξ ζοκεπςάζηδηακ πανμοζία ηυζμ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SKF38393 (2 ιμ), υζμ ηαζ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, NMDA (5 ιμ), ζη) θέηεξ μζ μπμίεξ ζοκεπςάζηδηακ πανμοζία ηυζμ ημο SKF38393 (10 ιμ), υζμ ηαζ ημο NMDA (5 ιμ), γ) θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ ιυκμ πανμοζία ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ AMPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, AMPA (Tocris) (1 ιμ), δ) θέηεξ, ζηζξ μπμίεξ έβζκε ζοκεκενβμπμίδζδ, ηυζμ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, υζμ ηαζ ηςκ AMPA οπμδμπέςκ, ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ, SKF38393 (2 ιμ) ηαζ AMPA (1 ιμ), ακηίζημζπα, ε) θέηεξ, μζ μπμίεξ ζοκεπςάζηδηακ πανμοζία, ηυζμ ημο SKF38393 (10 ιμ), υζμ ηαζ ημο AMPA (1 ιμ), ζ) θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ πανμοζία ιυκμ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, quinpirole (Tocris), ζηδ ζοβηέκηνςζδ ημο 1 ιμ, ηαεχξ ηαζ ζα) θέηεξ, μζ μπμίεξ ζοκεπςάζηδηακ πανμοζία, ηυζμ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, quinpirole (1 ιμ), υζμ ηαζ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, NMDA (5 ιμ). Ζ επχαζδ ηςκ ημιχκ πανμοζία ηςκ δζάθμνςκ θανιαημθμβζηχκ ζοκδοαζιχκ πναβιαημπμζήεδηε βζα πνμκζηυ δζάζηδια 5 θεπηχκ, ιεηά ημ πέναξ ημο μπμίμο, μζ θέηεξ αοείγμκηαζ αιέζςξ ζε παβςιέκμ Ν-ιεεοθμαμοηάκζμ (ζζμπεκηάκζμ) (Sigma) (-50 o C) ηαζ απμεδηεφμκηαζ 74

75 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ζημοξ 80 o C βζα πεναζηένς πνήζδ. ηζξ θέηεξ, μζ μπμίεξ επςάζηδηακ πανμοζία ημο εζδζημφ ακαζημθέα ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (Tocris), ημ SL327 (10 ιμ) (Selcher et al., 2003) πνμζηέεδηε 15 θεπηά πνζκ ηδκ επχαζδ ηςκ θεηχκ ιε ημοξ δζάθμνμοξ θναιαημθμβζημφξ ζοκδοαζιμφξ. 4. Δζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκελενεοκδηζηή ζοιπενζθμνά απυηνζζδξ ζημ «κέμ» ενέεζζια Πνζκ ηδκ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ, υθα ηα πεζναιαηυγςα δέπεδηακ εζδζηυ πεζνζζιυ (handling) δζάνηεζαξ 10 θεπηχκ βζα ηνεζξ δζαδμπζηέξ διένεξ, χζηε κα ελμζηεζςεμφκ ιε ημ πεζνζζηή. Ζ δζαδζηαζία έηεεζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ ενέεζζια, πενζθαιαάκεζ ηδκ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ, ημ μπμίμ απμηεθεί έκα ημοηί ακμζπημφ πεδίμο δζαζηάζεςκ 40 cm X 40 cm X 40 cm ηαζ δ ζοιπενζθμνά ημοξ παναηδνήεδηε βζα 15 θεπηά. Οζ επίιοεξ ακηζδνμφκ ζηδκ εζζαβςβή ημοξ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ ιε ακηζδνάζεζξ ηφπμο rearing, sniffing, moving, grooming η.θ.π. Οζ ζοιπενζθμνζηέξ αοηέξ ακηζδνάζεζξ εεςνμφκηαζ εκδεζηηζηέξ ηδξ ελενεφκδζδξ εκυξ κέμο πενζαάθθμκημξ (Thiel et al., 1999; Antoniou et al., 2004; White et al., 2007). Ζ δζάνηεζα ηςκ 15 θεπηχκ επζθέπεδηε, επεζδή δ ζφκημιδ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ ακηζηαημπηνίγεζ πθήνςξ ηδκ ακηίδναζδ ηςκ επίιοςκ ζηα ηαζκμφνβζα ενεείζιαηα (Thiel et al., 1999; Antoniou et al., 2004; White et al., 2007). Μεηά ημ πέναξ ηδξ πενζυδμο έηεεζδξ ηςκ επίιοςκ ζημ πνςηυβκςνμ ενέεζζια, ηα γχα ανπίγμοκ κα ελμζηεζχκμκηαζ ιε ημ πενζαάθθμκ ημοξ ηαζ δεκ ακηζδνμφκ πθέμκ ιε ηζξ παναπάκς παναηηδνζζηζηέξ ακηζδνάζεζξ (π.π. moving, sniffing), εκχ δ ακηίδναζδ rearing είκαζ πμθφ ιεζςιέκδ. Μεηά ημ πέναξ ηδξ δεηαπεκηάθεπηδξ αοηήξ πενζυδμο έηεεζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ ενέεζζια, μζ επίιοεξ απμιαηνφκμκηαζ ηαζ αημθμοεείηαζ δ δζαδζηαζία ζοθθμβήξ ζζημφ πμο πενζβνάθεηαζ παναπάκς. Ζ πμνήβδζδ ηςκ θανιάηςκ πναβιαημπμζήεδηε εκδμπενζημκζαηά θεπηά πνζκ ηδκ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ βζα 15 θεπηά ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ. Υμνδβήεδηακ μζ αηυθμοεμζ θανιαημθμβζημί ζοκδοαζιμί: α) θοζζμθμβζηυξ μνυξ (0,9 % NaCl) ςξ control, α) μ εζδζηυξ ακηαβςκζζηήξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SCH23390 (0,03 mg/ Kg) (Tocris), β) μ εζδζηυξ ακηαβςκζζηήξ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, MK801 (0,01 mg/ Kg) (Sigma), β) μ ζοκδοαζιυξ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ, SCH23390 (0,03 mg/ Kg) ιαγί ιε ημκ εζδζηυ ακηαβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ ΜΚ801 (0,01 mg/ Kg), δ) μ εζδζηυξ ακαζημθέαξ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (50 mg/ Kg) (Tocris) (Selcher et al., 2001), ε) μ εζδζηυξ ακηαβςκζζηήξ ηςκ ιμοζηανζκζηχκ οπμδμπέςκ αηεηοθμπμθίκδξ, scopolamine (3 mg/ Kg) (Sigma), ηαζ ζη) μ ζοκδοαζιυξ ηςκ εζδζηχκ ακηαβςκζζηχκ ηςκ D1, NMDA ηαζ ιμοζηανζκζηχκ οπμδμπέςκ αηεηοθμπμθίκδξ, SCH23390 (0,03 mg/ Kg), MK801 (0,01 mg/ Kg) ηαζ scopolamine (3 mg/ Kg), ακηίζημζπα. 75

76 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 5. Γζαδζηαζία ελμζηείςζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ιε ημ «ηαζκμφνβζμ» πενζαάθθμκ Ζ δζαδζηαζία ελμζηείςζδξ ηςκ επίιοςκ ιε ημ «πνςηυβκςνμ» πενζαάθθμκ πενζθαιαάκεζ ηδκ ημπμεέηδζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ημοηί ακμζπημφ πεδίμο βζα 15 θεπηά βζα ηνείξ δζαδμπζηέξ διένεξ, υπμο ιεηά ημ πέναξ ηάεε πνμκζημφ δζαζηήιαημξ ηάεε διέναξ ηα πεζναιαηυγςα επζζηέθμοκ ζημ ανπζηυ ημοξ ηθμοαί. Σδκ ηέηανηδ διένα ηάεε πεζναιαηυγςμ επακεηηείεεηαζ ζημ ημοηί ακμζπημφ πεδίμο βζα πνμκζηυ δζάζηδια 15 θεπηχκ ηαζ ζηδ ζοκέπεζα απμιαηνφκεηαζ ηαζ αημθμοεείηαζ δ δζαδζηαζία ζοθθμβήξ ζζημφ πμο πενζβνάθεηαζ παναπάκς. 6. Νεονμπδιζηή ακάθοζδ: Μέηνδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ημο ιεηααμθίηδ ηδξ DOPAC, ηαεχξ ηαζ ημο θυβμο turn over ηδξ κημπαιίκδξ ιε ηδκ ηεπκζηή οβνήξ πνςιαημβναθίαξ ορδθήξ απυδμζδξ (HPLC) 6.1. Αξρή ηεο κεζόδνπ Ζ ηθαζζηή πνςιαημβναθία ζηήθδξ πνδζζιμπμζείηαζ εονέςξ ζηδκ πνμηαηενβαζία πμθφπθμηςκ δεζβιάηςκ, ηα μπμία πνεζάγμκηαζ πνμηαηανηηζηυ δζαπςνζζιυ, πνζκ ακαθοεμφκ ιε ιία εκυνβακδ ακαθοηζηή ηεπκζηή. Δλαζηίαξ ηςκ πνδζζιμπμζμφιεκςκ ζηδθχκ (ζπεηζηά ιεβάθδξ δζαιέηνμο ηαζ πθδνςιέκεξ ιε ιεβάθδξ δζαιέηνμο ζςιαηίδζα πθδνςηζημφ οθζημφ) ηαζ ηςκ ιζηνχκ ηαποηήηςκ νμήξ ηδξ ηζκδηήξ θάζεςξ, μ πνυκμξ μ μπμίμξ απαζηείηαζ βζα έκα δζαπςνζζιυ ιε ηδκ ηθαζζηή πνςιαημβναθία ζηήθδξ είκαζ ζπεηζηά ιεβάθμξ. Με ηδκ ακάπηολδ ηδξ οβνήξ πνςιαημβναθίαξ ορδθήξ απμδυζεςξ (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) μζ πνυκμζ δζαπςνζζιμφ ιεζχεδηακ ζδιακηζηά. Καηά ηδκ ηεπκζηή αοηή ημ οθζηυ πθδνχζεςξ ηδξ ζηήθδξ είκαζ θεπηυηαημο δζαιενζζιμφ (ζςιαηίδζα πμθφ ιζηνήξ δζαιέηνμο) ηαζ έπεζ ορδθή ζθαζνζηή ηακμκζηυηδηα έηζζ, χζηε κα επζηοβπάκμκηαζ ιεβάθμο ααειμφ μιμζμιμνθία ηαζ ποηκυηδηα πθδνχζεςξ. Με ηδκ ηεπκζηή ηδξ HPLC επζηοβπάκμοιε ημ δζαπςνζζιυ ηςκ ζοζηαηζηχκ εκυξ οβνμφ ιίβιαημξ, πενκχκηαξ ημ ιέζα απυ ιζα πνςιαημβναθζηή ζηήθδ, ιε ηδ αμήεεζα ακηθζχκ ορδθήξ πίεζδξ. ηδκ HPLC δζαηνίκμοιε δομ θάζεζξ: α) Σδ ζηαηζηή θάζδ, πμο απμηεθείηαζ απυ ζηενευ πμνχδεξ οθζηυ, ή οβνυ ηαεδθςιέκμ ζε ζηενευ οπυζηνςια πμθφ ιζηνήξ δζαιέηνμο, πμο ανίζηεηαζ ιέζα ζηδ ζηήθδ ηαζ α) ηδκ ηζκδηή θάζδ πμο είκαζ έκαξ δζαθφηδξ, ή ιίβια δζαθοηχκ. Ζ δζααίααζδ ηδξ οβνήξ ηζκδηήξ θάζδξ ιέζα απυ ηδ ζηαηζηή, πναβιαημπμζείηαζ ιε ηδ αμήεεζα ακηθζχκ ορδθήξ πίεζδξ ηαζ έηζζ επζηοβπάκμκηαζ δφζημθμζ δζαπςνζζιμί ιέζα ζε θίβα θεπηά. Ζ ορδθή ποηκυηδηα πθδνχζεςξ υιςξ ιε αοηά ηα πμθφ ιζηνά ζςιαηίδζα ιεζχκεζ ηδ ηαπφηδηα νμήξ ηδξ ηζκδηήξ θάζεςξ ιέζα απυ ηδ ζηήθδ (ιεβάθδ ακηίζηαζδ ιεηαθμνάξ) ηαζ βζα κα επζηεοπεεί ιία θμβζηή ηαπφηδηα νμήξ απαζηείηαζ δ εθανιμβή ορδθήξ πζέζεςξ ζηδκ ηζκδηή θάζδ. Σα ααζζηά ηιήιαηα ιζαξ ζοζηεοήξ HPLC είκαζ: 1) ζφζηδια πανμπήξ ηζκδηήξ θάζεςξ, 2) ζφζηδια εζζαβςβήξ δείβιαημξ, 3) ζηήθδ, 4) ακζπκεοηήξ ηαζ 5) ηαηαβναθέαξ (Δζηυκα 2). 76

77 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Ζ ηεπκζηή HPLC ιπμνεί κα πνδζζιμπμζδεεί βζα δζαπςνζζιμφξ ααζζζιέκμοξ ζε πνμζνυθδζδ, ηαηακμιή, ζκημακηαθθαβή ηαζ ιμνζαηυ απμηθεζζιυ, εκχ βζα ηάεε ιία εθανιμβή δζαηίεεκηαζ απυ δζάθμνεξ παναζηεοάζηνζεξ εηαζνείεξ μζ ηαηάθθδθεξ ζηήθεξ. Έπμοκ επίζδξ ακαπηοπεεί οθζηά πθδνχζεςξ (ηονίςξ ιζηνμπμνχδδ ζςιαηίδζα πδηηήξ δζμλεζδίμο ημο πονζηίμο) ιε πδιζηά ζοκδεδειέκεξ ζηαηζηέξ θάζεζξ (chemically bonded stationary phases). ηδκ πενίπηςζδ αοηή εάκ δ ζηαηζηή θάζδ είκαζ ιδ πμθζηή ηαζ δ ηζκδηή θάζδ απμηεθείηαζ απυ ιίβιαηα μνβακζηχκ δζαθοηχκ-κενμφ ηυηε δ ηεπκζηή μκμιάγεηαζ οβνή πνςιαημβναθία ορδθήξ απυδμζδξ ακάζηνμθδξ θάζεςξ (Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography, RP-HPLC). ε έκα ηαθυ πνςιαημβναθζηυ ζφζηδια ακαθφζεςξ πνέπεζ κα επζηοβπάκεηαζ δζαθμνεηζηή ηαπφηδηα ιεηαηζκήζεςξ ηςκ γςκχκ ηςκ ζοζηαηζηχκ, θυβς ημο δζαθμνεηζημφ ααειμφ ζοβηναηήζεςξ ημοξ ζηδ ζηαηζηή θάζδ. Ζ HPLC ιπμνεί κα πνδζζιμπμζδεεί βζα ημ δζαπςνζζιυ ηαζ ηδκ πμζμηζηή ηαζ πμζμηζηή ακάθοζδ πμθφπθμηςκ ιεζβιάηςκ μοζζχκ πμζηίθδξ πνμεθεφζεςξ. Ζ HPLC πνδζζιμπμζείηαζ βζα ημ δζαπςνζζιυ πμθφπθμηςκ ακυνβακςκ ηαζ μνβακζηχκ ιζβιάηςκ ηαεχξ ηαζ ζηδκ πμζμηζηή ηαζ πμζμηζηή ακάθοζδ. Δίκαζ ζδζαίηενα πνήζζιδ βζα ημ δζαπςνζζιυ ηαζ ηδκ ακάθοζδ ιζβιάηςκ ιμνζαηχκ, ή ζμκηζηχκ εκχζεςκ ιε παιδθέξ ηάζεζξ αηιχκ ηαεχξ ηαζ εενιζηά αζηαεχκ εκχζεςκ, πμο δεκ ιπμνμφκ κα ελαενςεμφκ πςνίξ κα δζαζπαζημφκ. ε ακηίεεζδ ιε ηδκ αένζα πνςιαημβναθία, πνδζζιμπμζείηαζ βζα ημ δζαπςνζζιυ ιζβιάηςκ μοζζχκ ιεβάθμο ιμνζαημφ αάνμοξ ηαζ πμθζηυηδηαξ, πνμζδζμνίγμκηαξ ζε ζυκηα πμζυηδηεξ ηδξ ηάλδξ ημο ppb. Ζ HPLC απμηεθεί ηδκ ηεπκζηή επζθμβήξ ζε πμθθά πνμαθήιαηα θανιαηεοηζηήξ ακάθοζδξ ηαζ πνδζζιμπμζείηαζ εονέςξ ζηδκ ακάθοζδ αζμθμβζηχκ δεζβιάηςκ. Δηθόλα 2. ρεκαηηθή απεηθόληζε κηαο δηάηαμεο HPLC. 77

78 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 6.2. Νεπξνρεκηθή αλάιπζε Μεηά ηδκ εακάηςζδ ηςκ επίιοςκ, απμιαηνφκμκηαζ βνήβμνα μ εβηέθαθμξ ηαζ απμιμκχκμκηαζ μζ πενζμπέξ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ, ημο ζππμηάιπμο ηαζ ημο νααδςημφ. Οζ απμιμκςιέκεξ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ γοβίγμκηαζ ηαζ ζηδ ζοκέπεζα μιμβεκμπμζμφκηαζ ζε 500 θ δζαθφιαημξ οπενπθςνζημφ μλέμξ (HClO 4 ) 0,2 Ν (Merck KgaA) πμο πενζθαιαάκεζ 7,9 mm Na 2 S 2 O 5 (Riedel-de Haen AG) ηαζ 1,3 mm Na 2 EDTA (Riedel-de Haen AG). Σμ μιμβεκμπμίδια θοβμηεκηνήηαζ ζηζξ rpm βζα 30 θεπηά ζημοξ 4 0 C ηαζ ημ οπενηείιεκμ απμεδηεφεηαζ ζημοξ C ιέπνζ ηδκ ακάθοζδ. Οζ ακαθοηζηέξ ιεηνήζεζξ πναβιαημπμζήεδηακ πνδζζιμπμζχκηαξ ακηθία οβνήξ πνςιαημβναθίαξ ορδθήξ απυδμζδξ (HPLC) ηφπμο Pharmacia-LKB 2248 ζογεοβιέκδ ιε δθεηηνμπδιζηυ ακζπκεοηή ηφπμο BAS LC4B (Bioanalytical Systems Inc.), υπςξ πενζβνάθμοκ πνμδβμφιεκεξ ιεθέηεξ (Sharp et al., 1987) ιε ηάπμζεξ ηνμπμπμζήζεζξ (Dalla et al., 2004, 2005). Όθα ηα δείβιαηα ακαθφεδηακ εκηυξ ηδξ πνμκζηήξ πενζυδμο εκυξ ιδκυξ ιεηά ηδκ μιμβεκμπμίδζδ. Πνμδβμφιεκεξ ιεθέηεξ οπμδεζηκφμοκ υηζ μζ ιμκμαιίκεξ, υπςξ δ κημπαιίκδ παναιέκμοκ ζηαεενέξ ιέπνζ έκα ιήκα ιεηά ηδκ μιμβεκμπμίδζδ (Kilpatrick et al., 1986). ε υθα ηα δείβιαηα βζα ημκ πνμζδζμνζζιυ ηδξ κημπαιίκδξ ηαζ ημο ιεηααμθίηδ ηδξ 3, 4 dixydroxyphenylacetate (DOPAC) πνδζζιμπμζήεδηε πνςιαημβναθία ζμκημακηαθθαβήξ ακηίζηνμθδξ θάζδξ. Ζ ηζκδηή θάζδ απμηεθείηαζ απυ 50 mm δζαθφιαημξ θςζθμνζηχκ ζε ph=3, πμο πενζθαιαάκεζ άθαξ ημο 5-μηηοθμεεζσημφ καηνίμο (5-octyl sulfate sodium) (Riedel-de Haen AG) ζε ζοβηέκηνςζδ 300 mg/ L ςξ ακηζδναζηήνζμ ζμκημακηαθθαβήξ ηαζ Na 2 EDTA ζηδκ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 20 mg/ L (Riedel-de Haen AG). Δπζπθέμκ, πνμζηέεδηε αηεημκζηνίθζμ (acetonitrile) ζε ζοβηέκηνςζδ 7-10 %. Σα standards ακαθμνάξ πνμεημζιάζηδηακ ζε 0,2 Ν δζαθφιαημξ οπενπθςνζημφ μλέμξ (Merck KgaA), πμο πενζθαιαάκεζ 7,9 mm Na 2 S 2 O 5 (Riedel-de Haen AG) ηαζ 1,3 mm Na 2 EDTA (Riedel-de Haen AG). Ζ εοαζζεδζία ηδξ ιεευδμο ελεηάζηδηε βζα ηάεε ζεζνά δεζβιάηςκ πνδζζιμπμζχκηαξ ελςηενζηά standards. Σμ δθεηηνυδζμ πμο πνδζζιμπμζήεδηε ήηακ βοάθζκμ απυ άκεναηα ηαζ ημ δθεηηνυδζμ ακαθμνάξ ήηακ Ag/ AgCl. Οζ ζηήθεξ ήηακ ηφπμο Thermo Hypersil- Keystone, 150 X 2,1 mm 5 ι Hypersil, Elite C18 (Thermo Electron). Ζ πμζμηζημπμίδζδ ηςκ δεζβιάηςκ πναβιαημπμζήεδηε ιε ζφβηνζζδ ηδξ πενζμπήξ ηάης απυ ηδκ ηαιπφθδ (Area Under the Curve, AUC) ιε ημ standards ακαθμνάξ, πνδζζιμπμζχκηαξ ημ software Chromatography Station for Windows ver.17 Data Apex Ltd. Σμ υνζμ ακίπκεοζδξ ήηακ 1 pg/ 27 ιl (υβημξ έβποζδξ), εκχ μ θυβμξ ζήιαημξ/ ευνοαμ ήηακ πάκς απυ 3:1. Δπζπθέμκ, μ θυβμξ DOPAC/ κημπαιίκδ οπμθμβίζηδηε ςξ δείηηδξ ημο turnover ηδξ κημπαιίκδξ (Karstaedt et al., 1994; Cransac et al., 1996; Dalla et al., 2004), χζηε κα οπάνπεζ ηαθφηενδ εηηίιδζδ ηδξ κημπαιζκενβζηήξ εκενβυηδηαξ. Οζ θυβμζ turnover ακηζπνμζςπεφμοκ δείηηεξ ζφκεεζδξ, απεθεοεένςζδξ, επακαπνυζθδρδξ ηαζ/ ή ιεηααμθζζιμφ ηδξ κημπαιίκδξ (Elhwuegi, 2004). 78

79 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Γηαιύκαηα Γζάθοια Τπενπθςνζημφ μλέμξ (HClO 4 ) Πνμζεέημοιε 17,2 ml δζαθφιαημξ οπενπθςνζημφ μλέμξ 70 % ζε 1 L ddh 2 0. Γζάθοια μιμβεκμπμίδζδξ ζζημφ ημ παναπάκς δζάθοια οπενπθςνζημφ μλέμξ πνμζεέημοιε 1,5 gr Na 2 S 2 O 5 ηαζ 0,5 gr Na 2 EDTA ζε ηεθζηυ υβημ 1 L. Γζάθοια θςζθμνζηχκ Παναζηεοάγμοιε δζάθοια 0,1 M, ph=3: Πνμζεέημοιε 8,83 g NaH 2 PO 4 H ,88 g Na 2 HPO 4.12H 2 0 ζε ηεθζηυ υβημ 1 L. Απυ ημ stock αοηυ αναζχκμοιε ζε ηεθζηή ζοβηέκηνςζδ 50 mm. 79

80 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 7. SDS δθεηηνμθυνδζδ ζε πήηηςια πμθοαηνοθαιζδίμο (SDS-PAGE) Ο υνμξ δθεηηνμθυνδζδ ακαθένεηαζ ζημ θαζκυιεκμ ιεηακάζηεοζδξ δθεηηνζηά θμνηζζιέκςκ ζςιαηζδίςκ- ζυκηςκ ή άθθςκ ζςιαηζδίςκ ηδξ φθδξ οπυ ηδκ επίδναζδ δθεηηνζημφ πεδίμο. διακηζηά αζμθμβζηά ιυνζα, υπςξ ηα αιζκμλέα, ηα πεπηίδζα, μζ πνςηεΐκεξ ηαζ ηα κμοηθεσηά μλέα ιπμνμφκ ιέζα ζε δθεηηνζηυ πεδίμ κα ιεηαηζκδεμφκ είηε πνμξ ηδκ άκμδμ, είηε πνμξ ηδκ ηάεμδμ, ακαθυβςξ ηδξ θφζδξ ημο δθεηηνζημφ ημοξ θμνηίμο. Με αοηυ ημκ ηνυπμ, εηιεηαθθεουιεκμζ ηα δζάθμνα θμνηία ηαζ ιμνζαηά αάνδ ηςκ πνςηεσκχκ πμο οθίζηακηαζ δθεηηνμθυνδζδ, επζηοβπάκεηαζ μ δζαπςνζζιυξ ημοξ. ηδκ SDS-PAGE δθεηηνμθυνδζδ (Sodium Dodecyl Sulphate- Polyacrylamide Gel Electrophoresis) πνδζζιμπμζείηαζ ςξ ιέζμ δζαπςνζζιμφ ημ αηνοθαιίδζμ, ημ μπμίμ δδιζμονβεί ηνζζδζάζηαηα πμθοιενή δίηηοα ζε ιζα εονεία ηθίιαηα. Σμ πήηηςια ζπδιαηίγεηαζ ιε πμθοιενζζιυ ηςκ ιμκμιενχκ ημο αηνοθαιζδίμο πμο μδδβεί ζηδ δδιζμονβία αθοζίδςκ πμθοαηνοθαιζδίμο. ηζξ αθοζίδεξ αοηέξ εκζςιαηχκμκηαζ ηαηά δζαζηήιαηα ιυνζα NN-ιεεοθεκ-bisαηνοθαιζδίμο, ηα μπμίμ, θυβς ηδξ δμιήξ ημοξ ιπμνμφκ κα εκζςιαηςεμφκ ζε δφμ δζαθμνεηζηέξ αθοζίδεξ ηαζ έηζζ κα δδιζμονβδεεί πθέβια. Ο πμθοιενζζιυξ ημο αηνοθαιζδίμο είκαζ έκα πανάδεζβια δνάζδξ ηςκ εθεοεένςκ νζγχκ. Ζ ηαηάθοζδ επζηοβπάκεηαζ ιέζς ιζαξ αάζδξ, ηδξ NNN N -ηεηναιεεοθαζεοθεκεκμδζαιίκδ (TEMED), αθθά ιυκμ ιε ηδ αμήεεζα εθεοεένςκ νζγχκ πμο δδιζμονβμφκηαζ πδιζηά ιε οπενεεζσηά ζυκηα (S2O3), πάνδ ζηδκ πανμοζία εκυξ δεφηενμο ηαηαθφηδ, ημο οπενεεζσημφ αιιςκίμο (ammonium persulfate). ηα πεζνάιαηα πμο πναβιαημπμζήεδηακ δ ακάθοζδ ηςκ πνςηεσκχκ έβζκε ιε δθεηηνμθυνδζδ ζε πήηηςια πμθοαηνοθαιζδίμο, πανμοζία απμδζαηαηηζηχκ παναβυκηςκ (SDS, α-ιενηαημαζεακυθδ). Σμ SDS (Sodium Dodecyl Sulphate) είκαζ έκα ζμκηζηυ απμννοπακηζηυ ημ μπμίμ δεζιεφεηαζ ζηζξ πνςηεΐκεξ ιε ζηαεενή ακαθμβία αάνμοξ (1,4gr SDS ακά gr πνςηεΐκδξ). Ζ επζπθέμκ πνήζδ ακαβςβζηχκ παναβυκηςκ, υπςξ είκαζ δ δζεεζμενεσηυθδ (DTT) ή δ α-ιενηαημαζεακυθδ, έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ακαβςβή ηςκ δζζμοθθζδζηχκ δεζιχκ ηςκ πνςηεσκχκ. Ζ πθήνδξ απμδζάηαλδ ηςκ πνςηεσκχκ επζηοβπάκεηαζ ιε εένιακζδ ηςκ πνςηεσκζηχκ δεζβιάηςκ βζα 5 θεπηά ζημοξ 100 μ C, πανμοζία υθςκ ηςκ παναπάκς απμδζαηαηηζηχκ παναβυκηςκ. Σεθζηά ζηδκ SDS-PAGE δθεηηνμθυνδζδ ακαθφμκηαζ πμθοπεπηίδζα ηα μπμία έπμοκ απμηηήζεζ ηαεανυ ανκδηζηυ θμνηίμ θυβς ημο SDS ηαζ επμιέκςξ δ δθεηηνμθμνδηζηή ημοξ ηζκδηζηυηδηα είκαζ ζοκάνηδζδ ιυκμ ημο ιμνζαημφ ημοξ αάνμοξ. Αλνζναπνηύπωκα (Western blot) Ζ ιέεμδμξ αοηή επζηνέπεζ ηδκ εηθεηηζηή ακίπκεοζδ ιζαξ πνςηεΐκδξ-ακηζβυκμο, ιε ηδ πνήζδ εζδζηχκ ακηζζςιάηςκ πμο έπμοκ παναζηεοαζηεί βζ αοηυ. Ζ ιέεμδμξ πενζθαιαάκεζ ηδκ δθεηηνμθμνδηζηή ακάθοζδ εκυξ πνςηεσκμφπμο δζαθφιαημξ ζε πήηηςια πμθοαηνοθαιζδίμο, ηδκ δθεηηνμιεηαθμνά ηςκ πνςηεσκχκ ζε ιειανάκεξ ηαζ ηέθμξ ηδ δέζιεοζδ ηςκ εζδζηχκ ακηζζςιάηςκ ζημ ακηζβυκμ. Μεηά απυ ηδκ ηάθορδ ηςκ ηεκχκ εέζεςκ ηδξ ιειανάκδξ (blocking) πναβιαημπμζείηαζ επχαζδ ηδξ 80

81 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ιειανάκδξ ιε εζδζηυ έκακηζ ημο οπυ ιεθέηδ ακηζβυκμο ακηίζςια. ηδ ζοκέπεζα, δ ιειανάκδ επςάγεηαζ ιε ακηίζςια πμο ακαβκςνίγεζ ηδκ Fc πενζμπή ημο πνχημο ακηζζχιαημξ. Σμ δεφηενμ ακηίζςια είκαζ ζδιαζιέκμ είηε εκγοιζηά είηε ναδζεκενβά, μπυηε είκαζ δοκαηή δ ακίπκεοζδ ημο ζοιπθυημο ακηζβυκμο ακηζζχιαημξ ιεηά απυ ηδκ πνμζεήηδ ηαηάθθδθμο οπμζηνχιαημξ. ηα πεζνάιαηα πμο πναβιαημπμζήεδηακ ζηδκ πανμφζα ενβαζία, υθα ηα δεφηενα ακηζζχιαηα πμο πνδζζιμπμζήεδηακ ήηακ ζδιαζιέκα εκγοιζηά ιε ηδκ οπενμλεζδάζδ (horse-raddish peroxidase, HRP). Πεηξακαηηθή Πνξεία Οζ θέηεξ ημο ζππυηαιπμο, ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ ημο νααδςημφ μιμβεκμπμζήεδηακ ζε 200 ιl δζαθφιαημξ SDS 1 % v/ w, ημ μπμίμ πενζείπε 4 ιl ακαζημθέςκ θςζθαηαζχκ cocktail Η (Sigma), 4 ιl ακαζημθέςκ θςζθαηαζχκ cocktail ΗΗ (Sigma) ηαζ 4 ιl ακαζημθέςκ πνςηεαζχκ (Sigma). Αημθμφεδζε μιμβεκμπμίδζδ ιε ηδ πνήζδ οπενήπςκ (sonication) ηαζ ζηδ ζοκέπεζα ανάζζιμ ηςκ δείβιαηα βζα 10 θεπηά. 2ιl απυ ηάεε δείβια πνδζζιμπμζήεδηακ βζα ημκ πνμζδζμνζζιυ ηδξ πνςηεσκζηήξ ζοβηέκηνςζδξ ηςκ δεζβιάηςκ ιε ηδ ιέεμδμ BCA (Βicinchoninic Acid protein assay method) (Pierce, Rockford, IL) ιε ηδ αμήεεζα θαζιαημθςημιέηνμο. Ίζα πμζά πνςηεΐκδξ απυ ηάεε δείβια (50 ιg) δθεηηνμθμνήεδηακ ζε 7% ηαζ 12% SDS-PAGE δθεηηνμθυνδζδ, αθμφ εενιακεμφκ βζα 5 θεπηά ζημοξ C ηαζ θοβμηεκηνδεμφκ βζα 5 θεπηά ζηα g ηαζ ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Μεηά ηδκ δθεηηνμθυνδζδ έβζκε ιεηαθμνά ηςκ πνςηεσκχκ (Western blot) ζε ιειανάκεξ κζηνμηοηηανίκδξ (0,45ιm). Οζ ιειανάκεξ επςάζηδηακ βζα 1 χνα ζε εενιμηναζία δςιαηίμο ιε 5 % άπαπμ βάθα δζαθοιέκμ ζε TBS-Tween, χζηε κα ιπθμηανζζημφκ μζ ιδ εζδζηέξ εέζεζξ δέζιεοζδξ ηςκ ακηζζςιάηςκ. ηδ ζοκέπεζα μζ ιειανάκεξ επςάζηδηακ overnight ζημοξ 4 0 C ιε ηα πνχηα ακηζζχιαηα. Ζ δέζιεοζδ ημο πνχημο ακηζζχιαημξ ακζπκεφηδηε ιε ηδκ πνμζεήηδ ηαηάθθδθςκ δεφηενςκ ακηζζςιάηςκ IgG (goat anti-rabbit horseradish peroxidase-linked IgG ηαζ goat anti-mouse horseradish peroxidase-linked IgG ακηζζχιαηα). Ζ επχαζδ ημο δεφηενμο ακηζζχιαημξ έβζκε βζα ιία χνα ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Ζ μθζηή πνςηεΐκδ πνδζζιμπμζήεδηε βζα κα δζαπζζηςεεί εάκ μζ δζαθμνέξ πμο παναηδνμφκηαζ ζηα επίπεδα ηδξ θςζθμνοθζςιέκδξ ιμνθήξ ηςκ πνςηεσκχκ είκαζ αθδεζκέξ ηαζ δεκ μθείθμκηαζ ζε δζαθμνέξ ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηδξ ίδζαξ ηδξ πνςηεΐκδξ. Αοηή πναβιαημπμζήεδηε ζηζξ ίδζεξ ιειανάκεξ, πςνίξ κα πναβιαημπμζδεεί αθαίνεζδ ημο πνχημο ακηζζχιαημξ (stripping), ηαεχξ πνδζζιμπμζήεδηακ δζαθμνεηζηά δεφηενα ακηζζχιαηα βζα ηδ θςζθμνοθζςιέκδ ηαζ ηδκ μθζηή ιμνθή ηςκ πνςηεσκχκ. Ζ ιυκδ ελαίνεζδ αθμνμφζε ζηδκ NR2B οπμιμκάδα ημο NMDA οπμδμπέα, υπμο πναβιαημπμζήεδηε stripping, πνδζζιμπμζχκηαξ ημ Re-Blot Plus Mild Solution (Chemicon International) βζα πενίπμο 15 θεπηά ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Ο πνμζδζμνζζιυξ ηςκ ιμνζαηχκ αανχκ πναβιαημπμζήεδηε ιε ηδ πνήζδ prestained protein molecular weight marker standards (Biorad). Δπζπθέμκ, πνδζζιμπμζήεδηε ακηίζςια έκακηζ ηδξ ημοιπμοθίκδξ, πνμηεζιέκμο κα δζαπζζηςεεί εάκ αθθάγμοκ ηα μθζηά επίπεδα ηςκ πνμξ ιεθέηδ πνςηεσκχκ. Γζα ηάεε γχμ, μζ ιεηνήζεζξ ηςκ 81

82 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ θςζθμνοθζςιέκςκ πνςηεσκχκ ηακμκζημπμζμφκηαζ ςξ πνμξ ηζξ μθζηέξ πνςηεΐκεξ. Ο θυβμξ ηςκ ηζιχκ ηςκ θςζθμνοθζςιέκςκ πνςηεσκχκ πνμξ ηζξ ακηίζημζπεξ μθζηέξ πνςηεΐκεξ ημοξ ζοβηνίκεηαζ ιεηαλφ ηςκ δζαθμνεηζηχκ ηαηαζηάζεςκ. Ζ ειθάκζζδ ηςκ πνςηεσκζηχκ γςκχκ έβζκε ζε θζθι Fuji- Hyperfilm ιε ηδ ιέεμδμ ηδξ πδιεζμθςηαφβεζαξ (Enhanced ChemiLuminescence detection system) (Amersham). Ζ πμζμηζημπμίδζδ ηςκ πνςηεσκζηχκ γςκχκ πναβιαημπμζήεδηε ιε ηδ πνήζδ ημο ζοζηήιαημξ ακάθοζδξ εζηυκαξ NIH ImageJ software (version 1.34), ιεηά απυ ρδθζαηή ζάνςζδ ηδξ εζηυκαξ (scanning). Ζ ζηαηζζηζηή ακάθοζδ ηςκ απμηεθεζιάηςκ έβζκε ιε ηδ αμήεεζα ηςκ πνμβναιιάηςκ Microcal Origin ηαζ SPSS. Γζα ηάεε ηαηάζηαζδ οπμθμβίζηδηε δ ιέζδ ηζιή ηαεχξ ηαζ ημ ηοπζηυ ζθάθια (mean± SEM) πμο πνμηφπηεζ απυ ηέζζενα ακελάνηδηα πεζνάιαηα (ανζειυξ γχςκ ζε ηάεε ηαηάζηαζδ ζε ηάεε πείναια Ν=8). Σα απμηεθέζιαηα οπμαθήεδηακ ζε ζηαηζζηζηέξ δμηζιέξ one-way ANOVA αημθμοεδιέκεξ απυ Tukey posthoc ακάθοζδ. Ζ έηθναζδ ηςκ απμηεθεζιάηςκ έβζκε ςξ μ θυβμξ ηδξ θςζθμνοθζςιέκδξ πνμξ ηδκ μθζηή ιμνθή ηδξ πνςηεΐκδξ. ημκ πίκαηα πμο αημθμοεεί θαίκμκηαζ ακαθοηζηά ηα ακηζζχιαηα ηαζ μζ ζοκεήηεξ ζηζξ μπμίεξ πνδζζιμπμζήεδηακ ηαηά ηα ακμζμαπμηφπςιαηα πμο πναβιαημπμζήεδηακ (Πίκαηαξ 1). Πίλαθαο 1. Καηάινγνο ησλ αληηζσκάησλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ. rabbit anti- PhosphoNR1(ser897) (Chemicon International) rabbit anti- PhosphoNR2B(ser1303) (Chemicon International) rabbit anti- PhosphoGLUR1(ser831) (Chemicon International) goat anti- PhosphoGLUR1(ser845) (Santa Cruz) rabbit anti- PhosphoERK1/2 (Thr202/Tyr204) (Cell Signaling Technology) rabbit anti-phospho- Thr34 DARPP-32 Παξεκπόδηζε κε εηδηθήο δέζκεπζεο 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 1ν αληίζωκα 1:200ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:750 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:200 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:200 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:750 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:500 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 2ν αληίζωκα (1 ώξα) Anti-rabbit 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-rabbit 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-rabbit 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-goat 1:3000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-rabbit 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-rabbit 1:3.000 ζε TBS-T 82

83 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ (Novus Biologicals) mouse anti-nr1 (Chemicon International) rabbit anti-nr2b (Chemicon International) mouse anti-glur1 (Santa Cruz) mouse anti-erk1/2(cell Signaling Technology) mouse anti-darpp-32 (BD Transduction Laboratories) mouse anti-tubuline (Sigma) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 5% άπαπμ βάθα ζε TBS-T (1 χνα) 1:500 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:1000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:200 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:750 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:1000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 1:20000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-mouse 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-rabbit 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-mouse 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-mouse 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-mouse 1:3.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα Anti-mouse 1:5.000 ζε TBS-T ιε 5% άπαπμ βάθα 83

84 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Γηαιύκαηα SDS-PAGE δθεηηνμθυνδζδ Acrylamide/ Bis (30 %T, 2, 67 % C) 87,6 gr acrylamide (29,2 gr/ 100 ml) 2,4 gr N N -bis-methylene-acrylamide (0,8 gr/ 100 ml) 10 % (w/ v) SDS Γζαθφμοιε 10 gr SDS ζε 90 ml ddh 2 0 ιε ήπζα ακάδεοζδ ηαζ ζοιπθδνχκμοιε ιέπνζ 1 ml ιε ddh % Ammonium Persulfate (APS) 100 mg ammonium persulfate Γζαθφμοιε ζε 1 ml ddh ,5 Μ Tris-HCl, ph=8,8 27,23 gr Tris base (18,15 gr/ 100 ml) 80 ml ddh 2 0 Ροειίγμοιε ημ ph ιε 6 Ν HCl. οιπθδνχκμοιε ιέπνζ 150 ml ιε ddh 2 0 ηαζ δζαηδνμφιε ζε εενιμηναζία 4 0 C. 0,5 Μ Tris-HCl, ph=6,8 6 gr Tris base 60 ml ddh 2 0 Ροειίγμοιε ημ ph ιε 6 Ν HCl. οιπθδνχκμοιε ιέπνζ 100 ml ιε ddh 2 0 ηαζ δζαηδνμφιε ζε εενιμηναζία 4 0 C. Sample Buffer (SDS Reducing Buffer) 3,55 ml ddh 2 0 1,25 ml 0,5 Μ Tris-HCl, ph=6,8 2,5 ml glycerol 2 ml 10 % (w/ v) SDS 0,2 ml 0,5 % (w/ v) bromophenol blue 9,5 ml ηεθζηυξ υβημξ Γζαηδνμφιε ζε εενιμηναζία δςιαηίμο Υνήζδ: Πνμζεέημοιε 50 ιl α-mercaptoethanol ζε 950 ιl sample buffer πνζκ ηδ πνήζδ. Γζαθφμοιε ημ δείβια ζε ακαθμβία ημοθάπζζημκ 1: 2 ιε ημ sample buffer 10 X Electrode (Running) Buffer, ph=8,3 30,3 gr Tris base 144 gr Glycine 10 gr SDS Γζαθφμοιε ηαζ πνμζεέημοιε ιέπνζ ηεθζηυ υβημ 1 L ιε ddh 2 0. Γζαηδνμφιε ζημοξ 4 0 C. 84

85 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Υνήζδ: Γζαθφμοιε 50 ml απυ ημ 10 X stock ιε 450 ml ddh 2 0 βζα ηάεε πείναια δθεηηνμθυνδζδξ. Ακαδεφμοιε ηαθά πνζκ ηδ πνήζδ. Ζθεηηνμιεηαθμνά Transfer Buffer, ph=8,3 25 mm Tris, 192 mm glycine, 20 % w/v methanol, ph-8,3 Γζαθφμοιε 3,03 gr Tris, 14,4 gr glycine ηαζ 200 ml ιεεακυθδξ. Πνμζεέημοιε ddh 2 0 ζε ηεθζηυ υβημ 1 L. TBS-Tween (TBS-T) 5 ml 2M Tris-HCl (ph=7,5) 10 mm 37,5 ml 4M NaCl 150 mm 957,5 ml ddh 2 0 0,1 % Tween-20 85

86 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ 8. Ακμζμθεμνζζιυξ Ζ ηεπκζηή ημο ακμζμθεμνζζιμφ επζηνέπεζ ηδκ ημπμβναθζηή ακίπκεοζδ εκυξ βμκζδίμο ζε επίπεδμ πνςηεΐκδξ. Ζ βεκζηή ανπή ηδξ πεζναιαηζηήξ αοηήξ πνμζέββζζδξ είκαζ ζπεηζηά απθή: ανπζηά πναβιαημπμζείηαζ επχαζδ ημο ζζημφ ιε εζδζηυ ακηίζςια έκακηζ ηδξ πνςηεΐκδξ πμο εέθμοιε κα ακζπκεφζμοιε. ηδ ζοκέπεζα βίκεηαζ ηαηενβαζία ημο ζζημφ ιε εζδζηυ δεοηενμβεκέξ θεμνίγςκ ακηίζςια πμο ακαβκςνίγεζ ημ πνςημβεκέξ ακηίζςια έηζζ, ζηζξ πενζμπέξ υπμο έπεζ επζηαεήζεζ ημ πνςημβεκέξ ακηίζςια ακαπηφζζεηαζ θεμνίγςκ ζήια. Πεηξακαηηθή Πνξεία 1 δ διένα Ββάγμοιε ηζξ ημιέξ πμο πνυηεζηαζ κα επελενβαζημφιε απυ ημοξ -80 C ηαζ ηζξ αθήκμοιε ζημκ πάβημ βζα θεπηά βζα κα επακέθεμοκ ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Ζ υθδ δζαδζηαζία πναβιαημπμζείηαζ ζε επςαζηζηυ εάθαιμ πμο πενζέπεζ κενυ βζα κα ιδκ λεναεμφκ μζ ημιέξ. ηδ ζοκέπεζα, εκοδαηχκμοιε ηζξ ημιέξ επςάγμκηάξ ηεξ ιε PBS 1x 3 θμνέξ απυ 5 θεπηά δ ηάεε ιία. Αημθμοεεί ιμκζιμπμίδζδ ηςκ ημιχκ ιε δζάθοια παναθμνιαθδεΰδδξ (PFA) 4% εενιμηναζίαξ 4 C βζα 10 θεπηά ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Ξεπθέκμοιε ηζξ ημιέξ ιε PBS 1x 2 θμνέξ απυ 5 θεπηά δ ηάεε ιία. ηδ ζοκέπεζα, πνμζεέημοιε ζηζξ ημιέξ δζάθοια PBS-TritonX % βζα 5 θεπηά ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Ξεπθέκμοιε ιε PBS 1x 3 θμνέξ απυ 5 θεπηά δ ηάεε ιία. Μπθμηάνμοιε ηζξ ιδ εζδζηέξ εέζεζξ ιε επχαζδ ηςκ ημιχκ ιε δζάθοια PBS- Tween 0.1% + 10% ειανοσηυ μνυ αμμεζδμφξ (FBS) + 3% αθαμοιίκδ (Bovine Serum Albumin, BSA, Sigma Α4503) (δζάθοια blocking) βζα ημοθάπζζημκ 3 χνεξ ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Πνμζεέημοιε ζηζξ ημιέξ ημ πνςημβεκέξ ακηίζςια αναζςιέκμ ζηδκ ηαηάθθδθδ αναίςζδ ζε δζάθοια blocking. Δπςάγμοιε ζημοξ 4 C overnight. Μπμνμφιε κα επςάζμοιε ηζξ ημιέξ ιε δφμ πνςημβεκή ακηζζχιαηα χζηε κα εηηζιήζμοιε ακ μζ ακηίζημζπεξ πνςηεΐκεξ ζοκεηθνάγμκηαζ ζηα ίδζα ηφηηανα ημο ζζημφ (δζπθυξ ακμζμθεμνζζιυξ). ε αοηήκ πενίπηςζδ πνέπεζ κα πνμζέλμοιε ηα δφμ πνςημβεκή ακηζζχιαηα κα έπμοκ ακαπηοπεεί ζε δζαθμνεηζηυ είδμξ (π.π. ζε ημοκέθζ ημ έκα ηαζ ζε ιο ημ άθθμ), χζηε κα ακαβκςνίγμκηαζ απυ δζαθμνεηζηά δεοηενμβεκή ακηζζχιαηα ηαζ κα έπμοιε ηδκ ακάπηολδ εζδζημφ ζήιαημξ βζα ημ ηάεε πνςημβεκέξ ακηίζςια λεπςνζζηά. 2 δ διένα Ξεπθέκμοιε ηζξ ημιέξ ιε δζάθοια PBS-Tween 0.1% 3 θμνέξ απυ 5 θεπηά δ ηάεε ιία. ηδ ζοκέπεζα, επςάγμοιε ηζξ ημιέξ ιε δεοηενμβεκέξ θεμνίγςκ ακηίζςια ζε αναίςζδ 1:1000 ζε δζάθοια blocking βζα 1 χνα ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Σα δεοηενμβεκή ακηζζχιαηα ακαβκςνίγμοκ ηζξ ιδ ιεηααθδηέξ πενζμπέξ ηςκ πνςημβεκχκ ακηζζςιάηςκ πμο είκαζ δζαθμνεηζηέξ ζε ηάεε είδμξ. Έηζζ, ακάθμβα ιε ημκ μνβακζζιυ ζημκ μπμίμ έπεζ παναπεεί ημ πνςημβεκέξ ακηίζςια, απαζηείηαζ δζαθμνεηζηυ 86

87 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ δεοηενμβεκέξ ακηίζςια βζα κα ημ ακαβκςνίζεζ. Καθυ είκαζ επίζδξ κα επζθέβμοιε κα πνδζζιμπμζήζμοιε δεοηενμβεκή ακηζζχιαηα πμο έπμοκ ακαπηοπεεί ζε δζαθμνεηζηυ είδμξ απυ ηα πνςημβεκή ακηζζχιαηα. Ξεπθέκμοιε ηζξ ημιέξ ιε δζάθοια PBS-Tween 0.1% 3 θμνέξ απυ 5 θεπηά δ ηάεε ιία. ημ ηεθεοηαίμ υιςξ πθφζζιμ πνμζεέημοιε ζημ PBS-Tween 0.1% ηδ πνςζηζηή Hoechst ζε αναίςζδ 1:1500. Ζ πνςζηζηή αοηή ζπκδεεηεί ημοξ πονήκεξ ηςκ ηοηηάνςκ. ηδ ζοκέπεζα, ημπμεεημφιε ηαθοπηνίδεξ πνδζζιμπμζχκηαξ ημ ιέζμ Mowiol ηαζ αθήκμοιε ηα πθαηάηζα κα ζηεβκχζμοκ βζα ημοθάπζζημκ 30 min. Ζ παναηήνδζδ ηςκ ημιχκ πναβιαημπμζήεδηε ζε ιζηνμζηυπζμ θεμνζζιμφ ηφπμο Nikon Eclipse TE2000-U ελμπθζζιέκμ ιε ηάιενα Nicon Digital Sight DS-L1. Οζ ρδθζαηέξ θςημβναθίεξ επελενβάζηδηακ ζηδ ζοκέπεζα ιε ημ πνυβναιια επελενβαζίαξ θςημβναθζχκ Adobe Photoshop. Ζ ζηαηζζηζηή ακάθοζδ ηςκ απμηεθεζιάηςκ έβζκε ιε ηδ αμήεεζα ηςκ πνμβναιιάηςκ Microcal Origin ηαζ SPSS. Γζα ηάεε ηαηάζηαζδ οπμθμβίζηδηε δ ιέζδ ηζιή ηαεχξ ηαζ ημ ηοπζηυ ζθάθια (mean± SEM) πμο πνμηφπηεζ απυ ηέζζενα ακελάνηδηα πεζνάιαηα (ανζειυξ γχςκ ζε ηάεε ηαηάζηαζδ ζε ηάεε πείναια Ν=8). Σα απμηεθέζιαηα οπμαθήεδηακ ζε ζηαηζζηζηέξ δμηζιέξ one-way ANOVA αημθμοεδιέκεξ απυ Tukey posthoc ακάθοζδ. ημκ πίκαηα 2 θαίκμκηαζ ηα ακηζζχιαηα πμο πνδζζιμπμζήεδηακ. Πίλαθαο 2. Καηάινγνο ησλ αληηζσκάησλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ. Αληίζωκα Αξαίωζε Δηαηξεία mouse anti-c-fos 1:400 Santa Cruz rabbit anti-zif268 1:400 Santa Cruz rabbit anti-ser10-lys-14 1:500 Chemicon International Histone H3 Alexa Fluor anti-rabbit 488 1:1000 Molecular Probes Alexa Fluor anti-mouse 568 1:1000 Molecular Probes 87

88 ΤΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Γηαιύκαηα PBS-TritonX % Γζα ηεθζηυ υβημ 50 ml Γζαθφμοιε ζε 50 ml PBS 1x 0,15ml TritonX100 (Sigma T8787) (απυ stock ζοβηέκηνςζδξ 100%) ηαζ ακαδεφμοιε ζζπονά ζε vortex βζαηί ημ TritonX100 είκαζ παπφννεοζημ. Δλαζηίαξ αοηήξ ηδξ ζδζυηδηάξ ημο ηαζ βζα κα δζαζθαθίγμοιε υηζ παίνκμοιε ηδ ζςζηή πμζυηδηα TritonX100, ηαθυ είκαζ κα ημ δζαηδνμφιε ζε stock ζοβηέκηνςζδξ 20% ζε PBS 1x, μπυηε ζε αοηήκ ηδκ πενίπηςζδ δζαθφμοιε ζε 50 ml PBS 1x 0,75ml TritonX100. PBS-Tween 0.1% Γζα ηεθζηυ υβημ 50 ml Γζαθφμοιε ζε 50 ml PBS 1x 0,05ml Tween (Sigma P7949) (απυ stock ζοβηέκηνςζδξ 100%) ηαζ ακαδεφμοιε ζζπονά ζε vortex βζαηί ημ Tween είκαζ παπφννεοζημ. Όπςξ ηαζ βζα ημ TritonX100, ηαθυ είκαζ κα δζαηδνμφιε ημ Tween ζε stock ζοβηέκηνςζδξ 20% ζε PBS 1x, μπυηε ζε αοηήκ ηδκ πενίπηςζδ δζαθφμοιε ζε 50 ml PBS 1x 0,25ml Tween. Γζάθοια Hoechst Γζαθφμοιε ηδ ζηυκδ Hoechst (Sigma 33258) ζε WFI βζα ηεθζηή ζοβηέκηνςζδ 10mg/ml. Γζάθοια MOWIOL Ακαιζβκφμοιε 4,8g MOWIOL 4-88 Reagent (Calbiochem ) ιε 12g βθοηενυθδ ηαζ ηα αθήκμοιε κα ακαδεοημφκ ιέπνζ ημ ιίβια κα βίκεζ μιμζμβεκέξ. Πνμζεέημοιε 12ml H 2 O ηαζ αθήκμοιε ημ δζάθοια οπυ ακάδεοζδ overnight ζε εενιμηναζία δςιαηίμο. Σδκ επυιεκδ διένα πνμζεέημοιε 24ml δζαθφιαημξ 0.2M Tris-Cl ph 8.5. Θενιαίκμοιε ημ δζάθοια ζημοξ 50 C βζα 10 min ηαζ ακαδεφμοιε ζοκέπεζα ιέπνζ κα δζαθοεεί ηεθείςξ ημ MOWIOL. Φοβμηεκηνμφιε ζε 5.000g βζα 15 min ηαζ δζαηδνμφιε ημ δζάθοια ζε aliquots ζημοξ -20 C. 88

89 3. ΑΠΟΣΔΛΔΜΑΣΑ

90 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 3.1. «In Vitro» Απνηειέζκαηα Σα «in vitro» πεζνάιαηα πναβιαημπμζήεδηακ ζε ημιέξ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ, ζππυηαιπμο ηαζ νααδςημφ, υπςξ ακαθένεηαζ ζημ ηεθάθαζμ ηδξ «Πεζναιαηζηήξ Πμνείαξ- Τθζηχκ». Δπζπθέμκ, υζμκ αθμνά ζημκ ζππυηαιπμ, πνδζζιμπμζήεδηακ θέηεξ απυ ημ ναπζαίμ (δζαθναβιαηζηυ) (dorsal) ηαζ απυ ημκ ημζθζαηυ (ηνμηαθζηυ) (ventral) πυθμ ημο ζππυηαιπμο, υπςξ ακαθένεηαζ ζημ ηεθάθαζμ ηςκ «Τθζηχκ ηαζ Μεευδςκ». Χζηυζμ, δεκ παναηδνήεδηακ ζδιακηζηέξ δζαθμνέξ ιεηαλφ ημο ναπζαίμο ηαζ ημζθζαημφ ζππυηαιπμο ηαζ βζα ημ θυβμ αοηυ μζ ακαθμνέξ ζε υθμ ημ ηείιεκμ ζημκ ζππυηαιπμ αθμνμφκ ζημκ ναπζαίμ πυθμ ημο ζππυηαιπμο Ζ ελεξγνπνίεζε ηωλ D1 ππνδνρέωλ ηεο ληνπακίλεο απμάλεη ηα επίπεδα θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηνπ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ ηνπ γινπηακηληθνύ νμένο ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό Ζ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ ηδξ κημπαιίκδξ, SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιm έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ημο ηαηάθμζπμο ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ, ηαεχξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ (25% ηαζ 45%, ακηίζημζπα), υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (35% ηαζ 40%, ακηίζημζπα) (Δζηυκεξ 1, 2). Δπζπθέμκ, δ πνμζεήηδ ημο SKF38393 (10 ιμ) ζηζξ θέηεξ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ηαηαθμίπςκ ζενίκδξ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ (26% ηαζ 23%, ακηίζημζπα), υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (35% ηαζ 29%, ακηίζημζπα) (Δζηυκεξ 3, 4). Παν υθ αοηά, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 2 ιμ δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 1-4). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδδθχκεζ υηζ οπάνπεζ ιζα δμζμελανηχιεκδ επίδναζδ ημο αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SKF38393 ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ημο βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, ιε ηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιμ κα επζθένεζ ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ NR1 (ser-897) ηαζ NR2B (ser-1303) οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ GLUR1 (ser831 ηαζ 845) ημο AMPA οπμδμπέα ηαζ ηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 2 ιμ κα ιδκ είκαζ απμηεθεζιαηζηή. 90

91 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 91

92 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 1. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-897 ηεο NR1 ππνκνλάδαο θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-1303 ηεο NR2Β ππνκνλάδαο ηνπ NMDA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαρηαίνπ ηππόθακπνπ (dorsal hippocampus) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό: [control], SKF:[SKF38393(2κM and 10κM)], [SKF38393(10κM)+SL327(10κM)], [NMDA(5κM)], [SKF38393(2κM and 10κM)+NMDA(5κM)], [SKF38393(2κM)+ NMDA(5κM)+SL327(10κM)], [AMPA(1κM)], [SKF38393(2κM and 10κM)+ AMPA(1κM)], [Quinpirole(1κM)] θαη [Quinpirole(1κM)+NMDA(5κM)]. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(10κM). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test Ζ ελεξγνπνίεζε ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ δελ έρεη επίδξαζε ζηα επίπεδα θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ Ζ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ NMDA ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 5 ιμ δεκ είπε ηαιία ζδιακηζηή επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηαεχξ ηαζ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ηαηάθμζπςκ ζενίκδξ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 1-4). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα παναηδνήεδηακ ηαζ ζε ιεβαθφηενεξ ζοβηεκηνχζεζξ ημο NMDA. Πανμιμίςξ, δ πνμζεήηδ ημο εζδζημφ αβςκζζηή ηςκ AMPA οπμδμπέςκ, AMPA ζηδ ζοβηέκηνςζδ ημο 1ιΜ επίζδξ ήηακ ακαπμηεθεζιαηζηή ζηδ επαβςβή ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηαεχξ ηαζ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ηαηάθμζπςκ ζενίκδξ-831 ηαζ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 1-4). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα παναηδνήεδηακ ηαζ ζε ιεβαθφηενεξ ζοβηεκηνχζεζξ ημο AMPA πλεξγηζηηθή αιιειεπίδξαζε ηωλ D1 θαη NMDA ππνδνρέωλ ζην επίπεδν θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό θαη ζηνλ ηππόθακπν Ζ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ηαζ NMDA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA 92

93 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ (5 ιμ) ακηίζημζπα, ζε ζοβηεκηνχζεζξ, μζ μπμίεξ ιειμκςιέκα είκαζ ακαπμηεθεζιαηζηέξ, έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα αηυια ιεβαθφηενδ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (10 ιμ), ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 1, 2). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα παναηδνμφκηαζ ηαζ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ιε ηδκ ζφβπνμκδ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ κα επζθένεζ ιζα πμθφ ιεβαθφηενδ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ηαηάθμζπςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (10 ιμ), ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 3, 4). Σα απμηεθέζιαηα αοηά οπμδεζηκφμοκ ιζα ζοκενβζζηζηή δνάζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ. Δπζπθέμκ, δ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 (10 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ) δεκ πνμηαθεί πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ημο ζοκδοαζιμφ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ), ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 1-4). Δπίζδξ, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ ημο ζππμηάιπμο ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ηςκ D1 ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, SKF38393 (2 ιμ) ηαζ AMPA (1 ιμ), ακηίζημζπα, δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ NR1(ser897) ηαζ NR2B(ser1303) ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηδξ GLUR1(ser831 ηαζ 845) οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, υζμ ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ (Δζηυκεξ 1-4). Δπζπθέμκ, δ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ ΑMPA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ SKF38393 (10 ιμ) ηαζ AMPA (1 ιμ) δεκ είπε επζπθέμκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (10 ιμ), ηυζμ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, υζμ ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ (Δζηυκεξ 1-4). 93

94 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 94

95 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 2. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-897 ηεο NR1 ππνκνλάδαο θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-1303 ηεο NR2Β ππνκνλάδαο ηνπ NMDA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ (prefrontal cortex) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 1). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(10κM). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test Δπίδξαζε ηεο ελεξγνπνίεζεο ηωλ D2 ππνδνρέωλ ληνπακίλεο ζηα επίπεδα θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ γινπηακηληθνύ νμένο ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό Πνμηεζιέκμο κα ιεθεηήζμοιε ηδκ επίδναζδ ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, επςάζηδηακ ημιέξ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ηαζ ζππυηαιπμο ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D2 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, quinpirole. Ζ πνμζεήηδ ηδξ quinpirole ζηδ ζοβηέκηνςζδ ημο 1 ιμ δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ NR1(ser897) ηαζ NR2B(ser1303) ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηδξ GLUR1(ser831 ηαζ 845) οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, υζμ ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ (Δζηυκεξ 1-4). Ζ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D2 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ, quinpirole (1 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ) επίζδξ δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 1-4) Ζ επαγόκελε από ηνπο D1 θαη ηνπο D1/ NMDA ππνδνρείο θωζθνξπιίωζε ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό εμαξηάηαη από ηελ ERK1/2 θηλάζε Ζ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ πανμοζία ημο εζδζημφ ακαζημθέα ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (10 ιμ), έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ πθήνδ ακαζημθή ηδξ επαβυιεκδξ απυ ημοξ D1 ή ημοξ D1/ NMDA οπμδμπείξ αφλδζδξ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ NR1(ser897) ηαζ NR2B(ser1303) ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηδξ GLUR1(ser831 ηαζ 845) οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, υζμ ηαζ ζημκ ζππυηαιπμ (Δζηυκεξ 1-4). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ δ επαβυιεκδ απυ ημοξ D1 ή ημοξ D1/ NMDA οπμδμπείξ αφλδζδ ηςκ 95

96 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 96

97 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 3. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-831 θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-845 ηεο GLUR1 ππνκνλάδαο ηνπ AMPA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαρηαίνπ ηππόθακπνπ (dorsal hippocampus) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 1). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(10κM). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ πναβιαημπμζείηαζ ιέζς ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ Ζ ζπλεξγηζηηθή αιιειεπίδξαζε D1/ NMDA ππνδνρέωλ ελεξγνπνηεί ην ζεκαηνδνηηθό κνλνπάηη ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη όρη απηό ηεο DARPP-32 ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό Πνμηεζιέκμο κα ελεηάζμοιε ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ πμο εκενβμπμείηαζ απυ ηδ δζέβενζδ ηςκ D1 ή ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ ελεηάζηδηε δ επίδναζδ ημο SKF38393 ή ημο ζοκδοαζιμφ SKF38393/ NMDA ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ DARPP-32 ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Σα απμηεθέζιαηα ιαξ οπμδεζηκφμοκ υηζ δ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ απυ ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ημοξ SKF38393 (10 ιμ) είπε ςξ απμηέθεζια ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επίπεδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ (18 %), υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (34 %) ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα (Δζηυκεξ 5, 6). Ακηίεεηα, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημ SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 2 ιμ δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Δζηυκεξ 5, 6). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα πνμηφπημοκ ηαζ απυ ηδκ επχαζδ ηςκ ημιχκ ζππυηαιπμο ηαζ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, NMDA (5 ιμ) ηαζ AMPA (1 ιμ), ακηίζημζπα (Δζηυκεξ 5, 6). Ζ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ απυ ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ) ακηίζημζπα (ζε ζοβηεκηνχζεζξ πμο ιειμκςιέκα είκαζ ακαπμηεθεζιαηζηέξ) ζε ημιέξ ζππυηαιπμο ηαζ πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ είπε ςξ απμηέθεζια ιζα πμθφ ιεβαθφηενδ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (10 ιm), ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 5, 6). 97

98 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 98

99 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 4. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-831 θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-845 ηεο GLUR1 ππνκνλάδαο ηνπ AMPA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ (prefrontal cortex) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 1). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(10κM). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. οκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιμ ηαζ ημο NMDA (5 ιμ), ακηίζημζπα, δεκ πνμηαθεί πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζε ζφβηνζζδ ιε ημ ζοκδοαζιυ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ), ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδδθχκεζ ιζα ζοκενβζζηζηή δνάζδ ιεηαλφ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ηαζ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Όπςξ ακαιεκυηακ, δ πνμζεήηδ ημο εζδζημφ ακαζημθέα ηδξ MEK ηζκάζδξ, SL327, ζηζξ ημιέξ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ πνζκ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ή ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ πθήνδ ακαζημθή ηδξ αφλδζδξ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 5, 6). Αηυια, επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππμηάιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημ SKF38393 (2 ιμ) ζε ζοκδοαζιυ ιε ημ AMPA (1 ιμ) δεκ έπεζ ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Δπζπθέμκ, επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππμηάιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημ SKF38393 (2 ιμ) ζε ζοκδοαζιυ ιε ημ AMPA (1 ιμ) δεκ πνμηαθεί πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (10 ιμ) (Δζηυκεξ 5, 6). Ακηίεεηα ιε ηα παναπάκς, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ SKF38393 (2 ιμ ή 10 ιμ) δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ DARPP-32 (Δζηυκεξ 5, 6). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα πνμηφπημοκ ηαζ απυ ηδ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ, ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 ηαζ NMDA (Δζηυκεξ 5, 6). Σα απμηεθέζιαηα αοηά οπμδεζηκφμοκ υηζ ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ πμο ειπθέηεηαζ ζηδκ αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ πενζθαιαάκεζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ υπζ ηδξ DARPP

100 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Αιιειεπίδξαζε ηωλ D1 ππνδνρέωλ ληνπακίλεο κε ηνπο NMDA ππνδνρείο γινπηακηληθνύ νμένο ζην ξαβδωηό ζώκα Σμ νααδςηυ ζχια είκαζ ειπθμοηζζιέκμ ιε ηδ ιεβαθφηενδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ζε ζφβηνζζδ ιε άθθεξ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ, μζ μπμίμζ δνμοκ ιέζς ημο πμθφ ηαθά παναηηδνζζιέκμο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ D1/ PKA/ DARPP-32 (Greengard, 2001). Δπμιέκςξ, έπεζ ιεβάθμ εκδζαθένμκ δ ζφβηνζζδ ηςκ αθθδθεπζδνάζεςκ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ιε ημοξ NMDA οπμδμπείξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ πμο παναηδνμφκηαζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ ζε ζπέζδ ιε αοηέξ πμο ειθακίγμκηαζ ζημ νααδςηυ (Valjient and et al., 2005). ε ακηίεεζδ ιε υηζ ζοιααίκεζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 2 ιμ είπε ςξ απμηέθεζια ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA ηαζ ημο AMPA οπμδμπέα ηαηα 14 % ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα (Δζηυκεξ 7, 8). Δπίζδξ, επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιε ημ SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιμ είπε ςξ απμηέθεζια, υπςξ ακαιεκυηακ, ιζα αηυια ιεβαθφηενδ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα (NR1ser897 ηαζ ΝR2Bser1303, 22% ηαζ 20% ακηίζημζπα, ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα), ηαεχξ ηαζ ηδξ GLUR1(ser831 ηαζ ser845, 19% ηαζ 21% ακηίζημζπα, ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα) ημο AMPA οπμδμπέα (Δζηυκεξ 7, 8). Δπζπθέμκ, ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ) είπε ςξ απμηέθεζια ιζα ζδιακηζηή πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA ηαζ ημο AMPA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (2 ιμ) (Δζηυκεξ 7, 8). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδδθχκεζ υηζ δ ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ιεηαλφ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ οθίζηαηαζ επίζδξ ηαζ ζημ νααδςηυ. Ζ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιε SKF38393 ζηδ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιμ ιαγί ιε NMDA (5 ιμ) δεκ πνμηαθεί πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ημο ζοκδοαζιμφ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ) (Δζηυκεξ 7, 8). Δπζπθέμκ, δ πνμζεήηδ ημο εζδζημφ ακαζημθέα ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (10 ιμ), δεκ έπεζ ηαιία επίδναζδ ζηδκ επαβυιεκδ απυ ημοξ D1 οπμδμπείξ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ (Δζηυκεξ 7, 8). Ακηίεεηα, είκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ 100

101 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 101

102 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 5. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη (Β) ηεο DARPP-32 σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαρηαίνπ ηππόθακπνπ (dorsal hippocampus) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 1). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(10κM). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. υηζ δ πανμοζία ημο SL327 (10 ιμ) είπε ςξ απμηέθεζια ηδκ ακαζημθή ηδξ πεναζηένς αφλδζδξ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ πμο πνμηαθείηαζ απυ ηδκ ζοκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζε ζφβηνζζδ ιε αοηή πμο επάβεηαζ απυ ηδκ εκενβμπμίδζδ ιυκμ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ (Δζηυκεξ 7, 8). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ δ επαβυιεκδ απυ ηδκ αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ NR1(ser897) ηαζ NR2B(ser1303) ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηδξ GLUR1(ser831 ηαζ 845) οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα πενζθαιαάκεζ ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Δζηυκεξ 7, 8). Όπςξ ηαζ ζηδκ πενίπηςζδ ημο ζππυηαιπμο ηαζ ημο πνμιεηςπζαίμο θθμζμφ, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιυκμ ιε NMDA (5 ιμ) ή AMPA (1 ιμ) δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ (Δζηυκεξ 7, 8). Αηυια, επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιε ημ SKF38393 (2 ιμ ή 10 ιμ) ζε ζοκδοαζιυ ιε ημ AMPA (1 ιμ) δεκ πνμηαθεί πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ NR1(ser897) ηαζ NR2B(ser1303) ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηδξ GLUR1(ser831 ηαζ 845) οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (2 ιμ ή 10 ιμ) (Δζηυκεξ 7, 8) Δπίδξαζε ηεο ελεξγνπνίεζεο ηωλ D1 ππνδνρέωλ θαη ηεο αιιειεπίδξαζεο ηωλ D1/ NMDA ππνδνρέωλ ζηα επίπεδα θωζθνξπιίωζεο ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη ηεο DARPP-32 ζην ξαβδωηό Πνμηεζιέκμο κα δζενεοκδεεί ημ ιμνζαηυ οπυααενμ ηδξ αθθδθεπίδναζδξ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζημ νααδςηυ, ελεηάζηδηακ ηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ DARPP-32, ιεηά ηδκ εκενβμπμίδζδ, είηε ιυκμ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, είηε ηδξ ζοκεκενβμπμίδζδξ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ. Σα απμηεθέζιαηα ιαξ ηαηέδεζλακ υηζ μφηε ιυκμ ημο ημ SKF38393 (2 ιμ ηαζ 10 ιμ), μφηε ιυκμ ημο ημ NMDA (5 ιμ) έπεζ ηάπμζα επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημ νααδςηυ (Δζηυκα 9). Ακηίεεηα, ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 (2 ιμ ή 10 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ) ζηζξ ημιέξ ημο νααδςημφ έπεζ ςξ απμηέθεζια ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (26 %, ζε ζφβηνζζδ ιε 102

103 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ ηα control επίπεδα) (Δζηυκα 9). Δπζπθέμκ, επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιε ημ ζοκδοαζιυ SKF38393 (2 ιμ) ηαζ NMDA (5 ιμ), πανμοζία ημο εζδζημφ ακαζημθέα ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (10 ιμ), πνμηαθεί ηδκ πθήνδ ακαζημθή ηδξ επαβυιεκδξ απυ ηδκ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Δζηυκα 9). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ δ αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ πενζθαιαάκεζ ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. ε ακηίεεζδ ιε υηζ ζοιααίκεζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, δ επχαζδ ηςκ ημιχκ ημο νααδςημφ ιε ημκ εζδζηυ αβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ, SKF38393 πνμηαθεί ιζα δμζμελανηχιεκδ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ DARPP-32 ζηδ ενεμκίκδ Thr-34 (16 % δ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 2 ιμ ηαζ 21 % δ ζοβηέκηνςζδ ηςκ 10 ιμ ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα, ακηίζημζπα) (Δζηυκα 9). Δπζπθέμκ, ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ιε ημοξ εζδζημφξ αβςκζζηέξ ημοξ SKF38393 ηαζ NMDA δεκ πνμηαθεί πεναζηένς αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ DARPP-32 ζε ζφβηνζζδ ιε ηδκ επίδναζδ ιυκμ ημο SKF38393 (18 % ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα) (Δζηυκα 9). Σα απμηεθέζιαηα αοηά οπμδεζηκφμοκ υηζ ημ ιμνζαηυ οπυααενμ ηδξ αθθδθεπίδναζδξ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ ζημ νααδςηυ δεκ πενζθαιαάκεζ ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ ηδξ DARRP- 32, πανά ιυκμ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ. Ακηίεεηα, δ δζέβενζδ ιυκμ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ηαθά παναηηδνζζιέκμο ιμκμπαηζμφ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ DARPP-32, D1/ PKA/ DARRP

104 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 104

105 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 6. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη (Β) ηεο DARPP-32 σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ (prefrontal cortex) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 1). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(10κM). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test «In Vivo» Απνηειέζκαηα Πνμηεζιέκμο κα ιεθεηήζμοιε εάκ δ ζοκενβζζηζηή αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ημο NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, αθθά ηαζ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ οθίζηακηαζ ηαζ «in vivo», ηαεχξ ηαζ βζα ηδ δζενεφκδζδ ηδξ θοζζμθμβζηή ηδξ ζδιαζίαξ, επζθέλαιε ιζα «in vivo» ζοιπενζθμνζηή δμηζιαζία. Σμ ζοιπενζθμνζηυ αοηυ ηεζη πενζθαιαάκεζ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ βζα ζφκημιμ πνμκζηυ δζάζηδια ζε έκα ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ (novelty). Σμ ζοιπενζθμνζηυ αοηυ ηεζη απμηεθεί ιζα θοζζηή δμηζιαζία ελενεφκδζδξ εκυξ κέμο πενζαάθθμκημξ, ηαηά ηδκ μπμία ηα πεζναιαηυγςα ακηζδνμφκ ελεζδζηεοιέκα ζηα ηαζκμφνβζα ενεείζιαηα, αολάκμκηαξ ηδ ζοιπενζθμνά ελενεφκδζδξ (Vago and Kesner, 2008). Μεθέηεξ έπμοκ δείλεζ υηζ ηαηά ηδ δζάνηεζα αοηήξ ηδξ θοζζηήξ ζοιπενζθμνζηήξ δζαδζηαζίαξ αολάκμοκ ηα επίπεδα κημπαιίκδξ ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Ljungberg et al., 1992; Ihalainen et al., 1999; Li et al., 2003; Lisman and Grace, 2005) Ζ έθζεζε ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην «θαηλνύξγην» πεξηβάιινλ πξνθαιεί ηελ αύμεζε ηωλ επηπέδωλ θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ ηνπ γινπηακηληθνύ νμένο Ζ δζαδζηαζία έηεεζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ ενέεζζια, πενζθαιαάκεζ ηδκ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ, ημ μπμίμ απμηεθεί έκα ημοηί ακμζπημφ πεδίμο (open field exploration) ηαζ δ ζοιπενζθμνά ημοξ παναηδνήεδηε βζα 15 θεπηά. Οζ επίιοεξ ακηζδνμφκ ζηδκ εζζαβςβή ημοξ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ ιε ακηζδνάζεζξ ηφπμο rearing, sniffing, moving, grooming η.θ.π. Οζ ζοιπενζθμνζηέξ αοηέξ ακηζδνάζεζξ εεςνμφκηαζ εκδεζηηζηέξ ηδξ ελενεφκδζδξ εκυξ κέμο πενζαάθθμκημξ (Thiel et al., 1999; Antoniou et al., 2004; White et al., 2007). Ζ εζζαβςβή ημο πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ NR1ser897 ηαζ NR2Bser1303 οπμιμκάδςκ ημο NMDA οπμδμπέα, δ μπμία ήηακ ιεβαθφηενδ ζημκ ζππυηαιπμ (40 % ηαζ 37 %, ακηίζημζπα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα) απ υηζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (20 % ηαζ 26 %, ακηίζημζπα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα) (Δζηυκεξ 10, 11). Ζ ζφκημιή αοηή ημπμεέηδζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ πνμηαθεί επίζδξ ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ 105

106 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 106

107 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 7. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-897 ηεο NR1 ππνκνλάδαο θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-1303 ηεο NR2Β ππνκνλάδαο ηνπ NMDA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαβδσηνύ (striatum) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό: [control], SKF:[SKF38393(2κM and 10κM)], [SKF38393(10κM)+SL327(10κM)], [NMDA(5κM)], [SKF38393(2κM and 10κM)+NMDA(5κM)], [SKF38393(2κM)+ NMDA(5κM)+SL327(10κM)], [AMPA(1κM)], [SKF38393(2κM and 10κM)+ AMPA(1κM)]. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(2κM). # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε [SKF38393(2κM)+NMDA(5κM)+SL327(10κM)]. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. GLUR1ser831 ηαζ ser845 (32 % ηαζ 39 % ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ 26 % ηαζ 34 % ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ακηίζημζπα ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα) (Δζηυκεξ 12, 13) Ζ επαγόκελε από ηελ έθζεζε ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην πξωηόγλωξν πεξηβάιινλ αύμεζε ηωλ επηπέδωλ θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ εμαξηάηαη από ηελ ελεξγνπνίεζε ηόζν ηωλ D1, όζν θαη ηωλ NMDA ππνδνρέωλ Πνμηεζιέκμο κα ελεηάζμοιε εάκ ζηδκ επαβςβή αοηή ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ζμκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, ςξ απμηέθεζια ηδξ εζζαβςβήξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ ειπθέημκηαζ μζ D1 οπμδμπείξ κημπαιίκδξ, ηαεχξ ηαζ μζ NMDA οπμδμπείξ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, πμνδβήεδηακ ζηα πεζναιαηυγςα μζ εζδζημί ακηαβςκζζηέξ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ, SCH23390 ηαζ MK801 ακηίζημζπα, πνζκ ηδκ έηεεζδ ημοξ ζημ κέμ πενζαάθθμκ. Ζ πμνήβδζδ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SCH23390 (0.03 mg/ Kg) πνζκ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ιενζηή ιείςζδ ηδξ επαβυιεκδξ απυ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ζενίκδξ-897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ, ηαεχξ ηαζ ηδξ ζενίκδξ-1303 ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 10, 11). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα πνμηφπημοκ ηαζ βζα ηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ιε ηδ πμνήβδζδ ημο SCH23390 κα ακαζηέθθεζ ιενζηχξ ηδκ επαβυιεκδ απυ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ θςζθμνοθίςζδ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 12, 13). 107

108 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ 108

109 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 8. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-831 θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-845 ηεο GLUR1 ππνκνλάδαο ηνπ AMPA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαβδσηνύ (striatum) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 7). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε, ^p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε SKF38393(2κM). # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ θαηάζηαζε [SKF38393(2κM)+NMDA(5κM)+SL327(10κM)]. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. Δπζπθέμκ, δ πμνήβδζδ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, MK801 (0.01 mg/ Kg) πνζκ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ ιενζηή ιείςζδ ηδξ επαβυιεκδξ απυ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ- 897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 10-13). Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ ζοβπμνήβδζδ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SCH23390 (0.03 mg/ Kg) ζε ζοκδοαζιυ ιε ημκ εζδζηυ ακηαβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ, ΜΚ801 (0.01 mg/ Kg) έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ πθήνδ ακαζημθή ηδξ επαβυιεκδξ απυ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ- 897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 10-13). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ δ αφλδζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ςξ ζοκέπεζα ηδξ έηεεζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ ενέεζζια απαζηεί ηδκ ζφβπνμκδ εκενβμπμίδζδ, ηυζμ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, υζμ ηαζ ηςκ NMDA οπμδμπέςκ βθμοηαιζκζημφ μλέμξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. 109

110 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 9. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη (Β) ηεο DARPP-32 σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαβδσηνύ (striatum) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 7). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ control θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 110

111 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 10. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-897 ηεο NR1 ππνκνλάδαο θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-1303 ηεο NR2Β ππνκνλάδαο ηνπ NMDA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζην ξαρηαίν ηππόθακπν (dorsal hippocampus) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό: [Control], [Novelty], [SCH23390], [MK801], [SCH23390 and MK801], [SL327] and [Habituation]. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηε [Novelty] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 111

112 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 11. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-897 ηεο NR1 ππνκνλάδαο θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-1303 ηεο NR2Β ππνκνλάδαο ηνπ NMDA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηνλ πξνκεησπηαίν θινηό (prefrontal cortex) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 10). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηε [Novelty] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 112

113 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Ζ επαγόκελε από ηελ εηζαγωγή ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην πξωηόγλωξν πεξηβάιινλ αύμεζε ηωλ επηπέδωλ θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ απαηηεί ηελ ελεξγνπνίεζε ηνπ ζεκαηνδνηηθνύ κνλνπαηηνύ ηεο ERK1/2 θηλάζεο ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό Ζ πμνήβδζδ ημο εζδζημφ ακαζημθέα ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (50 mg/ Kg) πνζκ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ πθήνδ ακαζημθή ηδξ επαβυιεκδξ απυ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαημγχςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ αφλδζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ- 897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 10-13). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ δ επαβυιεκδ απυ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ ενέεζζια αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, δ μπμία ελανηάηαζ απυ ηδκ ζοκεκενβμπμίδζδ ηςκ D1 ηαζ NMDΑ οπμδμπέςκ, οπυηεζηαζ ζηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ Ζ έθζεζε ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην θαηλνύξγην πεξηβάιινλ έρεη ωο απνηέιεζκα ηελ ελεξγνπνίεζε ηνπ θαηαξξάθηε κεηαγωγήο ζήκαηνο ηεο ERK1/2 θηλάζεο, ε νπνία εμαξηάηαη από ηε ζπλελεξγνπνίεζε ηωλ D1/ NMDA ππνδνρέωλ ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό Πνμηεζιέκμο κα ελεηάζμοιε ημ ζδιαημδμηζηυ ιμκμπάηζ πμο εκενβμπμζείηαζ ιεηά ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ ελεηάζαιε ηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ DARPP-32. Ζ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ ενέεζζια έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 14, 15). Ακηίεεηα, δ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ ενέεζζια δεκ είπε ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηδξ DARPP-32 ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 14, 15). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ ημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ έπεζ ςξ απμηέθεζια ηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ηαηαννάηηδ ιεηαβςβήξ ζήιαημξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ υπζ αοηυ ηδξ DARPP-32 ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. 113

114 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 12. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-831 θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-845 ηεο GLUR1 ππνκνλάδαο ηνπ AMPA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζην ξαρηαίν ηππόθακπν (dorsal hippocampus) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό: (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 10). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηε [Novelty] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 114

115 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Πνμηεζιέκμο κα δζενεοκδεεί μ νυθμξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ ζηδκ εκενβμπμίδζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, πμνδβήεδηε ζηα πεζναιαηυγςα μ εζδζηυξ ακηαβςκζζηήξ ηςκ D1 οπμδμπέςκ κημπαιίκδξ, SCH23390 (0,03 mg/ Kg) πνζκ ηδκ έηεεζδ ημοξ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ. Ζ πμνήβδζδ αοηή είπε ςξ απμηέθεζια ηδκ ιενζηή ακαζημθή ηδξ επαβυιεκδξ απυ ημ κέμ ενέεζζια θςζθμνοθίςζδξ/ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 14, 15). Ζ πμνήβδζδ ημο εζδζημφ ακηαβςκζζηή ηςκ NMDA οπμδμπέςκ, ΜΚ801 (0,01 mg/ Kg) πνζκ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ επίζδξ ιεζχκεζ ιενζηχξ ηδκ επαβυιεκδ απυ ημ ηαζκμφνβζμ ενέεζζια θςζθμνοθίςζδξ/ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ζηζξ δφμ αοηέξ εβηεθαθζηέξ πενζμπέξ (Δζηυκεξ 14, 15). Δίκαζ εκδζαθένμκ ημ βεβμκυξ υηζ δ ζοκπμνήβδζδ ηςκ εζδζηχκ ακηαβςκζζηχκ ηςκ D1 ηαζ NMDA οπμδμπέςκ, SCH23390 ηαζ MK801 ακηίζημζπα είπε ςξ απμηέθεζια ηδκ πθήνδ ακαζημθή ηδξ επαβυιεκδξ απυ ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ ενέεζζια εκενβμπμίδζδξ/ θςζθμνοθίςζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ (Δζηυκεξ 14, 15). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ δ πθήνδξ εκενβμπμίδζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ απαζηεί ηδκ αθθδθεπίδναζδ ηςκ D1/ NMDA οπμδμπέςκ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Όπςξ ακαιεκυηακ δ πμνήβδζδ ημο εζδζημφ ακαζημθέα ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, SL327 (50 mg/ Kg) πνζκ ηδκ είζμδμ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ είπε ςξ απμηέθεζια ηδκ ακαζημθή ηδξ εκενβμπμίδζδξ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ, υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 14, 15) Ζ εηζαγωγή ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην πξωηόγλωξν πεξηβάιινλ δελ έρεη θακία επίδξαζε ηόζν ζηα επίπεδα θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ, όζν θαη ζηελ ελεξγνπνίεζε ηνπ ζεκαηνδνηηθνύ κνλνπαηηνύ ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη ηεο DARPP-32 ζην ξαβδωηό ζώκα Πνμηεζιέκμο κα ζοβηνίκμοιε ηδκ επίδναζδ ηδξ εζζαβςβήξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ ζημ νααδςηυ ζχια, ζε ιζα εβηεθαθζηή πενζμπή, πμο δεκ ζπεηίγεηαζ ιε ηδ ικήιδ ηαζ ηδ ιάεδζδ, υπςξ μ ζππυηαιπμξ ηαζ μ πνμιεηςπζαίμξ θθμζυξ, αθθά ζοιαάθθεζ ζημκ έθεβπμ ηδξ ηζκδηζηήξ θεζημονβίαξ, ιεθεηήζαιε ηδκ επίδναζδ ημο κέμο ενεείζιαημξ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ, ηαεχξ ηαζ ηδξ εκενβμπμίδζδξ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ηαζ ηδξ DARPP

116 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 13. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-831 θαη (Β) ηεο ζεξίλεο-845 ηεο GLUR1 ππνκνλάδαο ηνπ AMPA ππνδνρέα σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηνλ πξνκεησπηαίν θινηό (prefrontal cortex) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό: (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 10). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηε [Novelty] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 116

117 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 14. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη (Β) ηεο DARPP-32 σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ ξαρηαίνπ ηππόθακπνπ (dorsal hippocampus) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 10). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηε [Novelty] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 117

118 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ ε ακηίεεζδ ιε υηζ ζοιααίκεζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, δ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ δεκ έπεζ ηαιία επίδναζδ ζηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ- 897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ -845 ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα ζημ νααδςηυ (Δζηυκα 16). Δπζπθέμκ, δεκ παναηδνήεδηε εκενβμπμίδζδ/ θςζθμνοθίςζδ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ή ηδξ DARPP-32 ιεηά ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ ενέεζζια (Δζηυκα 16). Σμ βεβμκυξ αοηυ ηαηαδεζηκφεζ υηζ ημ νααδςηυ δεκ εκενβμπμζείηαζ ςξ απυηνζζδ ζημ ηαζκμφνβζμ ενέεζζια, ημοθάπζζημκ ζημ επίπεδμ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AMPA οπμδμπέςκ ή ηδξ εκενβμπμίδζδξ/ θςζθμνοθίςζδξ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ ή ηδξ DARPP Ζ «εμνηθείωζε» κε ην «θαηλνύξγην» πεξηβάιινλ αλαζηέιιεη πιήξωο ηελ επαγόκελε από ηελ έθζεζε ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην λέν εξέζηζκα αύμεζε ηεο θωζθνξπιίωζεο ηωλ ππνκνλάδωλ ηωλ NMDA θαη AMPA ππνδνρέωλ ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό Πνμηεζιέκμο κα δζενεοκήζμοιε εάκ δ επαβυιεκδ απυ ηδκ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ αφλδζδ ηδξ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ AΜPA οπμδμπέςκ είκαζ έκα ελεζδζηεοιέκμ θαζκυιεκμ πμο μθείθεηαζ εζδζηά ζηδκ απυηνζζδ ζημ κέμ πενζαάθθμκ, επζθέλαιε ιία πεζναιαηζηή πνμζέββζζδ ελμζηείςζδξ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ. ηδ ζοκέπεζα, ιεθεηήζαιε ηα επίπεδα θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ ΑΜΡΑ οπμδμπέςκ ιεηά αοηή ηδκ πενίμδμ ελμζηείςζδξ. Ζ πεζναιαηζηή πμνεία πμο αημθμοεήεδηε πενζεθάιαακε ηδκ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ (βζα 10 θεπηά) βζα ηνεζξ δζαδμπζηέξ διένεξ ζημ ηαζκμφνβζμ πενζαάθθμκ ηαζ ζηδ ζοκέπεζα έβζκε ζφβηνζζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ ΑΜΡΑ οπμδμπέςκ ιε ηα ακηίζημζπα ηςκ πεζναιαηυγςςκ πμο εζζένπμκηαζ βζα πνχηδ θμνά ζημ κέμ πενζαάθθμκ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Σα απμηεθέζιαηά ιαξ έδεζλακ υηζ ιεηά ηδκ πενίμδμ ελμζηείςζδξ, δ εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ εη κέμο ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ δεκ πνμηαθμφζε ηδκ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ ζενζκχκ- 897 ηδξ NR1 οπμιμκάδαξ ηαζ ηδξ NR2B οπμιμκάδαξ ημο NMDA οπμδμπέα, ηαεχξ ηαζ ηςκ ζενζκχκ-831 ηαζ ηδξ GLUR1 οπμιμκάδαξ ημο AMPA οπμδμπέα, πμο είπε παναηδνδεεί απυ ηδκ πνχηδ έηεεζδ ημοξ ζημ «κέμ» ενέεζζια (Δζηυκεξ 10-13). Σμ βεβμκυξ αοηυ οπμδεζηκφεζ υηζ δ αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ θςζθμνοθίςζδξ ηςκ οπμιμκάδςκ ηςκ NMDA ηαζ ΑΜΡΑ οπμδμπέςκ εα ιπμνμφζε κα εεςνδεεί «δείηηδξ ηαζκμφνβζμο, πνςηυβκςνμο ενεείζιαημξ» («novelty index»), ημ μπμίμ ακαζηέθθεηαζ ιεηά απυ ηδκ ελμζηείςζδ ιε ημ πενζαάθθμκ. 118

119 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 15. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη (Β) ηεο DARPP-32 σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζηηο θέηεο ηνπ πξνκεησπηαίνπ θινηνύ (prefrontal cortex) ζηηο δηάθνξεο θαηαζηάζεηο, αλάινγα κε ηνλ θαξκαθνινγηθό ρεηξηζκό (όπσο αλαθέξεηαη ζηελ Δηθόλα 10). Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. # p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηε [Novelty] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ ANOVA αθνινπζνύκελν από ην Tukey post hoc test. 119

120 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 16. Αλάιπζε western ησλ επηπέδσλ θσζθνξπιίσζεο (Α) ηεο ζεξίλεο-897 ηεο NR1 ππνκνλάδαο θαη ηεο ζεξίλεο-1303 ηεο NR2Β ππνκνλάδαο ηνπ NMDA ππνδνρέα (B) ηεο ζεξίλεο-831 θαη -845 ηεο GLUR1 ππνκνλάδαο ηνπ AMPA ππνδνρέα (C) ηεο ERK1/2 θηλάζεο θαη (D) ηεο DARPP-32 σο ιόγνο ησλ αληίζηνηρσλ νιηθώλ επηπέδσλ πξσηεΐλεο ζην ξαβδσηό (striatum) κεηαμύ ηεο [control] θαη ηεο [Novelty] θαηάζηαζεο. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=8 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ Student s t-test. 120

121 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ ε ζοιθςκία ιε ηα παναπάκς, δ εη κέμο εζζαβςβή ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ ιεηά ηδκ πενίμδμ ελμζηείςζδξ ακαζηέθθεζ πθήνςξ ηδκ επαβυιεκδ απυ ημ κέμ ενέεζζια εκενβμπμίδζδ/ θςζθμνοθίςζδ ημο ζδιαημδμηζημφ ιμκμπαηζμφ ηδξ ERK1/2 ηζκάζδξ, ηυζμ ζημκ ζππυηαιπμ υζμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ (Δζηυκεξ 14, 15) Ζ εηζαγωγή ηωλ πεηξακαηόδωωλ ζην θαηλνύξγην πεξηβάιινλ έρεη ωο απνηέιεζκα ηελ αύμεζε ηωλ επηπέδωλ, θαζώο θαη ηνπ turn over ηεο ληνπακίλεο ζηνλ ηππόθακπν θαη ζηνλ πξνκεηωπηαίν θινηό, αιιά όρη ζηνλ ξαβδωηό Πνμηεζιέκμο κα δζενεοκήζμοιε εάκ δ έηεεζδ ηςκ πεζναιαηυγςςκ ζημ κέμ ενέεζζια πνμηαθεί αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ηαεχξ ηαζ αολδιέκδ κημπαιζκενβζηή εκενβυηδηα ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, πναβιαημπμζήεδηε ιέηνδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ηαεχξ ηαζ ηςκ ιεηααμθζηχκ ηδξ ζηζξ εβηεθαθζηέξ αοηέξ πενζμπέξ ιε ηδκ ηεπκζηή ηδξ οβνήξ πνςιαημβναθίαξ ορδθήξ απυδμζδξ (High Performance Liquid Chromatography-HPLC). ηδ ζοκέπεζα, έβζκε ζφβηνζζδ ηςκ απμηεθεζιάηςκ αοηχκ ιε ακηίζημζπα απμηεθέζιαηα απυ ημ νααδςηυ, ιζα εβηεθαθζηή πενζμπή, ιε δζαθμνεηζηή θεζημονβζηή ζοιαμθή ζε ζπέζδ ιε ημκ ζππυηαιπμ ηαζ ημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ. Σα απμηεθέζιαηα ηδξ κεονμπδιζηήξ ακάθοζδξ ηαηέδεζλακ ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ, ηαεχξ ηαζ ημο ιεηααμθίηδ ηδξ 3,4 dihydroxyphenylacetate (DOPAC) ζημκ ζππυηαιπμ (39 % ηαζ 61 %, ακηίζημζπα) ηςκ πεζναιαηυγςςκ πμο εηηέεδηακ βζα ζφκημιμ πνμκζηυ δζάζηδια ζημ κέμ πενζαάθθμκ ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control πεζναιαηυγςα (Δζηυκα 17). ε ζοιθςκία ιε ηα παναπάκς, δζαπζζηχεδηε ιζα ζδιακηζηή αφλδζδ ημο θυβμο turn over ηδξ κημπαιίκδξ (DOPAC/ Νημπαιίκδ) ζημκ ζππυηαιπμ (43 %) ηςκ πεζναιαηυγςςκ πμο εηηέεδηακ ζημ ηαζκμφνβζμ ενέεζζια ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control πεζναιαηυγςα (Δζηυκα 17). Πανυιμζα απμηεθέζιαηα παναηδνήεδηακ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, υπμο δ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ πνςηυβκςνμ πενζαάθθμκ είπε ςξ απμηέθεζια ηδκ ζδιακηζηή αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ (58 %), ημο ιεηααμθίηδ ηδξ κημπαιίκδξ DOPAC (63 %), ηαεχξ ηαζ ημο θυβμο turn over ηδξ κημπαιίκδξ (DOPAC/ Νημπαιίκδ) (42 %) ζε ζφβηνζζδ ιε ηα control επίπεδα (Δζηυκα 17). Ακηίεεηα ιε υηζ ζοιααίκεζ ζημκ ζππυηαιπμ ηαζ ζημκ πνμιεηςπζαίμ θθμζυ, δ εζζαβςβή ηςκ επίιοςκ ζημ κέμ πενζαάθθμκ βζα ζφκημιμ πνμκζηυ δζάζηδια δεκ πνμηαθεί αφλδζδ ηςκ επζπέδςκ κημπαιίκδξ ζημ νααδςηυ, ηαεχξ ηαζ ζηα επίπεδα ημο ιεηααμθίηδ ηδξ κημπαιίκδξ, DOPAC, αθθά ηαζ ημο θυβμο turn over ηδξ κημπαιίκδξ 121

122 ΑΠΟΣΕΛΕΜΑΣΑ Δηθόλα 17. Πξνζδηνξηζκόο επηπέδσλ ηεο ληνπακίλεο θαη ηνπ κεηαβνιίηε ηεο DOPAC (κg/g tissue) ζηνλ ηππόθακπν, ζηνλ πξνκεησπηαίν θινηό θαη ζην ξαβδσηό κεηαμύ ηεο [Control] θαη ηεο [Novelty] θαηάζηαζεο κε ηελ ηερληθή HPLC. Οη ιόγνη turnover DOPAC/DA πξνζδηνξίζηεθαλ σο δείθηεο ληνπακηλεξγηθήο ελεξγόηεηαο. Σα απνηειέζκαηα παξνπζηάδνληαη σο κέζνη όξνη ± SΔM (αξηζκόο πεηξακαηόδσσλ Ν=12 ζε θάζε δηαθνξεηηθή θαηάζηαζε). *p<0,05 ζηαηηζηηθά ζεκαληηθή δηαθνξά ζε ζύγθξηζε κε ηελ [control] θαηάζηαζε. Η ζηαηηζηηθή αλάιπζε πξαγκαηνπνηήζεθε κε ηε ρξήζε ηνπ Student s t-test. 122