पैतृक निकोटीन भय स्मृति को बढ़ाता है, निकोटीन प्रशासन को कम करता है, और संतानों में हिप्पोकैम्पस आनुवंशिक और तंत्रिका कार्य को बदल देता है

संपर्क: ऑड्रे हू Whatsapp/hp: 0086 13880143964 ईमेल:audrey.hu@wecistanche.com

लिसा आर. गोल्डबर्ग1*|दाना Zeid1*|मुनीर गुन्स कुटलू2|रॉबर्ट डी. कोल3|वेलेरिया लल्लई4|अश्वथी सेबस्टियन5|इस्तवान अल्बर्ट5|क्रिस्टी डी. फाउलर4|विनय पारिख6|थॉमस जे. गोल्ड1

1बायोबिहेवियरल हेल्थ विभाग, पेन स्टेट यूनिवर्सिटी, यूनिवर्सिटी पार्क, पेंसिल्वेनिया

2 फार्माकोलॉजी विभाग, वेंडरबिल्ट स्कूल ऑफ मेडिसिन, नैशविले, टेनेसी

3कॉलेज ऑफ फार्मेसी, यूनिवर्सिटी ऑफ केंटकी, लेक्सिंगटन, केंटकी

4 न्यूरोबायोलॉजी और व्यवहार विभाग, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय इरविन, इरविन, कैलिफोर्निया

5जैव सूचना विज्ञान, जैव रसायन और आण्विक जीवविज्ञान, पेन स्टेट यूनिवर्सिटी, यूनिवर्सिटी पार्क, पीए

6 मनोविज्ञान विभाग, मंदिर विश्वविद्यालय, फिलाडेल्फिया, पेनसिल्वेनिया

सार

दुनिया भर में खपत होने वाले तंबाकू और ई-सिगरेट उत्पादों के साथ निकोटीन का उपयोग अत्यधिक प्रचलित है। हालांकि, ट्रांसजेनरेशनल एपिजेनेटिक इनहेरिटेंस के बढ़ते प्रमाण से पता चलता है कि निकोटीन का उपयोग बाद की पीढ़ियों में व्यवहार और न्यूरोबायोलॉजी को बदल सकता है। हमने F1 और F2 संतानों में डर कंडीशनिंग पर C57BL6 / J चूहों में पुराने पैतृक निकोटीन जोखिम के प्रभावों का परीक्षण किया, साथ ही साथ वातानुकूलित भय विलुप्त होने और सहज पुनर्प्राप्ति, निकोटीन स्व-प्रशासन, हिप्पोकैम्पस कोलीनर्जिक कार्यप्रणाली, RNA अभिव्यक्ति और F1 में डीएनए मिथाइलेशन का परीक्षण किया। संतान। पैतृक निकोटीन एक्सपोजर बढ़े हुए प्रासंगिक और उद्धृत डर कंडीशनिंग और बुझी हुई भय यादों की सहज वसूली से जुड़ा था। इसके अलावा, निकोटीन युक्त चूहों में निकोटीन सुदृढीकरण को कम किया गया था, जैसा कि स्व-प्रशासन प्रतिमान में मूल्यांकन किया गया था। इन व्यवहारिक फेनोटाइप्स को निकोटीन, अपग्रेडेड हिप्पोकैम्पस निकोटिनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर बाइंडिंग, कम विकसित हिप्पोकैम्पस कोलीनर्जिक धाराओं, और परिवर्तित मिथाइलेशन और तंत्रिका विकास और प्लास्टिसिटी से संबंधित हिप्पोकैम्पस जीन की अभिव्यक्ति के लिए परिवर्तित प्रतिक्रिया के साथ जोड़ा गया था। जीन अभिव्यक्ति विश्लेषण संभावित रूप से न्यूरोप्लास्टिक और मानसिक विकारों में शामिल व्यापक जीन नेटवर्क पर बहु-पीढ़ी के प्रभाव का सुझाव देता है। डर कंडीशनिंग में बदलाव इसी तरह पोस्ट-ट्रॉमेटिक स्ट्रेस के समान चिंता विकारों के अनुरूप फेनोटाइप्स का सुझाव देते हैं।

कीवर्ड: कोलीनर्जिक, हिप्पोकैम्पस, लर्निंग, मल्टीजेनरेशनल, निकोटीन, ट्रांसजेनरेशनल

सिस्टैंच के प्रभाव

1 परिचय

संचित साक्ष्यों से पता चलता है कि दुरुपयोग की दवाओं के संपर्क का प्रभाव व्यक्ति से आगे बढ़कर अप्रभावित संतानों में शारीरिक और व्यवहारिक फेनोटाइप को प्रभावित करता है।1-3 तंबाकू उत्पाद के उपयोग4 की व्यापकता और नाटकीय वृद्धि को देखते हुए पीढ़ियों में निकोटीन के प्रभावों की विशेषता महत्वपूर्ण है। ई-सिगरेट के उपयोग का।5 मस्तिष्क कोलीनर्जिक सिस्टम पर इसके प्रभाव के माध्यम से, निकोटीन एक्सपोजर मस्तिष्क के कार्य में उल्लेखनीय परिवर्तन पैदा करता है जो निकोटीन की लत को कम कर सकता है और अवसाद और चिंता सहित मानसिक विकारों के लिए जोखिम में वृद्धि कर सकता है। कोलीनर्जिक सक्रियण के बहाव में एपिजेनेटिक संशोधन हो सकते हैं सेलुलर और सर्किट फ़ंक्शन पर लगातार प्रभाव की अनुमति दें। 8,9 हाल तक, यह माना जाता था कि ये एपिजेनेटिक संशोधन जर्मलाइन की स्थापना पर मिटा दिए गए थे और इस तरह बाद की पीढ़ियों से अनुक्रमित हो गए थे। हालांकि, एक पीढ़ी में प्राप्त डीएनए मिथाइलेशन, हिस्टोन पोस्टट्रांसलेशनल संशोधनों और नॉनकोडिंग आरएनए सहित एपिजेनेटिक संशोधनों को अगली पीढ़ी में विरासत में प्राप्त किया जा सकता है। 10,11 ये एपिजेनेटिक संशोधन संतान व्यवहार और न्यूरोबायोलॉजी पर माता-पिता के निकोटीन जोखिम के बहुजनपदीय और ट्रांसजेनरेशनल प्रभावों का मध्यस्थता कर सकते हैं। .

कई, स्वतंत्र प्रयोगशालाओं से कृंतक अध्ययनों ने माता-पिता के निकोटीन जोखिम के बहु-पीढ़ीगत और ट्रांसजेनरेशनल परिणामों की पहचान करना शुरू कर दिया है। इस काम ने अब तक अवसादग्रस्तता और चिंता-जैसे फेनोटाइप्स, 1 संज्ञानात्मक लचीलेपन, 2 ध्यान घाटे की सक्रियता विकार (एडीएचडी)-जैसे व्यवहार, 3 और जीन अभिव्यक्ति पर माता-पिता के निकोटीन जोखिम के प्रभावों की पहचान की है। निकोटीन का एक्सपोजर निकोटीन की लत और मानसिक स्वास्थ्य में शामिल एंडोफेनोटाइप्स को प्रभावित कर सकता है। उदाहरण के लिए, हमने दिखाया है कि निकोटीन एक्सपोजर प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को नियंत्रित करता है, हिप्पोकैम्पस-आश्रित डर सीखने का एक मॉडल जो मानसिक स्वास्थ्य विकारों जैसे पोस्ट-ट्रॉमेटिक स्ट्रेस डिसऑर्डर (PTSD) और लत से संबंधित है।12-14 निकोटीन का प्रासंगिक भय सीखने पर प्रभाव हिप्पोकैम्पस द्वारा संशोधित किया जाता है। 15,16 हमने पाया है कि तीव्र निकोटीन एक्सपोजर हिप्पोकैम्पस-निर्भर डर सीखने को बढ़ाता है, 15,17 प्रासंगिक भय के विलुप्त होने को कम करता है, 18,19 और प्रासंगिक भय की सहज वसूली को बढ़ाता है। विलुप्त होने।18 हालांकि, इन फेनोटाइप पर पैतृक निकोटीन जोखिम के बहु-पीढ़ीगत और ट्रांसजेनरेशनल प्रभावों का अध्ययन नहीं किया गया है। इसके अलावा, पिछले किसी भी अध्ययन ने कोलीनर्जिक फ़ंक्शन पर निकोटीन के बहु-पीढ़ी के प्रभावों की विशेषता नहीं बताई है। बहु-पीढ़ी संबंधी वंशानुक्रम, उजागर व्यक्तियों के तुरंत बाद पीढ़ी में उत्पन्न होने वाले फेनोटाइप्स को संदर्भित करता है, जबकि ट्रांसजेनरेशनल इनहेरिटेंस में प्रत्यक्ष पर्यावरणीय प्रभावों के अभाव में पीढ़ियों के बीच एपिजेनेटिक जानकारी के रोगाणु-रेखा-मध्यस्थ वंशानुक्रम होते हैं जो फेनोटाइपिक भिन्नता की ओर ले जाते हैं। यहां, हमने दोनों बहु-पीढ़ी की जांच की और F1 और F2 पीढ़ी के साथ-साथ निकोटीन स्व-प्रशासन, हिप्पोकैम्पस निकोटिनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर (nAChR) बाइंडिंग, हिप्पोकैम्पल कोलीनर्जिक कार्यप्रणाली, हिप्पोकैम्पस जीन अभिव्यक्ति, और हिप्पोकैम्पस डीएनए मिथाइलेशन में प्रासंगिक और उद्धृत भय सीखने पर पैतृक निकोटीन जोखिम के ट्रांसजेनरेशनल प्रभाव। F1 पीढ़ी। हम अनुमान लगाते हैं कि पैतृक निकोटीन जोखिम डर कंडीशनिंग, हिप्पोकैम्पस जीन अभिव्यक्ति और संतानों और भव्य-संतानों में कार्य को प्रभावित करेगा।

सिस्टैंच के अर्क का प्रभाव

2 तरीके और सामग्री

2.1 विषय

विषय पुरुष और महिला C57BL / 6J चूहों (8-20 सप्ताह की आयु, जैक्सन प्रयोगशाला, बार हार्बर, एमई) थे। हरम प्रजनन के लिए आवास के अपवाद के साथ, सभी जानवरों को 12 घंटे के प्रकाश / अंधेरे चक्र और भोजन और पानी के लिए एड लिबिटम पहुंच के साथ समूह में रखा गया था। स्व-प्रशासन के दौरान, विषयों को उनके मुक्त-खिला शरीर के वजन के 85 प्रतिशत से 90 प्रतिशत तक भोजन-प्रतिबंधित किया गया था, और पानी को एड लिबिटम प्रदान किया गया था। सभी व्यवहार परीक्षण 9:00 AM और 6:00 PM के बीच हुए। सभी प्रक्रियाओं को प्रयोगशाला जानवरों की देखभाल और उपयोग के लिए NIH गाइड के अनुसार आयोजित किया गया था और पेन स्टेट यूनिवर्सिटी, टेम्पल यूनिवर्सिटी, या यूनिवर्सिटी ऑफ़ कैलिफ़ोर्निया इरविन IACUC समितियों द्वारा अनुमोदित किया गया था।

2.2 पैतृक निकोटीन जोखिम

नर (8 सप्ताह) ने 0.9 प्रतिशत स्टेराइल सेलाइन या निकोटीन हाइड्रोजन टार्ट्रेट नमक (12.6 मिलीग्राम/किलोग्राम/दिन, फ्री बेस वेट- फिशर साइंटिफिक, वॉलथम, एमए या एमपी बायोमेडिकल, सांता एना, सीए) प्राप्त किया। 0.9 प्रतिशत बाँझ खारा, 28 दिनों के लिए आसमाटिक मिनी-पंप (अल्ज़ेट, मॉडल 1004, ड्यूरेक्ट, क्यूपर्टिनो, सीए) के माध्यम से सूक्ष्म रूप से वितरित किया गया। यह खुराक मध्यम मानव धूम्रपान करने वालों में देखे गए लोगों के साथ तुलनीय प्लाज्मा निकोटीन और कोटिनिन स्तर का उत्पादन करती है। 20,21

2.3 F1 और F2 चूहों की उत्पत्ति

चूहों में निकोटिन का आधा जीवन लगभग 6 मिनट है। 22 यह पहले दिखाया गया है कि निकोटीन निकासी के प्रभाव निकोटीन हटाने के 4 दिनों के बाद समाप्त हो जाते हैं। 23-25 इसलिए, निकोटीन उपचार के बीच 4 दिन की देरी और प्रजनन से पहले निकोटीन के प्रणालीगत उन्मूलन को सुनिश्चित करने के लिए प्रजनन को लागू किया गया था। नर चूहों को F1 संतान उत्पन्न करने के लिए 2 सप्ताह के लिए दो भोली C57BL / 6 J मादा (8-20 सप्ताह की आयु) के साथ पिंजरों में रखा गया था। F2 चूहों को भोले नर F1 चूहों को भोले मादाओं के साथ जोड़कर उत्पन्न किया गया था।

2.4 डर कंडीशनिंग

डर कंडीशनिंग और विलुप्त होने की प्रक्रियाओं को पहले विस्तार से वर्णित किया गया है। 19 संक्षेप में, चूहों को शोर-क्षीण कक्षों में प्रशिक्षित और परीक्षण किया गया था (18.8 × 2 0 × 18.3 सेमी, 65 डीबी पृष्ठभूमि शोर; मेड एसोसिएट्स, सेंट एल्बंस, वीटी)। F1 और F2 चूहों को दो वातानुकूलित उत्तेजनाओं (CS, 3 0 s, 85‐dB सफेद शोर) के साथ वातानुकूलित किया गया था - बिना शर्त उत्तेजना (US, 2 s, 0.57‐mA पैर के झटके) जोड़ियों को 120 सेकंड से अलग किया गया। F1 और F2 चूहों में डर कंडीशनिंग पर निकोटीन के तीव्र प्रभावों की जांच करने के लिए, संतानों को तीव्र निकोटीन (0.09 मिलीग्राम / किग्रा, एनआईसी फ्रीबेस वजन, आईपी; निकोटीन हाइड्रोजन टार्ट्रेट नमक, फिशर साइंटिफिक) या खारा (एसएएल) 2 से 4 मिनट पहले प्राप्त हुआ। प्रशिक्षण और परीक्षण सत्र के लिए। प्रशिक्षण के चौबीस घंटे बाद, प्रासंगिक ठंड का आकलन करने के लिए चूहों को 5 मिनट के लिए प्रशिक्षण संदर्भ में लौटा दिया गया। प्रासंगिक परीक्षण के बाद, उद्धृत भय सीखने का आकलन करने के लिए चूहों को अलग-अलग कक्षों में रखा गया था। एक निष्पक्ष समय नमूनाकरण विधि के माध्यम से, श्वसन से अलग स्वैच्छिक आंदोलन की अनुपस्थिति के रूप में परिभाषित, ठंड का आकलन करने वाली स्थितियों के लिए अंधे हुए प्रयोगकर्ता। 19 उद्धृत परीक्षण के दौरान संभावित छत प्रभावों की जांच करने के लिए, F1 चूहों के एक अलग समूह ने केवल एक CS‐US के साथ समान प्रशिक्षण प्राप्त किया। युग्मन, और प्रासंगिक भय विलुप्त होने और सहज पुनर्प्राप्ति की भी जांच की गई। प्रासंगिक और उद्धृत भय परीक्षण के अगले दिन से शुरू होने वाले लगातार पांच सत्रों में भय का विलोपन हुआ। अंतिम विलुप्त होने के सत्र के बाद, चूहों को उनके घर के पिंजरों में 7 दिनों के लिए छोड़ दिया गया और फिर सहज पुनर्प्राप्ति के लिए प्रशिक्षण संदर्भ में सेवानिवृत्त किया गया। यह निर्धारित करने के लिए कि डर कंडीशनिंग में कोई अंतर देखा गया है, सदमे संवेदनशीलता, चिंता, या अधिक व्यापक सीखने की कमी में अंतर के कारण, नर और मादा एनआईसी‐ और एसएएल-सिरेड जानवरों को अतिरिक्त रूप से एक खुले मैदान, सदमे संवेदनशीलता, ऊंचा प्लस भूलभुलैया में परीक्षण किया गया था। ईपीएम), और उपन्यास वस्तु पहचान प्रतिमान (पूर्ण विधियों और परिणामों के लिए सहायक जानकारी देखें)।

2.5 खाद्य और अंतःस्रावी निकोटीन स्व-प्रशासन

A separate cohort of adult SAL‐Sired and NIC‐Sired F1 mice were used for food and nicotine self‐administration studies. Beginning at 6 weeks of age, male F1 mice were weighed, mildly food‐restricted to 85% to 90% of their free‐feeding body weight, and then trained to press a lever in an operant chamber (Med Associates) for food chow pellets (20 mg; TestDiet, Richmond, IN) under a fixed‐ratio 5, time out 20 seconds (FR5TO20 sec) schedule of reinforcement (see Supporting Information for full methods). Once stable responding was achieved (>तीन बाद के सत्रों में प्रति सत्र 25 छर्रों), विषयों को आइसोफ्लुरेन (1 प्रतिशत 3 प्रतिशत) / ऑक्सीजन वाष्प संज्ञाहरण के तहत कैथीटेराइज किया गया था, जैसा कि पहले वर्णित है। 26 चूहों को पहुंच से पहले सर्जरी से ठीक होने के लिए 72 घंटे से अधिक या बराबर की अनुमति दी गई थी। एक खाद्य इनाम के लिए फिर से जवाब देने के लिए। भोजन प्रतिक्रिया की पुन: स्थापना यह सुनिश्चित करती है कि चूहों ने अंतःशिरा सर्जरी के बाद पर्याप्त रूप से ठीक हो गए हैं और संचालक कक्षों तक पहुंच में देरी के बाद सामान्य संचालक प्रतिक्रिया का प्रदर्शन करते हैं। चूहों को तब 1 घंटे के दैनिक सत्र के दौरान अंतःशिरा (IV) निकोटीन स्व-प्रशासन प्राप्त करने की अनुमति दी गई थी, प्रति सप्ताह 6 से 7 दिन (निकोटीन हाइड्रोजन टार्ट्रेट नमक 0.9 प्रतिशत बाँझ खारा में भंग, {{1{ {12}}}}.03 मिलीग्राम/किग्रा/जलसेक, नि:शुल्क आधार भार; एमपी बायोमेडिकल, सांता एना, सीए)। IV निकोटीन एक रेज़ेल सिरिंज पंप (मेड एसोसिएट्स) द्वारा दिया गया था। प्रत्येक सत्र में दो वापस लेने योग्य लीवर (एक सक्रिय, एक निष्क्रिय) थे। सक्रिय लीवर पर प्रतिक्रिया मानदंड को पूरा करने के परिणामस्वरूप IV निकोटीन इन्फ्यूजन (0.{{20}}3 मिली इन्फ्यूजन वॉल्यूम; FR5TO20 सेकंड शेड्यूल) की डिलीवरी हुई। निष्क्रिय लीवर पर प्रतिक्रियाएँ दर्ज की गईं लेकिन उनका कोई निर्धारित परिणाम नहीं था। 0.03 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक पर आठ अधिग्रहण सत्रों के बाद, छह सत्रों के लिए जलसेक खुराक 0.1 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक में बदल गया। प्रत्येक खुराक के लिए, सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए पिछले तीन सत्रों के औसत सेवन का उपयोग किया गया था। हेपरिन (100 यूएसपी यूनिट / एमएल) युक्त शारीरिक बाँझ खारा (0.9 प्रतिशत डब्ल्यू / वी) के साथ कैथेटर को प्रतिदिन फ्लश किया गया था। निकोटीन स्व-प्रशासन चरण के बाद कैथेटर धैर्य को ब्रेविटल (मेथोहेक्सिटल सोडियम, एली लिली, इंडियानापोलिस, आईएन) के साथ सत्यापित किया गया था। रिलैप्स-संबंधित व्यवहार का आकलन करने के लिए, चूहों को सत्र के बाद तृष्णा के ऊष्मायन के लिए परीक्षण किया गया था, जो कि IV निकोटीन स्व-प्रशासन की अंतिम 0.1 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक खुराक के तुरंत बाद था; इस प्रक्रिया में, चूहों को सक्रिय लीवर पर प्रतिक्रिया करने की अनुमति दी जाती है, लेकिन उन्हें निकोटीन का कोई संक्रमण नहीं मिलता है। पहले आधारभूत ऊष्मायन सत्र (दिन 1) पर, चूहों को आकस्मिक क्यू प्रकाश सक्रियण के साथ FR5TO20 सेकंड अनुसूची के तहत संचालक कक्षों में रखा गया था। इसके बाद, चूहों को 20 दिनों के लिए घर के पिंजरों में रखा गया। संयम के 21 दिन, चूहों की लालसा के ऊष्मायन के लिए जांच की गई, जिसमें सक्रिय लीवर क्यू लाइट को FR5TO20 सेकंड शेड्यूल के तहत दिया गया। समूह स्थितियों के लिए अंधे प्रयोगकर्ताओं द्वारा अध्ययन किए गए थे, और व्यवहारिक प्रतिक्रियाएं स्वचालित रूप से MedAssociates सॉफ़्टवेयर द्वारा दर्ज की गई थीं।

2.6 निकोटिनिक एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर बाइंडिंग

8-सप्ताह पुराने NIC-Sired (5 M और 10F) और SAL-Sired (9 M और 6F) F1 चूहों से हिप्पोकैम्पसी का उपयोग करके एक रेडिओलिगैंड बाइंडिंग परख किया गया था। नमूनों को लसीका बफर (5 मिमी ट्रिस प्लस 5 मिमी ईडीटीए प्लस 5 मिमी ईजीटीए) का उपयोग करके समरूप बनाया गया था, 4 डिग्री पर 30 मिनट के लिए 100 000 जी पर सेंट्रीफ्यूज किया गया, लसीका बफर में resuspended, और फिर से सेंट्रीफ्यूज किया गया। छर्रों को ट्रिस/10 प्रतिशत सुक्रोज बफर में फिर से जोड़ा गया और 1 के लिए [3 एच] एपिबेटिडाइन ([3 एच] ईबी) (~ 2 एनएम आधारित 27,28) (विशिष्ट गतिविधि 54.1 सीआई / एमएमओएल, पर्किनएल्मर, बोस्टन, एमए) के साथ ऊष्मायन किया गया। कमरे के तापमान पर घंटा। [3 एच] ईबी को एनएसीएचआर बाइंडिंग के लिए चुना गया था, जैसा कि पिछले परिणामों से पता चला है कि हिप्पोकैम्पस हेटेरोमेरिक 4 2 एनएसीएचआर डर कंडीशनिंग पर निकोटीन के प्रभावों की मध्यस्थता करते हैं। 17 गैर-बाध्यकारी बंधन का मूल्यांकन 300 μM निकोटीन (निकोटीन हाइड्रोजन टार्ट्रेट नमक) की उपस्थिति में किया गया था। ट्रिस बफर में भंग, मुक्त आधार एकाग्रता)। [3 एच] ईबी-बाउंड एनएसीएचआर फ़िल्टर किए गए थे (24-वेल सेल हार्वेस्टर, ब्रैंडेल कंपनी, गेथर्सबर्ग, एमडी), और एक तरल जगमगाहट काउंटर (ट्राई-कार्ब 2810 टीआर, पर्किन एल्मर, बोस्टन, एमए) मापा फिल्टर रेडियोधर्मिता। fmol/mg ऊतक के रूप में व्यक्त विशिष्ट बंधन की गणना कुल और गैर-विशिष्ट बंधन के बीच अंतर के रूप में की गई थी।16

2.7 विवो एम्परोमेट्रिक कोलीनर्जिक रिकॉर्डिंग में

एम्परोमेट्री का उपयोग करके हिप्पोकैम्पस कोलीनर्जिक संचरण में परिवर्तन का आकलन करने के लिए भोले 1 0 से 20-सप्ताह के एनआईसी-सिरेड और एसएएल-साइरेड एफ 1 चूहों के एक अलग समूह का उपयोग किया गया था। सिरेमिक-आधारित माइक्रोइलेक्ट्रोड (सेंटर फॉर माइक्रोइलेक्ट्रोड टेक्नोलॉजी, लेक्सिंगटन, केवाई), 4 (15 × 333 माइक्रोन) प्लैटिनम रिकॉर्डिंग साइटों के साथ जोड़े (ऊपरी और निचले) में व्यवस्थित, कोलीन ऑक्सीडेज (ईसी नंबर 1.1.3.17; सिग्मा) के साथ लेपित थे। एल्ड्रिच, सेंट लुइस, एमओ), जैसा कि पहले बताया गया था। 29 इलेक्ट्रोड को मेटा-फेनिलेनेडियम (एम-पीडी; सिग्मा-एल्ड्रिच, सेंट लुइस, एमओ) के साथ इलेक्ट्रोपोलिमराइज़ किया गया था ताकि कोलीन धाराओं का पता लगाने के लिए चयनात्मकता को बढ़ाया जा सके। 3pA/μM से अधिक या उसके बराबर की संवेदनशीलता वाले माइक्रोइलेक्ट्रोड और choline के लिए 400 nM से कम या उसके बराबर पता लगाने की सीमा का उपयोग Acetylcholine (ACh) रिलीज का एक संवेदनशील सूचकांक प्रदान करने के लिए किया गया था। जानवरों को urethane (1.2‐1.5) के साथ संवेदनाहारी किया गया था। जी/किलोग्राम, आईपी), और एंजाइम-लेपित माइक्रोइलेक्ट्रोड को स्टीरियोटैक्सिक रूप से पृष्ठीय (ए/पी 1.7 मिमी, एम/एल ± 1.5 मिमी, डी/वी ‐2.3 मिमी) या उदर (ए/पी −3.1 मिमी, एम) में उतारा गया। /एल ± 3.0 मिमी, डी/वी -4.3 मिमी) हिप्पोकैम्पस। वेंट्रल और पृष्ठीय हिप्पोकैम्पस का अलग-अलग मूल्यांकन किया गया था, क्योंकि वे प्रासंगिक भय कंडीशनिंग में अलग-अलग योगदान देते हैं: उदर हिप्पोकैम्पस (वीएचपीसी) की डर संघ और अभिव्यक्ति में अधिक प्रमुख भूमिका होती है, जबकि पृष्ठीय हिप्पोकैम्पस (डीएचसीपी) प्रासंगिक स्मृति के लिए महत्वपूर्ण है। 31 एजी/ AgCl संदर्भ इलेक्ट्रोड को contralateral रोस्ट्रल कॉर्टेक्स में प्रत्यारोपित किया गया था।

प्लस 0.7 वी की एक निश्चित क्षमता को लागू करके 2 हर्ट्ज पर एम्परोमेट्रिक रिकॉर्डिंग आयोजित की गई थी, और डेटा को डिजीटल किया गया था (फास्ट -16 पोटेंशियोस्टैट, क्वांटन, निकोलसविले, केवाई)। पृष्ठभूमि धाराओं को 60 मिनट के लिए स्थिर किया गया था, फिर इलेक्ट्रोड से जुड़ी एक ग्लास केशिका (टिप व्यास: 15 माइक्रोन) का उपयोग करके हिप्पोकैम्पस में दवाओं को लागू किया गया था। विध्रुवण-विकसित ACh रिलीज़ को पोटेशियम (KCl 70 mM; 100 NL) या NIC (1 mM फ्रीबेस, निकोटीन टार्ट्रेट; 100 NL) की संक्षिप्त दालों को 2 से 10 psi हर 2 मिनट में लागू करके मापा गया था। रिकॉर्डिंग हिप्पोकैम्पस क्षेत्र (पृष्ठीय या उदर) और दवा (पोटेशियम या एनआईसी) के लिए असंतुलित थे। बेसलाइन करंट से एंजाइम-लेपित चैनल पर करंट में बदलाव से कोलाइन सिग्नल एम्पलीट्यूड को मापा गया और इन विट्रो कैलिब्रेशन के आधार पर कोलीन के μM समकक्ष में परिवर्तित किया गया। प्रहरी चैनलों से धाराओं को घटाकर कलाकृतियों को खत्म करने के लिए स्व-संदर्भ को अपनाया गया था। 29 माइक्रोइलेक्ट्रोड प्लेसमेंट को कोरोनल हिप्पोकैम्पस वर्गों (चित्रा S1) के निस्सल धुंधला द्वारा सत्यापित किया गया था। प्रति पशु दवा हेरफेर प्रति दो प्रतिक्रियाओं का औसत सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए उपयोग किया गया था।

2.8 सांख्यिकीय विश्लेषण

SPSS (IBM, Armonk, NY) या ग्राफपैड प्रिज्म (ला जोला, CA, यूएसए) का उपयोग करके सांख्यिकीय तुलना की गई। आउटलेयर को माध्य से ऊपर के मान 2 मानक विचलन द्वारा निर्धारित किया गया था। यदि किसी बाहरी का पता चला है, तो जानकारी को परिणाम अनुभाग में शामिल किया जाता है। महत्व का मानदंड=.05 पर निर्धारित किया गया था। सांख्यिकीय विश्लेषण शुरू में पुरुष और महिला दोनों संतानों के परीक्षण के सभी प्रयोगों के लिए एक कारक के रूप में सेक्स सहित किया गया था। जब सेक्स के साथ तीन-तरफ़ा या दो-तरफ़ा बातचीत का पता नहीं चला (पी> .05) तो विश्लेषण पूरे सेक्स में ध्वस्त हो गए। डेटा का विश्लेषण टी-टेस्ट, 1-वे, या 2-वे एनोवा द्वारा किया गया, जैसा उपयुक्त हो। एलएसडी पोस्ट हॉक तुलनाओं के बाद महत्वपूर्ण मुख्य या अंतःक्रियात्मक प्रभाव थे। कई तुलनाओं के लिए सुधार के साथ बोनफेरोनी पोस्ट हॉक तुलना द्वारा दोहराए गए उपायों एनोवा का पालन किया गया। यदि असमान प्रसरणों का पता लगाया गया, तो असमान प्रसरणों के लिए वेल्च के टी-परीक्षण का उपयोग किया गया और स्वतंत्रता की डिग्री को गोल कर दिया गया।

2.9 आरएनए/डीएनए अलगाव

वयस्क F1 चूहों (8 सप्ताह पुराना; n=3 M और 3 F प्रति समूह) को ग्रीवा अव्यवस्था के माध्यम से इच्छामृत्यु दिया गया। हिप्पोकैम्पसी को तेजी से उदर और पृष्ठीय भागों (1:1 के अनुपात में) में विभाजित किया गया था, बाएं और दाएं पक्षों से जमा किया गया था, और सूखी बर्फ पर जमे हुए थे। डीएनए और आरएनए को एक ऑलप्रेप डीएनए / आरएनए मिनी किट (क्यूजेन, वालेंसिया, सीए) का उपयोग करके सह-पृथक और शुद्ध किया गया था। NanoDrop2000 (NanoDrop, Wilmington, DE) और Agilent Bioanalyzer (Agilent, Santa Clara, CA) का उपयोग करके RNA और डीएनए सांद्रता और गुणवत्ता का मूल्यांकन किया गया। आरएनए एक्सट्रैक्शन के लिए, न्यूनतम आरएनए इंटीग्रिटी नंबर (आरआईएन) 8.5 था।

2.10 ट्रांसक्रिप्टोम विश्लेषण के माध्यम से

आरएनए अनुक्रमण पुस्तकालयों को लाइफ साइंसेज जीनोमिक्स कोर फैसिलिटी (पेन स्टेट यूनिवर्सिटी) के हक संस्थानों द्वारा 15 0 बीपी सिंगल-एंड रीड्स के लिए इल्लुमिना ट्रूसेक स्ट्रैंडेड एमआरएनए लाइब्रेरी प्रेप किट (इलुमिना, सैन डिएगो, सीए) का उपयोग करके तैयार किया गया था। और Illumina HiSeq 2500 पर रैपिड रन मोड में अनुक्रमित (लगभग 10 प्रति नमूना लगभग 10 मिलियन रीड्स के साथ लगातार तीन रन)। FASTQ फ़ाइलों की गुणवत्ता FASTQC के माध्यम से जाँची गई और उनके पास औसत प्रति रीड Phred गुणवत्ता स्कोर 30 से अधिक (यानी, 0.1 प्रतिशत से कम अनुक्रमण त्रुटि) था। Galaxy Project33 पर TopHat (v2.1.0)32 का उपयोग करके FASTQ फ़ाइलों को माउस संदर्भ जीनोम (mm10; UCSC जीनोम ब्राउज़र) से जोड़ा गया था। कफ़लिंक और कफ़मर्ज (v2.2.1.0)34 का उपयोग मैप किए गए रीड्स से टेप को इकट्ठा करने और अंतिम ट्रांसक्रिप्टोम असेंबली के लिए ट्रांसक्रिप्ट फ़ाइलों को मर्ज करने के लिए किया गया था। गलत खोज दर (FDR) समायोजित P मानों की गणना NIC-Sired और SAL-Sired नमूनों से अंतर जीन अभिव्यक्ति के लिए कफ़डिफ़ (v2.2.1.3),34 का उपयोग करके 0.05.35 के मानक FDR कट-ऑफ़ के साथ की गई थी। ट्रांसक्रिप्टोम डेटासेट जमा किए गए थे। जीन एक्सप्रेशन ऑम्निबस के लिए।

2.11 संवर्धन विश्लेषण

साहचर्य जैविक नेटवर्क के संभावित संवर्धन को प्रकट करने के लिए डिफरेंशियल रूप से व्यक्त जीन का विश्लेषण सरलता मार्ग विश्लेषण (आईपीए, दिसंबर 2018; www.qiagen.com/ingenuity; क्यूजेन, रेडवुड सिटी, सीए, यूएसए) 36 का उपयोग करके किया गया था। रन पैरामीटर प्रति जीन नेटवर्क में अधिकतम 35 अणु निर्दिष्ट करते हैं और स्तनधारी सीएनएस ऊतक या सेल लाइनों के लिए प्रतिबंधित विश्लेषण। संवर्धन के लिए सांख्यिकीय महत्व को कई परीक्षणों के लिए सही-पूंछ वाले फिशर के सटीक परीक्षण का उपयोग करके निर्धारित किया गया था।

2.12 लक्षित बाइसल्फाइट अनुक्रमण

डीएनए मिथाइलेशन विश्लेषण के लिए आरएनए के साथ सह-पृथक डीएनए (धारा 2.9 देखें) का उपयोग किया गया था। RNA-seq ने क्रमशः vHPC और DHCP में 952 और 162 विभेदित रूप से व्यक्त जीनों की पहचान की। इन संयुक्त सूचियों में से 1 010 अद्वितीय जीन को एक कस्टम SeqCap एपि एनरिचमेंट सिस्टम (Roche, Pleasanton, CA, USA; टेबल S1) का उपयोग करके bisulfite-seq में संवर्धन के लिए चुना गया था। 38 लक्षित बाइसल्फ़ाइट जीवन विज्ञान जीनोमिक्स कोर फैसिलिटी के पेन स्टेट हक इंस्टीट्यूट्स में अनुक्रमण किया गया था। कापा हाइपर प्रेप किट (कापा बायोसिस्टम्स, विलमिंगटन, एमए) का उपयोग करके पुस्तकालयों का निर्माण किया गया था। सोडियम बाइसल्फाइट-परिवर्तित पुस्तकालयों को पीसीआर प्रवर्धित किया गया और एक कस्टम कैप्चर जांच सेट (सेककैप एपी चॉइस प्रोब; रोश, प्लिसटन, सीए, यूएसए) का उपयोग करके चयनित जीनोमिक क्षेत्रों के लिए समृद्ध किया गया। कैप्चर किए गए डीएनए को इल्लुमिना हाईसेक 2500 पर 100 एनटी पेयर-एंड रीड्स का उपयोग करके अनुक्रमित किया गया था। FASTQ फ़ाइलों की गुणवत्ता FASTQC के माध्यम से जाँची गई। इल्लुमिना एडेप्टर अनुक्रमों को हटा दिया गया था और कम-गुणवत्ता वाले आधारों को ट्रिमोमैटिक का उपयोग करके ट्रिम किया गया था। 39 निम्न-गुणवत्ता वाले बेस ट्रिमिंग को एक स्लाइडिंग विंडो दृष्टिकोण के साथ किया गया था, ट्रिमिंग जब चार बेस-पेयर विंडो के भीतर औसत गुणवत्ता 20 की सीमा से नीचे गिर गई, जिसमें 35 की न्यूनतम पढ़ने की लंबाई। ट्रिमिंग के बाद, FASTQ फाइलें 30 से अधिक (यानी, 0.1 प्रतिशत से कम अनुक्रमण त्रुटि) पढ़ने के लिए औसत प्रति रीड फ़्रेड गुणवत्ता स्कोर रखती हैं। बिस्मार्क में लागू किए गए Bowtie240 का उपयोग करके ट्रिम किए गए रीड्स को माउस संदर्भ जीनोम (mm10) में मैप किया गया था। मिथाइलकिट42 ​​का उपयोग डिफरेंशियल मिथाइलेटेड क्षेत्रों (डीएमआर) के विश्लेषण के लिए किया गया था। 500 बेस पेयर की नॉनओवरलैपिंग विंडो पर मिथाइलेशन की स्थिति को संक्षेप में प्रस्तुत किया गया था और डिफरेंशियल मिथाइलेशन विश्लेषण किया गया था, जिसमें 0.05.35 डेटासेट के मानक एफडीआर को जीन एक्सप्रेशन ऑम्निबस में जमा किया गया था।

सिस्टैंच के अर्क के लाभ

3। परिणाम

3.1 पैतृक निकोटीन प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बढ़ाता है और F1 और F2 पीढ़ी के चूहों में प्रासंगिक भय कंडीशनिंग के तीव्र निकोटीन वृद्धि को उलट देता है

एनआईसी-सिरेड और एसएएल-सिरेड एफ1 नर और मादा चूहों को तीव्र एसएएल या एनआईसी प्रशासन (0। 0 9 मिलीग्राम / किग्रा आईपी, चित्रा 1 ए) के बाद वातानुकूलित किया गया था। बेसलाइन, प्री-सीएस और सीएस फ्रीजिंग का पूरा विश्लेषण सहायक सूचना में शामिल है। सर उपचार, तीव्र दवा उपचार, और कारकों के रूप में सेक्स के साथ प्रासंगिक ठंड के एक 3-तरफा एनोवा ने एक महत्वपूर्ण साहब × तीव्र दवा उपचार बातचीत (एफ (1,36)=32.75, पी <.{{27) का="" खुलासा="" किया="" }}01)।="" क्योंकि="" सेक्स="" और="" सर="" या="" तीव्र="" दवा="" उपचार="" के="" बीच="" कोई="" महत्वपूर्ण="" बातचीत="" नहीं="" थी,="" सेक्स="" के="" दौरान="" दोतरफा="" एनोवा="" का="" प्रदर्शन="" किया="" गया="" था="" और="" एक="" महत्वपूर्ण="" सर="" उपचार="" ×="" तीव्र="" दवा="" उपचार="" बातचीत="" (एफ="" (1,40)="20.96" का="" खुलासा="" किया="" गया="" था।="" ,="" पी=""><.001)। पोस्ट="" हॉक="" तुलनाओं="" ने="" संकेत="" दिया="" कि="" खारा-उपचारित="" nic-sired="" f1="" चूहों="" ने="" खारा-उपचारित="" sal-sired="" f1="" चूहों="" (t="" 20="2.73," p=""><.05) की="" तुलना="" में="" संवर्धित="" प्रासंगिक="" भय="" कंडीशनिंग="" का="" प्रदर्शन="" किया।="" पिछले="" निष्कर्षों="" के="" अनुसार,="" 0.09="" मिलीग्राम/किलोग्राम="" पर="" 43="" तीव्र="" एनआईसी="" ने="" एसएएल-सिरेड="" चूहों="" (टी="" 22="2.99," पी=""><.01) में="" बढ़ाया="" प्रासंगिक="" भय="" कंडीशनिंग="" का="" उत्पादन="" किया।="" हालांकि,="" एनआईसी-सिरेड="" चूहों="" (टी="" 18="3.36," पी=""><.01) में="" 0.09="" मिलीग्राम="" किग्रा="" बिगड़ा="" प्रासंगिक="" भय="" कंडीशनिंग="" पर="" तीव्र="" एनआईसी।="" कुल="" मिलाकर,="" एनआईसी-सिरेड="" एनआईसी="" चूहों="" में="" संदर्भ="" ठंड="" के="" स्तर,="" एसएएल-सिरेड="" एसएएल="" चूहों="" में="" 0.09="" मिलीग्राम="" किग्रा="" (पी=""> .05) दोनों में देखे गए लोगों के साथ तुलनीय थे।

इसके अतिरिक्त, नर और मादा एनआईसी‐ और एसएएल-सिर वाले जानवरों को शॉक सेंसिटिविटी (चित्रा एस 2), एलिवेटेड प्लस भूलभुलैया (ईपीएम, चित्रा एस 3), ओपन फील्ड, और उपन्यास ऑब्जेक्ट रिकग्निशन पैराडाइम (चित्रा एस 4, पूर्ण विधियों के लिए सहायक जानकारी देखें) में परीक्षण किया गया था। और परिणाम)। ईपीएम में एनआईसी-सिरेड मादाओं के अपवाद के साथ (जिन्होंने चिंता-जैसे व्यवहार में वृद्धि दिखाई) और एनआईसी-सिर वाले जानवरों को शॉक सेंसिटिविटी में (जिन्होंने शॉक के लिए मुखर प्रतिक्रिया को कम दिखाया, जो कि बहु-पीढ़ी संबंधी फेनोटाइप सीखने वाले डर को भ्रमित नहीं करेगा), कोई अंतर नहीं NIC‐ और SAL-Sired चूहों के बीच पाए गए।

चित्र 1 पैतृक निकोटीन प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बढ़ाता है और भय कंडीशनिंग के तीव्र निकोटीन वृद्धि को बढ़ाता है। एसएएल-साइर्ड प्लस एसएएल नियंत्रणों की तुलना में एनआईसी-सिरड प्लस एसएएल में प्रासंगिक ठंड काफी अधिक थी। एक्यूट निकोटीन 0.09 मिलीग्राम/किलोग्राम एसएएल-सिरेड में प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बढ़ाता है लेकिन एनआईसी-सिरेड जानवरों (एन=10 -12 प्रति समूह) में प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को काफी कम करता है। बी, एसएएल-ग्रैंडसायर प्लस एसएएल नियंत्रण (एन=9 -11 प्रति समूह) की तुलना में एनआईसी-पोता प्लस एसएएल में प्रासंगिक ठंड काफी अधिक थी। त्रुटि पट्टियाँ माध्य (SEM) की मानक त्रुटि दर्शाती हैं, *P <>

यह निर्धारित करने के लिए कि बिगड़ा हुआ प्रासंगिक भय कंडीशनिंग अगली पीढ़ी (F2) में जारी रहा, NIC-ग्रैंडसायर और SAL-ग्रैंडसायर नर और मादा F2 चूहों को भोले F1 नर चूहों से पाला गया। बेसलाइन, प्री-सीएस और सीएस फ्रीजिंग का पूरा विश्लेषण सहायक सूचना में शामिल है। प्रासंगिक फ्रीजिंग का 3-तरफा एनोवा भव्य उपचार, तीव्र दवा उपचार और स्वतंत्र कारकों के रूप में सेक्स के साथ किया गया था (चित्र 1बी)। क्योंकि सेक्स और साहब या तीव्र दवा उपचार के बीच कोई महत्वपूर्ण बातचीत नहीं थी, सेक्स के दौरान दोतरफा एनोवा का प्रदर्शन किया गया था। साहब का एक महत्वपूर्ण मुख्य प्रभाव (एफ (1,37)=9.88, पी <। 0="" 1)="" पाया="" गया,="" और="" पोस्ट="" हॉक="" तुलनाओं="" ने="" संकेत="" दिया="" कि="" एनआईसी-ग्रैंडसियर="" चूहों="" ने="" तुलना="" में="" संवर्धित="" प्रासंगिक="" भय="" कंडीशनिंग="" का="" प्रदर्शन="" किया।="" एसएएल-ग्रैंडसायर="" चूहों="" (टी="" 39="3.04," पी=""><0.01) के="" साथ।="" इसके="" अलावा,="" एसएएल-ग्रैंडसायर="" चूहों="" ने="" तीव्र="" एनआईसी="" प्रशासित="" किया="" था,="" जिसने="" प्रासंगिक="" भय="" कंडीशनिंग="" (टी="" 19="2" .41,="" पी="0" .026)="" को="" बढ़ाया="" था,="" लेकिन="" तीव्र="" एनआईसी="" ने="" एनआईसी-दादा="" चूहों="" में="" प्रासंगिक="" भय="" कंडीशनिंग="" को="" नहीं="">

चित्र 2 पैतृक निकोटीन उद्धृत भय कंडीशनिंग और भय स्मृति की सहज पुनर्प्राप्ति को बढ़ाता है। उद्धृत परीक्षण के दौरान संभावित छत प्रभावों की जांच करने के लिए, F1 चूहों के एक अलग समूह ने केवल एक CS-US युग्मन के साथ समान प्रशिक्षण प्राप्त किया। 1 CS-US पेयरिंग (n=8-10 प्रति समूह) के साथ प्रशिक्षित SAL-Sired चूहों की तुलना में NIC-Sired चूहों में प्रासंगिक और उद्धृत भय कंडीशनिंग दोनों को संवर्धित किया गया था। बी, पैतृक निकोटीन जोखिम ने प्रासंगिक भय के विलुप्त होने को प्रभावित नहीं किया, लेकिन अंतिम विलुप्त होने के सत्र (एन=8 10 प्रति समूह) के 7 दिनों के बाद भय स्मृति की सहज वसूली में वृद्धि हुई। त्रुटि पट्टियाँ माध्य (SEM) की मानक त्रुटि दर्शाती हैं, *P <>

3.2 पैतृक निकोटीन F1 पीढ़ी के चूहों में उद्धृत भय कंडीशनिंग को बढ़ाता है

यह जांचने के लिए कि क्या सीलिंग इफेक्ट ने उद्धृत डर कंडीशनिंग (सहायक सूचना देखें) के लिए समूह के अंतर का पता लगाया है, एफ 1 चूहों के एक अलग समूह को एक सीएस-यूएस पेयरिंग के साथ प्रशिक्षित किया गया था। इस सहवास में, प्रासंगिक भय कंडीशनिंग (t 7=3.21, P <.05) की="" वृद्धि="" के="" साथ-साथ="" nic-sired="" चूहों="" (t="" 6="2.41," p=""><. 05;="" चित्रा="">

3.3 पैतृक निकोटीन F1 पीढ़ी के चूहों में प्रासंगिक भय स्मृति की सहज वसूली को बढ़ाता है

एक सीएस-यूएस जोड़ी प्राप्त करने वाले एफ 1 चूहों के समूह को बाद में विलुप्त होने और प्रासंगिक भय स्मृति की सहज वसूली के लिए परीक्षण किया गया था। F1 NIC-Sired चूहों ने सामान्य भय विलुप्त होने को दिखाया, लेकिन SAL-Sired चूहों (t 7=3.38, P <0.05; चित्र="" 2b)="" के="" सापेक्ष="" प्रासंगिक="" भय="" स्मृति="" की="" बढ़ी="" हुई="" सहज="" पुनर्प्राप्ति="" को="" प्रदर्शित="">

3.4 पैतृक निकोटीन निकोटीन स्व-प्रशासन को कम करता है

निकोटीन स्व-प्रशासन के लिए प्रशिक्षण से पहले, खाद्य पुरस्कार प्राप्त करने के लिए एक सक्रिय कार्य सीखने की उनकी क्षमता के लिए विषयों का विश्लेषण किया गया था, और कोई अंतर नहीं देखा गया था (सहायक जानकारी, चित्र S5)। F1 संतानों में निकोटीन सुदृढीकरण पर सर निकोटीन जोखिम के संभावित प्रभावों का परीक्षण करने के लिए, IV निकोटीन स्व-प्रशासन (0.03 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक) के अधिग्रहण का मूल्यांकन दो-तरफा मिश्रित-डिज़ाइन एनोवा में किया गया, जिसने पहचान की सत्र का मुख्य प्रभाव (एफ(7,119)=13.60, पी <.001) और="" एक="" सत्र="" ×="" सर="" उपचार="" बातचीत="" (एफ(7,119)="5.00," पी="">< .001)।="" हालांकि,="" पोस्ट="" हॉक="" परीक्षणों="" ने="" आठ="" अधिग्रहण="" सत्रों="" (चित्रा="" 3ए)="" में="" से="" प्रत्येक="" पर="" समूहों="" के="" बीच="" कोई="" सांख्यिकीय="" महत्वपूर्ण="" अंतर="" प्रकट="" नहीं="" किया।="" तब="" सक्रिय="" और="" निष्क्रिय="" लीवर="" प्रेस="" की="" संख्या="" का="" विश्लेषण="" यह="" निर्धारित="" करने="" के="" लिए="" किया="" गया="" था="" कि="" क्या="" समूहों="" ने="" अधिग्रहण="" के="" दौरान="" सक्रिय="" लीवर="" के="" लिए="" एक="" सत्र="" वरीयता="" बनाए="" रखी="" (चित्र="" 3बी),="" जिसने="" सत्र="" के="" मुख्य="" प्रभाव="" की="" पहचान="" की="" (एफ(7,238)="" {{20}="" }.18,="" पी=""><.001) और="" एक="" सत्र="" ×="" सर="" उपचार="" बातचीत="" (एफ(21,238)="11.40," पी=""><.001)। पोस्ट="" हॉक="" विश्लेषण="" से="" पता="" चला="" कि="" निकोटीन="" स्व-प्रशासन="" के="" पहले="" दिन="" समूह="" अलग-अलग="" थे।="" nic-sired="" समूह="" ने="" sal-sired="" समूह="" की="" तुलना="" में="" अधिक="" सक्रिय="" लीवर="" दबाने="" का="" प्रदर्शन="" किया।="" यह="" प्रभाव="" या="" तो="" एक्सपोजर="" के="" पहले="" दिन="" दवा="" चाहने="" वाले="" व्यवहार="" के="" एक="" बड़े="" स्तर="" का="" प्रतिनिधित्व="" कर="" सकता="" है,="" भोजन="" इनाम="" के="" लिए="" प्रतिक्रिया="" देने="" की="" दृढ़ता="" और="" या="" भोजन="" से="" दवा="" में="" प्रतिक्रिया="" में="" संक्रमण="" में="" संज्ञानात्मक="" लचीलेपन="" में="" कमी="" आई="" है।="" हालांकि,="" यह="" अंतर="" आगे="" के="" सत्रों="" में="" नहीं="" रहा।="" sal-sired="" चूहों="" ने="" अपने="" निष्क्रिय="" लीवर="" (पोस्ट="" हॉक="" p=""><.01) पर="" सक्रिय="" लीवर="" के="" लिए="" लगातार="" सांख्यिकीय="" रूप="" से="" महत्वपूर्ण="" वरीयता="" प्रदर्शित="" की,="" लेकिन="" nic-sired="" चूहों="" ने="" सत्र="" 3="" से="" 8="" के="" लिए="" इस="" बनाए="" रखा="" वरीयता="" को="" प्रदर्शित="" नहीं="">

चित्र 3 पैतृक निकोटीन निकोटीन स्व-प्रशासन को कम करता है। एक NIC‐ और SAL-Sired नर चूहों (n=9‐10 प्रति समूह) में 0 को अधिग्रहण अवधि के दौरान प्रत्येक सत्र के लिए अर्जित किए गए संक्रमणों की कुल संख्या में अंतर नहीं था। .03 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक खुराक। बी, अधिग्रहण के दौरान, सक्रिय और निष्क्रिय लीवर प्रेस की संख्या पहले सत्र में काफी भिन्न थी, एनआईसी-सिरेड चूहों निकोटीन के साथ एसएएल-सिरेड चूहों की तुलना में अधिक संख्या में सक्रिय लीवर प्रेस प्रदर्शित करता है। हालांकि, बाद के सत्रों में, एनआईसी-सिरेड चूहों ने प्रतिक्रिया देना कम कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप सत्र 3 से 8 में लीवर प्रेस की उनकी सक्रिय और निष्क्रिय संख्या के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था। इसके विपरीत, एसएएल-सिरेड जानवरों ने सक्रिय लीवर के लिए लगातार सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण वरीयता का प्रदर्शन किया। उनके निष्क्रिय लीवर पर। सी, तीन पिछले अधिग्रहण सत्रों में निकोटीन इन्फ्यूजन की औसत संख्या एनआईसी‐ और एसएएल-सिरेड चूहों के बीच काफी भिन्न नहीं थी। डी, 0.1 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक की एक मध्यम खुराक पर, एनआईसी-सिरेड चूहों ने निकोटीन की काफी कम संख्या में स्व-प्रशासित किया। ई, लालसा मूल्यांकन के ऊष्मायन ने 21 दिनों के संयम के बाद पहले से सक्रिय लीवर पर प्रतिक्रिया में उल्लेखनीय वृद्धि का खुलासा किया-केवल SAL-Sired चूहों के लिए। त्रुटि पट्टियाँ माध्य (SEM) की मानक त्रुटि दर्शाती हैं, *P <>

अधिग्रहण के प्रारंभिक चरण के दौरान परिवर्तनशीलता को नियंत्रित करते हुए संभावित समूह अंतरों की और जांच करने के लिए, पिछले तीन सत्रों के लिए निकोटीन इन्फ्यूजन की औसत संख्या की जांच की गई, एक समय जिस पर विषयों ने निकोटीन (चित्रा -3 सी) के लिए अधिक सुसंगत प्रतिक्रियाएं प्रदर्शित कीं। समूह निकोटिन इन्फ्यूजन (पी > .05) की औसत संख्या में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न नहीं थे। इसके बाद, चूहों को निकोटीन की 0.1 मिलीग्राम / किग्रा / जलसेक खुराक में परिवर्तित किया गया था, जिसे पहले वयस्क C57BL6 / J चूहों में पसंद किया गया था। इस खुराक पर, NIC-Sired चूहों ने कम संख्या में संक्रमण (t { {7}}.20, पी <.05; चित्रा="" 3डी)।="" लालसा="" व्यवहार="" के="" ऊष्मायन="" के="" लिए,="" जिसे="" संयम="" के="" दौरान="" नशीली="" दवाओं="" की="" बढ़ती="" मांग="" का="" एक="" उपाय="" माना="" जाता="" है,="" सत्र="" और="" सर="" उपचार="" के="" साथ="" एक="" 2-तरफा="" मिश्रित-डिज़ाइन="" एनोवा="" ने="" सत्र="" के="" मुख्य="" प्रभाव="" की="" पहचान="" की="" (एफ="" (1,17)="" {{16}="" }.90,="" पी=""><.001)। जबकि="" sal-sired="" जानवरों="" ने="" पहले="" दिन="" की="" तुलना="" में="" संयम="" के="" 21="" दिन="" पर="" अधिक="" प्रतिक्रियाओं="" के="" साथ="" एक="" ऊष्मायन="" प्रभाव="" का="" प्रदर्शन="" किया,="" nic-sired="" चूहों="" ने="" निकोटीन="" चाहने="" वाले="" व्यवहार="" (p=""><.01) में="" वृद्धि="" प्रदर्शित="" नहीं="">

3.5 पैतृक निकोटीन जोखिम हिप्पोकैम्पस कोलीनर्जिक बंधन और कार्य को बदल देता है

हाई-एफिनिटी हिप्पोकैम्पस हेटेरोमेरिक एनएसीएचआर बाइंडिंग को एनआईसी-सिरेड एफ1 चूहों (टी28=2.14, पी <.05; एसएएल-सिरेड="1.21" ±="" {{10}="" में="" अपग्रेड="" किया="" गया="" था।="" }.043,="" एनआईसी-सिरेड="1.34" ±="" 0.044)।="" एक="" विषय="" (nic-sired)="" को="" हटा="" दिया="" गया="" क्योंकि="" बाध्यकारी="" मान="" माध्य="" से="" दो="" मानक="" विचलन="">

F1 dHPC और vHPC में पोटैशियम- और निकोटीन से उत्पन्न ACh धाराओं की एम्परोमेट्रिक रिकॉर्डिंग का मूल्यांकन किया गया। प्रति लिंग असमान नमूना आकार के कारण, इन विश्लेषणों में प्रारंभिक कारक के रूप में सेक्स को शामिल नहीं किया गया था। KCl विध्रुवण-विकसित कोलीनर्जिक संकेत dHPC में SAL- और NIC-Sired चूहों के बीच भिन्न नहीं थे (P> .05; चित्र 4A); हालांकि, स्थानीय निकोटीन अनुप्रयोग के परिणामस्वरूप एनआईसी-सिरेड चूहों (टी 8=2.33, पी <.05; चित्रा="" 4सी)="" में="" कोलीनर्जिक="" सिग्नल="" एम्पलीट्यूड="" में="" उल्लेखनीय="" कमी="" आई="" है।="" vhpc="" में,="" kcl="" (t="" 8="2.60," p=""><.05; चित्र="" 4b)="" या="" निकोटीन="" (t="" 8="2.98," p=""><.05 के="" अनुप्रयोग="" के="" बाद="" nic-sired="" चूहों="" में="" ach="" रिलीज़="" कम="" हो="" गया="" था।="" ;="" चित्रा="">

चित्र 4 पैतृक निकोटीन हिप्पोकैम्पस में कोलीनर्जिक संकेतन को कम करता है। KCl- प्रेरित टर्मिनल विध्रुवण द्वारा विकसित एक dHPC जनसंख्या choline संकेत। NIC‐ और SAL-Sired जानवरों (n=5 प्रति समूह) के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं पाया गया। बी, वीएचपीसी जनसंख्या केसीएल-प्रेरित टर्मिनल विध्रुवण द्वारा विकसित कोलाइन संकेतों को एनआईसी-सिरेड चूहों में कम किया गया था। सी, निकोटीन-विकसित जनसंख्या dHPC choline संकेत NIC-Sired चूहों में कम हो गए थे। डी, निकोटीन-विकसित जनसंख्या vHPC choline संकेतों को NIC-Sired चूहों में कम किया गया था। कोलीनर्जिक संकेतन पर सेक्स का कोई प्रभाव नहीं देखा गया। त्रुटि पट्टियाँ माध्य (SEM) की मानक त्रुटि दर्शाती हैं, *P <>

3.6 पैतृक निकोटीन एक्सपोजर पृष्ठीय और उदर हिप्पोकैम्पस जीन अभिव्यक्ति को अलग-अलग बदल देता है

आरएनए-अनुक्रमण के माध्यम से एफ1 हिप्पोकैम्पस प्रतिलेख विश्लेषण ने वीएचपीसी (एफडीआर=0.05; तालिका एस 2) में 952 विभेदित रूप से व्यक्त जीन का खुलासा किया। इन जीनों में से, 612 को डाउनग्रेड किया गया और 340 को एनआईसी-साइरेड चूहों में अपग्रेड किया गया। डीएचपीसी में, एसएएल-सिरेड चूहों (एफडीआर=0.05) की तुलना में एनआईसी-सिरेड चूहों में केवल 162 जीनों को आंशिक रूप से व्यक्त किया गया था। इन 162 जीनों में से, 86 को अपंजीकृत किया गया और 76 को अपग्रेड किया गया। परिवर्तित जीन अभिव्यक्ति वाले एक सौ तीन जीन vHPC और dHPC के बीच अतिव्याप्त हैं।

3.7 पैतृक निकोटीन एक्सपोजर तंत्रिका तंत्र के विकास में शामिल ट्रांसक्रिप्शनल मार्गों को बदल देता है

वीएचपीसी में, आईपीए विश्लेषण ने शीर्ष नेटवर्क "न्यूरोलॉजिकल डिजीज, ऑर्गैज़्मल इंजरी एंड एब्नॉर्मलिटीज, सेल डेथ एंड सर्वाइवल" (स्कोर=41, टेबल एस 3) और दूसरा शीर्ष नेटवर्क "नर्वस सिस्टम डेवलपमेंट एंड फंक्शन, टिश्यू मॉर्फोलॉजी, न्यूरोलॉजिकल" की पहचान की। रोग" (स्कोर=23)। शीर्ष पांच आणविक और सेलुलर कार्य श्रेणियां थीं: "सेल आकारिकी" (88 अणु), "सेलुलर असेंबली और संगठन" (79 अणु), "सेलुलर विकास" (96 अणु), "सेलुलर फ़ंक्शन और रखरखाव" (79 अणु), और "सेलुलर ग्रोथ एंड प्रोलिफरेशन" (87 अणु)। शीर्ष शारीरिक प्रणाली विकास और कार्य "तंत्रिका तंत्र विकास और कार्य" (175 अणु) थे, और कुछ शीर्ष रोगों और विकारों के कार्यों में "न्यूरोलॉजिकल रोग" (दूसरा, 191 अणु) और "मनोवैज्ञानिक विकार" (चौथा, 90 अणु) शामिल हैं। ) (तालिका S4)।

आईपीए परिणामों के पूरक, एनरिचर का उपयोग करके संवर्धन विश्लेषण ने वीएचपीसी में सेलुलर विकास और विकास में बदलाव के लिए और सबूत प्रदान किए, जिसमें "आरएनए स्प्लिसिंग," "अनफोल्डेड प्रोटीन की प्रतिक्रिया," और "सेल ग्रोथ का विनियमन" और " प्रोटीन स्थिरीकरण" (तालिका S5)। इसके अनुरूप, "स्प्लिसोसोमल कॉम्प्लेक्स" की पहचान शीर्ष जीओ सेलुलर शब्द के रूप में की गई थी। Enrichr के माध्यम से KEGG पाथवे विश्लेषण ने अतिरिक्त रूप से स्प्लिसोसोम कामकाज और MAPK सिग्नलिंग को संभावित रूप से प्रभावित रास्ते के रूप में इंगित किया।

वीएचपीसी की तुलना में डीएचपीसी में विभेदित रूप से व्यक्त जीन की काफी छोटी सूची के बावजूद, समान डीएचपीसी-समृद्ध पथ और शर्तों की पहचान की गई थी (टेबल्स एस3 और एस4)। आईपीए विश्लेषण ने शीर्ष नेटवर्क "व्यवहार, तंत्रिका संबंधी रोग, जीव की चोट और असामान्यताएं" (स्कोर=24) और दूसरे शीर्ष नेटवर्क "न्यूरोलॉजिकल रोग, जीव चोट और असामान्यताएं, और मनोवैज्ञानिक विकार (स्कोर=20) की पहचान की। .

डीएचपीसी में शीर्ष पांच आणविक और सेलुलर कार्य श्रेणियां "सेलुलर डेवलपमेंट" (29 अणु), "सेलुलर ग्रोथ एंड प्रोलिफरेशन" (29 अणु), "सेल मॉर्फोलॉजी" (27 अणु), "सेलुलर असेंबली एंड ऑर्गनाइजेशन" (23 अणु) थीं। , और "सेलुलर फंक्शन एंड मेंटेनेंस" (25 अणु)। "तंत्रिका तंत्र विकास और कार्य" को फिर से शारीरिक प्रणाली विकास और कार्य वर्गीकरण (दूसरा, 44 अणु) के तहत एक शीर्ष समृद्ध शब्द के रूप में पहचाना गया। रोग और विकार समारोह वर्गीकरण के तहत शीर्ष समृद्ध शब्दों में "न्यूरोलॉजिकल रोग" (पहला, 51 अणु), और "मनोवैज्ञानिक विकार" (पांचवां, 31 अणु) शामिल हैं। एनरिचर का उपयोग करते हुए संवर्धन विश्लेषण ने वीएचपीसी की तुलना में डीएचपीसी के लिए कई अलग-अलग जीओ जैविक शब्दों की पहचान की, जिसमें "न्यूरॉन डेथ का विनियमन" और "मस्तिष्क विकास" (टेबल एस 5) शामिल है, जो आईपीए आणविक और सेलुलर फ़ंक्शन "सेल डेथ एंड सर्वाइवल" का पूरक है।

डीएचपीसी और वीएचपीसी के बीच अतिव्यापी रूप से व्यक्त प्रतिलेखों की कार्यात्मक भूमिका का पता लगाने के लिए, दोनों क्षेत्रों (कुल 103) के लिए सामान्य रूप से व्यक्त जीन का मूल्यांकन किया गया था। दो क्षेत्रों के बीच अलग-अलग व्यक्त किए गए टेपों को ओवरलैप करना सभी को एक ही दिशा में डाउनग्रेड या अपग्रेड किया गया था, जो एनआईसी-सिर वाले चूहों में मस्तिष्क क्षेत्रों में ट्रांसक्रिप्शनल पथों में सामान्य परिवर्तन का सुझाव देता है। आईपीए द्वारा पहचाने गए शीर्ष पांच आणविक और सेलुलर कार्य श्रेणियां "सेल डेथ एंड सर्वाइवल" (17 अणु), "सेलुलर मूवमेंट" (10 अणु), "सेल-टू-सेल सिग्नलिंग एंड इंटरेक्शन" (17 अणु), "सेलुलर ग्रोथ" थे। और प्रसार" (18 अणु), और "सेल आकृति विज्ञान" (17 अणु) (तालिका S4)

डीएचपीसी और वीएचपीसी के लिए विशिष्ट रूप से व्यक्त जीन का बाद में आईपीए में अलग-अलग विश्लेषण किया गया ताकि दो क्षेत्रों (तालिका एस 6) के बीच अलग-अलग न्यूरोबायोलॉजिकल अनुकूलन का परीक्षण किया जा सके। अद्वितीय vHPC अद्वितीय dHPC विश्लेषणों के बीच कोई समृद्ध विहित मार्ग ओवरलैप नहीं हुआ है। वीएचपीसी (कुल 44) के लिए अद्वितीय शीर्ष समृद्ध विहित पथों में "कैल्शियम सिग्नलिंग" और "ग्लूकोकॉर्टिकॉइड रिसेप्टर सिग्नलिंग" शामिल हैं, जबकि शीर्ष डीएचपीसी कैनोनिकल पाथवे (आठ कुल) में "थायरॉइड हार्मोन मेटाबॉलिज्म" और "रेटिनोइक एसिड मध्यस्थता एपोप्टोसिस सिग्नलिंग" शामिल हैं। वीएचपीसी (कुल 295) के लिए समृद्ध रोगों और कार्यों में "[हिप्पोकैम्पस] अम्मोन्स हॉर्न का गठन" और "सेलुलर प्रोट्रूशियंस की मात्रा" शामिल है, जबकि विशिष्ट रूप से डीएचपीसी समृद्ध रोगों और कार्यों की शर्तों (111 कुल) में "सफेद पदार्थ की सूजन" और "विमुद्रीकरण" शामिल हैं। ।"

3.8 पैतृक निकोटीन एक्सपोजर हिप्पोकैम्पस डीएनए मिथाइलेशन को बदल देता है

एक लक्षित डीएनए मेथिलिकरण विश्लेषण यह निर्धारित करने के लिए किया गया था कि क्या संबंधित नियामक क्षेत्रों में परिवर्तित डीएनए मेथिलिकरण एनआईसी-सिरेड एफ 1 संतानों में अंतर जीन अभिव्यक्ति के लिए जिम्मेदार है। लक्ष्य में डीएचपीसी या वीएचपीसी में पहचाने गए 1114 विभेदित जीन शामिल थे। वीएचपीसी में, 11 अलग-अलग मिथाइलेटेड क्षेत्रों (डीएमआर) का पता लगाया गया था, जिसमें आठ में वृद्धि हुई मेथिलिकरण और तीन में घटी हुई मेथिलिकरण (तालिका 1) को दिखाया गया था। 11 डीएमआर में से 10 जीन से जुड़े क्षेत्रों में स्थित थे जो वीएचपीसी में परिवर्तित अभिव्यक्ति प्रदर्शित करते थे। डीएचपीसी में, 30 डीएमआर का पता लगाया गया, जिसमें 15 में वृद्धि हुई मेथिलिकरण और 15 में घटी हुई मिथाइलेशन दिखा। 30 डीएमआर में से 29 एक जीन से जुड़े क्षेत्रों में स्थित थे जो डीएचपीसी में परिवर्तित अभिव्यक्ति प्रदर्शित करते थे।

बेनसिस्टैंच इचिनाकोसाइड का लाभ

4। चर्चा

वर्तमान निष्कर्षों सहित हाल के आंकड़ों के संयोजन में एपिजेनेटिक प्रक्रियाओं की बढ़ती समझ ने विरासत की पारंपरिक समझ को चुनौती दी है। अकेले जीनोटाइप से परे कारक बाद की पीढ़ियों में फेनोटाइप निर्धारित कर सकते हैं, और एक पीढ़ी के भीतर एक्सपोजर को संतान से अनुक्रमित नहीं किया जा सकता है। वर्तमान अध्ययन से पता चलता है कि निकोटीन जोखिम के हानिकारक स्वास्थ्य प्रभाव व्यक्तिगत जोखिम को पार कर सकते हैं और बाद की पीढ़ियों को प्रभावित कर सकते हैं। हमने पावलोवियन डर कंडीशनिंग पर C57BL/6J चूहों में पूर्वधारणा पैतृक निकोटीन जोखिम के बहु-पीढ़ीगत और ट्रांसजेनरेशनल प्रभावों की पहचान की, जिसके परिणामस्वरूप F1 और F2 संतान में मजबूत भय यादें हैं। पैतृक निकोटीन के संपर्क में भी निकोटीन स्व-प्रशासन में कमी आई और निकोटिन के प्रति अधिक प्रतिकूल प्रतिक्रिया का सुझाव देते हुए, रिलैप्स-संबंधित व्यवहार में कमी आई। इन व्यवहार संबंधी अंतरों के समर्थन में, हिप्पोकैम्पस कोलीनर्जिक फ़ंक्शन और एपिजेनेटिक प्रक्रियाओं में बहु-पीढ़ीगत परिवर्तन देखे गए। साथ में, ये परिणाम निकोटीन-उजागर चूहों की संतानों में तंत्रिका तंत्र के कार्य में परिवर्तन की ओर इशारा करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप परिवर्तित व्यवहार संबंधी फेनोटाइप होते हैं।

निकोटीन के संपर्क में आने वाले नर चूहों की F1 और F2 संतानों ने उन्नत प्रासंगिक और उद्धृत भय कंडीशनिंग का प्रदर्शन किया। NIC- और SAL-Sired F1 चूहों के बीच प्रासंगिक भय विलुप्त होने में कोई अंतर नहीं होने के बावजूद, NIC-Sired चूहों ने प्रासंगिक भय यादों की सहज पुनर्प्राप्ति को बढ़ाया। महत्वपूर्ण रूप से, NIC‐ और SAL-Sired चूहों के बीच शॉक सेंसिटिविटी में कोई अंतर नहीं पाया गया, जो कि बढ़ी हुई डर कंडीशनिंग के लिए जिम्मेदार हो सकता है। बढ़ी हुई डर कंडीशनिंग सीखने की प्रक्रियाओं के सामान्यीकृत वृद्धि का सुझाव दे सकती है क्योंकि सीखने के डर के लिए अधिक विशिष्ट प्रक्रियाओं के मॉड्यूलेशन के विपरीत। हालांकि, एनआईसी-सिरेड चूहों में उपन्यास वस्तु मान्यता, संचालक खाद्य प्रशिक्षण, या खुले क्षेत्र की हरकत में कोई बदलाव नहीं देखा गया था, हालांकि एनआईसी-सिरेड मादा चूहों में बढ़े हुए ईपीएम ओपन आर्म टाइम के सेक्स-विशिष्ट प्रभाव की पहचान की गई थी। हालांकि यह अन्य शिक्षण प्रणालियों या संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं में संभावित संशोधनों से इंकार नहीं करता है, लेकिन ये निष्कर्ष एक साथ सुझाव देते हैं कि डर सीखना पैतृक निकोटीन जोखिम के बहु-पीढ़ीगत और ट्रांसजेनरेशनल प्रभावों के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है। इसके अलावा, ये निष्कर्ष एनआईसी-सिर वाले जानवरों में एक परिवर्तित कोलीनर्जिक कार्य का सुझाव देते हैं। निकोटीन प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को नियंत्रित करता है। जबकि तीव्र निकोटीन प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बढ़ाता है, पुरानी निकोटीन से 15,45 निकासी प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बाधित करती है। 16,21 वर्तमान अध्ययन में, तीव्र निकोटीन ने खारा-उपचारित चूहों से F1 और F2 चूहों में प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बढ़ाया। इसके विपरीत, एनआईसी-सिरेड चूहों में तीव्र निकोटीन-बाधित प्रासंगिक भय कंडीशनिंग और एनआईसी-दादा चूहों में कोई प्रभाव नहीं पड़ा, जो हिप्पोकैम्पस में परिवर्तित कोलीनर्जिक कार्यप्रणाली को इंगित कर सकता है।

F1 पीढ़ी में बाद के निकोटीन स्व-प्रशासन पर पैतृक निकोटीन जोखिम के प्रभाव भी बाधित कोलीनर्जिक कार्य की ओर इशारा करते हैं। कम खुराक पर IV निकोटीन स्व-प्रशासन के अधिग्रहण के दौरान, समूह निकोटीन इन्फ्यूजन की संख्या में भिन्न नहीं थे, हालांकि एनआईसी-सिरेड समूह में सक्रिय लीवर प्रेस की संख्या में वृद्धि पाई गई थी। इससे पता चलता है कि एनआईसी-सिरेड चूहों ने भोजन से दवा के प्रति प्रतिक्रिया में संक्रमण के लिए भोजन के प्रतिफल और / या संज्ञानात्मक लचीलेपन में कमी के जवाब में दृढ़ता का प्रदर्शन किया हो सकता है। हालांकि, यह भी ध्यान देने योग्य है कि समूह लालसा के ऊष्मायन के दिन 1 में भिन्न नहीं थे, जो एक विलुप्त होने के सत्र का प्रतिनिधित्व करता है (उदाहरण के लिए, सत्र के दौरान कोई निकोटीन जलसेक नहीं), और इस प्रकार, यह प्रभाव तब मौजूद प्रतीत होता है जब पुनर्निवेशक होते हैं। स्विच किया गया लेकिन विलुप्त होने के सत्र के दौरान एक प्रबलक की अनुपस्थिति में नहीं। एनआईसी-सिरेड चूहों ने मध्यम खुराक पर निकोटीन स्व-प्रशासन में कमी का भी प्रदर्शन किया, जो हाल के काम के साथ संरेखित करता है, जो शराब, कोकीन, और ओपिओइड प्रशासन में माता-पिता की शराब, कोकीन और मॉर्फिन एक्सपोज़र से जुड़ा हुआ है (जैसे वासोलर एट अल, 46 जैसा गोल्डबर्ग और गोल्ड47 में समीक्षा की गई)। निकोटीन स्व-प्रशासन में देखी गई कमी को निकोटीन के पुरस्कृत प्रभावों के प्रति संवेदनशीलता में कमी और / या निकोटीन के प्रतिकूल प्रभावों के प्रति संवेदनशीलता में वृद्धि के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। वास्तव में, समूह मध्यम निकोटीन खुराक पर भिन्न थे, लेकिन कम निकोटीन खुराक नहीं, जो उच्च खुराक के साथ बढ़ी हुई प्रतिकूल प्रतिक्रिया की धारणा का समर्थन करता है। दिलचस्प बात यह है कि हमने मध्यम खुराक पर स्व-प्रशासन के बाद एनआईसी-सिर वाले चूहों में 21 दिन की लालसा के ऊष्मायन की कमी भी पाई, यह सुझाव देते हुए कि निकोटीन चाहने वाले व्यवहार में कमी निकोटीन के लिए एक घृणा-संबंधित स्मृति से संबंधित हो सकती है। हालांकि विभिन्न तंत्रिका सबस्ट्रेट्स निकोटीन सेवन और रिलैप्स-संबंधित प्रतिक्रिया पर इन प्रभावों को कम कर सकते हैं, हाल के एक अध्ययन में पाया गया कि हिप्पोकैम्पस सीए 1 क्षेत्र में डीएनए मेथिलट्रांसफेरेज में कमी से मॉर्फिन स्व-प्रशासन कम हो गया। 48 यह खोज, कोलीनर्जिक हिप्पोकैम्पल फ़ंक्शन के ज्ञात कार्य के साथ सीखने और स्मृति प्रक्रियाओं, आगे NIC-Sired चूहों के हिप्पोकैम्पस में बाधित निकोटीन-मध्यस्थता प्रसंस्करण की धारणा का समर्थन करता है।

इन पंक्तियों के साथ, एनआईसी-सिर वाले चूहों ने हिप्पोकैम्पस उच्च-आत्मीयता एनएसीएचआर बंधन को बढ़ाया। हमने वीएचपीसी में पोटेशियम-विकसित एसीएच रिलीज के साथ-साथ एनआईसी-सिर वाले जानवरों के डीएचपीसी और वीएचपीसी दोनों में निकोटीन-विकसित एसीएच रिलीज में भी कमी पाई। विध्रुवण-विकसित ACh रिलीज़ में परिवर्तन रिसेप्टर बाइंडिंग के डाउनस्ट्रीम परिवर्तित कोलीनर्जिक फ़ंक्शन को दर्शाता है, जबकि निकोटीन-विकसित ACh रिलीज़ में परिवर्तन परिवर्तित nAChR फ़ंक्शन को दर्शाता है। ये डेटा अपग्रेडेड हाई-एफिनिटी एनएसीएचआर बाइंडिंग फॉलोइंग के पिछले निष्कर्षों के अनुरूप हैं, एनएसीएचआर फ़ंक्शन में कमी आई है। 49 क्योंकि पोटेशियम-इवोकेड और निकोटीन-इवोकेड एसीएच रिलीज़ दोनों को एनआईसी-सिरेड चूहों के वीएचपीसी में बदल दिया गया था, वीएचपीसी इसके प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है। पैतृक निकोटीन जोखिम के बहुसांस्कृतिक प्रभाव। डीएचपीसी को प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को संशोधित करने के लिए जाना जाता है। 31,50 वीएचपीसी का निषेध संकेतित और प्रासंगिक भय स्थिति दोनों को बाधित करता है।

हर्ब सिस्टैंच

हमने यह भी दिखाया है कि डीएचपीसी में प्रत्यक्ष निकोटीन जलसेक प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बढ़ाता है जबकि वीएचपीसी में जलसेक प्रासंगिक भय कंडीशनिंग को बाधित करता है। 15 वीएचपीसी प्रासंगिक भय यादों की सहज वसूली को भी संशोधित कर सकता है, क्योंकि वीएचपीसी-प्रीलिम्बिक सर्किटरी की निष्क्रियता प्रासंगिक भय यादों की सहज वसूली को कम करती है। 54 जबकि अन्य मस्तिष्क क्षेत्र डर कंडीशनिंग में शामिल हैं, जैसे कि एमिग्डाला, 55 भी पैतृक निकोटीन जोखिम से प्रभावित हो सकते हैं, वर्तमान डेटा के साथ इन निष्कर्षों से पता चलता है कि वीएचपीसी फ़ंक्शन में परिवर्तन एनआईसी-सिरेड चूहों में परिवर्तित भय कंडीशनिंग के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। . हमने अनुमान लगाया कि पैतृक निकोटीन जोखिम के बहुसांस्कृतिक प्रभाव इन तंत्रिका तंत्रों के ऊपर की ओर अभिनय करने वाले ट्रांसक्रिप्शनल प्रभावकों में परिवर्तन से संबंधित हो सकते हैं। VHPC में जीनोम-वाइड ट्रांसक्रिप्शनल सीक्वेंसिंग और F1 पीढ़ी के चूहों के dHPC ने NIC- और SAL-Sired चूहों के बीच 1114 विभेदित जीन की पहचान की। यह अंतर वीएचपीसी (952) बनाम डीएचपीसी (162) में अधिक था, डीएचपीसी कोलीनर्जिक फ़ंक्शन के सापेक्ष वीएचपीसी में अधिक परिवर्तन और प्रासंगिक और उद्धृत डर कंडीशनिंग दोनों में परिवर्तन के अनुरूप। बाद के मार्ग विश्लेषण ने दोनों हिप्पोकैम्पस क्षेत्रों में ग्लूकोकॉर्टीकॉइड सिग्नलिंग और तंत्रिका विकास / प्लास्टिसिटी से जुड़े ट्रांसक्रिप्शनल रास्तों में व्यापक परिवर्तन का सुझाव दिया।

वीएचपीसी के लिए विशिष्ट संभावित अनुकूलन की पहचान करने के लिए, केवल हिप्पोकैम्पस उपक्षेत्र के लिए विशिष्ट टेप का उपयोग करके मार्ग विश्लेषण किया गया था। वीएचपीसी और डीएचपीसी के बीच कोई समृद्ध आईपीए कैनोनिकल मार्ग ओवरलैप नहीं हुआ, जो हिप्पोकैम्पस के कार्यात्मक रूप से अलग उप-क्षेत्र हैं। 31 जब डीएचपीसी और वीएचपीसी के बीच ओवरलैप किए गए जीन हटा दिए गए थे, तो वीएचपीसी के लिए अद्वितीय समृद्ध कैनोनिकल रास्ते में "ग्लूकोकॉर्टिकॉइड रिसेप्टर सिग्नलिंग" शामिल था, जो एक अद्वितीय सुझाव देता है। , डीएचपीसी की तुलना में इस क्षेत्र में ग्लुकोकोर्तिकोइद कामकाज में अतिरिक्त परिवर्तन। अपस्ट्रीम एपिजेनेटिक नियामकों की पहचान करने के उद्देश्य से, जो जीन अभिव्यक्ति पर कार्य कर सकते हैं, हमने आरएनए-अनुक्रमण से पहचाने गए डीएचपीसी और वीएचपीसी की विभेदित रूप से व्यक्त जीन की संकलित सूची का उपयोग करके लक्षित डीएनए मेथिलिकरण अनुक्रमण का प्रदर्शन किया। आश्चर्यजनक रूप से, हमें वीएचपीसी में केवल 11 डीएमआर और डीएचपीसी में 30 डीएमआर एनआईसी‐ और एसएएल-साइरेड जानवरों के बीच मिले। यद्यपि यह अप्रत्याशित रूप से वीएचपीसी में बहुत अधिक संख्या में व्यक्त किए गए टेपों को देखते हुए है, डीएनए मेथिलिकरण कई नियामक कारकों में से एक है जो जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित कर सकता है और डीएनए मिथाइलेशन लगातार परिवर्तित जीन अभिव्यक्ति में अनुवाद नहीं करता है। 11 वीएचपीसी डीएमआर में से, सात विभेदक प्रतिलेखन की दिशा के अनुरूप प्रदर्शित मिथाइलेशन पैटर्न (बढ़े हुए डीएनए मेथिलिकरण के साथ प्रतिलेखन में कमी और कम मिथाइलेशन के साथ प्रतिलेखन में वृद्धि)। VHPC में विभेदित रूप से मिथाइलेटेड जीन में Fkbp5, Ksr1 और Pnpla2 शामिल थे। दिलचस्प बात यह है कि Fkbp5 और Ksr1 ट्रांसक्रिप्शन को PTSD के एक व्यवहारिक माउस मॉडल में बाधित किया गया था, जहां चूहों को एक इलेक्ट्रिक फुटशॉक से अवगत कराया गया था और फिर स्थितिजन्य अनुस्मारक प्रस्तुत किए गए थे। Fkbp5 एक ग्लूकोकार्टिकोइड रिसेप्टर चैपरोन को एन्कोड करता है जिसका कामकाज PTSD और अन्य चिंता विकारों वाले व्यक्तियों में एक दुर्भावनापूर्ण लंबे समय तक तनाव प्रतिक्रिया से जुड़ा हुआ है।58

विशेष रूप से, मानव अध्ययनों से पता चलता है कि Fkbp5 मेथिलिकरण और प्रतिलेखन PTSD लक्षणों की गंभीरता के साथ सहसंबद्ध है, जैसे कि मेथिलिकरण में वृद्धि और प्रतिलेखन में कमी अधिक गंभीर PTSD लक्षणों की भविष्यवाणी करती है। 59,60 Fkbp5 अभिव्यक्ति HPA- अक्ष कार्यप्रणाली को नियंत्रित करती है, जिसे इसकी भागीदारी में मध्यस्थता करने के लिए माना जाता है। PTSD.59,61 एनआईसी-सिर वाले जानवरों में ग्लूकोकॉर्टीकॉइड सिग्नलिंग से जुड़े ट्रांसक्रिप्शनल पाथवे के डिसरेग्यूलेशन के साथ भय स्मृति की बढ़ी हुई सहज पुनर्प्राप्ति की हमारी खोज पीटीएसडी-जैसे फेनोटाइप्स के लिए भेद्यता में वृद्धि की ओर इशारा कर सकती है। डीएचपीसी में, डीएमआर पैटर्न आरएनए-अनुक्रमण द्वारा पाए गए अंतर प्रतिलेख अभिव्यक्ति की दिशा के साथ काफी हद तक असंगत थे, जो बताता है कि पैतृक निकोटीन एक्सपोजर द्वारा उत्पादित वीएचपीसी डीएनए मेथिलिकरण में परिवर्तन डीएचपीसी की तुलना में जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करने के मामले में अधिक परिणामी हैं। यह dHPC की तुलना में NIC-Sired vHPC में अधिक संख्या में विभेदित रूप से व्यक्त किए गए टेप और कोलीनर्जिक ट्रांसमिशन में अधिक अतिरंजित परिवर्तनों की हमारी पहचान के अनुरूप है। हमारे लक्षित अनुक्रमण दृष्टिकोण में दूर से मिथाइलेटेड अनुक्रमों द्वारा संभावित ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन का पता लगाने की क्षमता सीमित हो सकती है। जीनोम-वाइड डीएनए मिथाइलेशन, हिस्टोन संशोधनों और छोटे आरएनए अभिव्यक्ति के विश्लेषण सहित भविष्य की जांच इन निष्कर्षों की अधिक संपूर्ण व्याख्या प्रदान करेगी।

हमारे निकोटीन एक्सपोजर डिजाइन की एक संभावित सीमा निकोटीन एक्सपोजर के बहु-पीढ़ीगत और ट्रांसजेनरेशनल प्रभाव की जांच के लिए पैतृक निकोटीन एक्सपोजर पर ध्यान केंद्रित करना है। हालांकि कोकेन और मॉर्फिन सहित पैतृक दवा के संपर्क के बाद बहु / ट्रांसजेनरेशनल फेनोटाइप खोजने वाले अन्य अध्ययनों में मातृ देखभाल में कोई अंतर नहीं पाया गया, यह संभव है कि पैतृक निकोटीन जोखिम मातृ देखभाल को प्रभावित कर सकता है। मातृ देखभाल पर प्रभाव की जांच करने वाले भविष्य के अध्ययन जरूरी हैं। जैसा कि हमारा वर्तमान ध्यान पैतृक जोखिम पर था, भविष्य के काम को भी पैतृक बनाम मातृ जोखिम के प्रभावों की तुलना करनी चाहिए। कुल मिलाकर, वर्तमान निष्कर्ष निकोटीन एक्सपोज़र के बहु-पीढ़ीगत और ट्रांसजेनरेशनल प्रभावों की एक नई समझ प्रदान करते हैं, जो ड्रग एक्सपोज़र के मल्टीजेनरेशनल और ट्रांसजेनरेशनल प्रभावों की विशेषता वाले बढ़ते साहित्य द्वारा समर्थित हैं (जैसा कि गोल्डबर्ग और गोल्ड में समीक्षा की गई है)। यह अध्ययन निकोटीन-उजागर पुरुषों की F1 और F2 संतानों में प्रासंगिक भय कंडीशनिंग का परीक्षण करने वाला पहला था और बढ़ी हुई भय स्मृति गठन और भय यादों की सहज पुनर्प्राप्ति की पहचान की गई थी। यह अध्ययन सबसे पहले परिवर्तित निकोटीन स्व-प्रशासन और F1 निकोटीन-उजागर संतानों में लालसा के ऊष्मायन की पहचान करने वाला भी था।

PTSD और HPA- अक्ष विकृति के साथ-साथ तनाव से संबंधित ट्रांसक्रिप्शनल रास्तों में समवर्ती व्यवधानों से जुड़े जीनों में विभेदक मेथिलिकरण NIC-Sired चूहों में पाए गए। पैतृक निकोटीन भी हिप्पोकैम्पस कोलीनर्जिक फ़ंक्शन में कमी और हिप्पोकैम्पस एनएसीएचआर बाइंडिंग में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ था। दिलचस्प बात यह है कि धूम्रपान न करने वाले पीटीएसडी रोगियों में काफी अधिक मेसियोटेम्पोरल कॉर्टिकल हाई-एफिनिटी एनएसीएचआर बाइंडिंग 63 दिखाई देता है, और पीटीएसडी अधिक डर कंडीशनिंग और बुझी हुई डर यादों की सहज वसूली से जुड़ा होता है। 64 साथ में, हमारे निष्कर्ष बताते हैं कि निकोटीन एक्सपोजर का बहु-पीढ़ी का प्रभाव हो सकता है। पीटीएसडी जैसे लक्षणों के लिए संतानों की संवेदनशीलता में वृद्धि। संज्ञानात्मक लचीलेपन पर निकोटीन जोखिम के बहु-पीढ़ीगत प्रभावों को दर्शाने वाले अन्य हालिया निष्कर्षों के साथ यह खोज बताती है कि निकोटीन जोखिम के नकारात्मक स्वास्थ्य परिणामों ने पहले की तुलना में व्यापक जाल डाला।

सिस्टैंच का अर्क

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