Activation of mGluR1 is necessary for DHPG-induced depotentiation in the amygdala

Abstract

It is an important issue in neuroscience how the human brain can preserve experience. Fear extinction as well as fear memory is important. Since long-term potentiation (LTP) is thought to be critical for memory formation, a depotentiation of the LTP may serve as a cellular mechanism for memory extinction. The hippocampus has been most extensively studied concerning learning and memory, however, it was difficult to establish the relationship between cellular mechanisms and behaviors. Recently, it has been found that this relation could be well studied in the amygdala, participating in expression of fear and anxiety. Thus, in this study, I utilized in vivo potentiation induced by fear conditioning. The group Ⅰ mGluR agonist DHPG induced a depotentiation of the potentiation induced the in vivo. To define mGluR subtypes involved in DHPG-mediated depotentiation, CPCCOEt (mGluR1 antagonist) and MPEP (mGluR5 antagonist) were treated. MPEP did not alter the DHPG effect, whereas CPCCOEt prevented DHPG-induced depotentiation. My results suggest that fear conditioning-induced potentiation and in vitro LTP share some cellular mechanism and that mGluR1 plays a major role in a depotentiation of the in vivo potentiation. Therefore the role of the mGluR1 identified in this study will be useful resources not only for understanding the mechanism of depotentiation, but also for the management of mental disorder in the future.;인간의 뇌가 어떠한 메커니즘을 통하여 경험을 보존할 수 있는가는 신경과학에서 큰 이슈 중의 하나이다. 공포기억 소멸 또한 공포기억을 저장하는 것 못지 않게 불필요한 기억을 지우는 것과 새로운 기억을 수용하기 위한 중요한 메커니즘이다. 장기강화현상 (LTP)이 공포를 기억하게 하는 세포학적 메커니즘이라고 생각했을 때, 장기강화현상을 감소(depotentiation)시키는 것에 대한 연구는 기억 소멸의 세포학적 메커니즘을 제공할 수 있을 것이다. 지금까지, 학습과 기억에 관한 연구는 중추적 학습 및 기억 관련부위인 해마에서 많이 이루어져왔다. 그러나, 행동학적 연구에서 나타난 현상을 세포학적 측면에서 연관시키기 어려웠다. 최근 들어 공포 및 불안의 발현에 중요한 편도체가 해마를 대신하여 새로운 모델로 자리 잡고 있다. 본 연구는 편도체에서 공포조건학습과 같은 in vivo paradigm으로 신경연접을 강화시켜 실험을 수행하였다는 데에 큰 의미를 갖는다. 이렇게 장기 강화시킨 시냅스에서 그룹Ⅰ대사성 글루타메이트 수용체 효현제인 DHPG가 장기강화를 감소시켰다. 그리고, 장기강화의 감소에 기여하는 특수형을 가리기 위해서 DHPG 존재 하에 대사성 글루타메이트 1 길항제인 CPCCOEt와 대사성 글루타메이트 5 길항제인 MPEP을 처리해보았다. 그 결과, MPEP은 DHPG에 의한 장기강화감소를 변화시키지 못한 반면, CPCCOEt는 DHPG에 의한 장기강화감소를 방해하였다. 이와 같은 결과는 공포조건학습으로 시냅스를 강화시키는 것과 LTP가 세포학적 메커니즘을 공유하고 있으며, 대사성 글루타메이트 1이 장기강화감소에 중요한 역할을 하고 있다는 증거를 제시할 수 있었다. 밝혀진 대사성 글루타메이트 1의 기능은 장기강화감소 작용 기전의 이해와, 나아가 공포 및 불안의 기반인 각종 정신질환 및 스트레스 성 질환치료에 유용한 전기생리학적 정보로써 이용될 것으로 기대된다.