La consolidation noradrénergique de la mémoire de reconnaissance sociale est médiée par β

Biologie des communications volume 5, Numéro d'article : 1097 (2022) Citer cet article

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La mémoire de reconnaissance sociale (SRM) est essentielle au maintien des relations sociales et à l'augmentation du taux de survie. Le cortex préfrontal médial (mPFC) est une zone cérébrale importante associée au stockage du SRM. La libération de noradrénaline (NE) régule l'excitabilité intrinsèque neuronale du mPFC et la transmission synaptique excitatrice. Cependant, les rôles de la signalisation NE dans les circuits de la voie du locus coeruleus (LC) vers le mPFC pendant le stockage du SRM sont inconnus. Ici, nous avons constaté que les projections LC-mPFC NE régulaient de manière bidirectionnelle la consolidation des SRM. La perfusion de propranolol et les récepteurs β-adrénergiques (β-AR) ou l'inactivation de la β-arrestine2 dans le mPFC ont perturbé la consolidation du MRS. Lorsque le carvédilol, un β-bloquant capable d'activer légèrement la signalisation biaisée par la β-arrestine, a été injecté, les souris n'ont montré aucune suppression significative de la consolidation du MRS. La consolidation altérée du SRM provoquée par l'inactivation du β1-AR ou du β-arrestin2 dans le mPFC n'a pas été sauvée par l'activation des projections LC-mPFC NE ; cependant, le SRM altéré par l'inhibition des projections LC-mPFC NE ou l'inactivation du β1-AR dans le mPFC a été restauré en activant la voie de signalisation de la β-arrestine dans le mPFC. De plus, l’activation de la signalisation de la β-arrestine a amélioré la consolidation du MRS chez les souris âgées. Notre étude suggère que les projections LC-mPFC NE régulent la consolidation du SRM via la signalisation β-AR biaisée par la β-arrestine.

La mémoire de reconnaissance sociale (SRM) est essentielle à l'établissement et au maintien de relations sociales1, essentielles à l'adaptation à l'environnement, à la reproduction et à la survie2,3. Chez les rongeurs, la SRM est évaluée par la capacité à distinguer et à préférer de nouveaux congénères aux congénères familiers rencontrés précédemment. Comme pour d’autres formes d’apprentissage, l’information sociale est acquise et consolidée lorsque les traces labiles sont stabilisées dans la mémoire à long terme4. Les mécanismes qui sous-tendent la consolidation du MRS ne sont pas clairs.

Le cortex préfrontal médial (mPFC) est essentiel à un large éventail de comportements sociaux1,5. Le mPFC est inclus dans plusieurs neurocircuits cruciaux pour la mémoire sociale, notamment les circuits hippocampe ventral – mPFC, amygdale – mPFC et olfactif – mPFC6,7,8. Les perfusions d'antagonistes des récepteurs NMDA ou AMPA/kainate dans le mPFC empêchent la consolidation du SRM9. Ces preuves suggèrent que la transmission synaptique glutamatergique dans le mPFC régule la capacité sociale et la mémoire de reconnaissance sociale. L'excitabilité neuronale du mPFC est également essentielle à la mémoire sociale. Les neurones excitateurs du mPFC forment des ensembles distincts orientés vers l'exploration sociale et transmettent des informations sur les cibles sociales10. L'activation des neurones excitateurs dans le mPFC diminue l'exploration sociale11. L'activation chimiogénétique des neurones excitateurs mPFC chez les souris déficientes en Shank3 rétablit une reconnaissance sociale réduite . La synthèse des protéines dans le mPFC est nécessaire à la consolidation du MRS, mais pas à la reconnaissance sociale13. La noradrénaline (NE) est un neuromodulateur courant qui joue un rôle clé dans l'attention, la perception et la cognition14. Les neurones de noradrénaline du locus coeruleus (LC), principale source de NE dans le système nerveux central, se projettent largement vers le cerveau antérieur, y compris le mPFC, via une arborisation axonale hautement ramifiée . Les enregistrements par patch-clamp ont montré que la libération de NE améliore l'excitabilité intrinsèque neuronale du mPFC17, qui est bloquée par l'antagoniste des récepteurs β-adrénergiques (β-AR)18. L'activation du β-AR facilite également les réponses postsynaptiques des synapses excitatrices sur les neurones pyramidaux du mPFC19. Cependant, on ignore si le système LC-mPFC NE est impliqué dans le SRM et comment la signalisation NE dans le mPFC pourrait contribuer à la consolidation du SRM.

Les β-AR sont des récepteurs couplés à la protéine de liaison aux nucléotides (protéine G) hétérotrimériques prototypiques (GPCR) qui répondent à la NE. La liaison du ligand induit des changements conformationnels du GPCR qui recrutent des protéines G hétérotrimériques, conduisant à l'activation de l'adénylate cyclase. De plus, la phosphorylation du GPCR dépendante du ligand favorise le recrutement de la β-arrestine, ce qui induit une désensibilisation des récepteurs20. De plus, la β-arrestine peut agir comme une protéine d’échafaudage, initiant des voies de signalisation indépendantes des protéines G21. Nos études précédentes ont montré que la signalisation biaisée par la β-AR / β-arrestine dans le cortex entorhinal intervient dans la reconsolidation de la mémoire de reconnaissance d'objets . Cependant, les contributions de la protéine G et de la signalisation β-AR biaisée par la β-arrestine dans la mémoire sociale restent largement inconnues.