تاثير محروميت از بينايي طي دوره بحراني تكامل مغز بر بيان زيرواحدهاي گيرنده AMPA در هيپوكامپ موش صحرايي

Effects of visual deprivation during brain development on expression of AMPA receptor subunits in rat’s hippocampus

زمينه و هدف: طی دوره بحرانی تكامل مغز، پيام‌های محيطی نقش مهمی در بلوغ مدارهای عصبی دارند. نشان داده شده است كه تغيير در پيام‌های بينايی در اين دوره باعث ايجاد تغيير در ساختمان و عملكرد گيرنده‌های گلوتامات در قشر بينايی می‌شود. بخشی از پيام‌های بينايی پس از پردازش در قشر به هيپوكامپ رسيده و در توليد حافظه نقش دارند. هدف از اين مطالعه بررسی تاثير محروميت از بينايی در دوره بحرانی تكامل مغز بر بيان زيرواحدهای گيرنده α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) در هيپوكامپ موش صحرايی بود. روش بررسی: اين مطالعه تجربی در زمستان 1392 در مركز تحقيقات فيزيولوژی دانشگاه علوم پزشكی كاشان بر روی 36 سر موش صحرايی نر نژاد ويستار كه از بدو تولد يا در سيكل 12-12 روشنايی تاريكی (LR) و يا در تاريكی كامل (DR) پرورش يافته بودند، انجام شد. بيان mRNA مربوط به زيرواحدهای GluR1 و GluR2 در هيپوكامپ با روش Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) و بيان پروتيين زيرواحدهای گفته‌شده با روش وسترن‌بلات در سنين دو، چهار و شش هفتگی هر دو گروه از حيوانات بررسی شد. داده‌ها پس از كمی‌سازی با آناليز واريانس يك‌سويه مورد مقايسه قرار گرفتند. يافته‌ها: بيان نسبی زيرواحد GluR1 در هيپوكامپ موش‌های گروه 6WLR در مقايسه با گروه 2WLR به‌ميزان 24% كاهش داشت (004/0P=) و بيان نسبی زيرواحد GluR2 به‌ميزان 190% افزايش داشت (0001/0P<). محروميت از بينايی باعث افزايش بيان هر دو زيرواحد در هيپوكامپ موش‌های گروه 6WDR نسبت به 2WDR به‌ميزان 20% گرديد (01/0P=). نتيجه‌گيری: محروميت از بينايی در دوره بحرانی تكامل مغز طی يك روند وابسته به سن باعث ايجاد تغيير در بيان نسبی و نيز چينش هر دو زيرواحد گيرنده AMPA در هيپوكامپ موش صحرايی می‌شود.

Background: Environmental signals have an essential role in the maturation of neural circuits during critical period of brain development. It has been shown that, change in visual signals during critical period of brain development changes structure and function of glutamate receptors in the visual cortex. After processing in visual cortex, part of visual signals goes to the hippocampus and makes memories. The aim of this study was evaluating effects of visual deprivation during critical period of brain development on AMPA receptor subunits expression in rats’ hippocampus. Methods: This experimental study was done in Physiology Research Center, Kashan University of Medical Sciences at winter 2014 on male Wistar rats. Animals were divided to 2 groups (n= 36 for each) were kept in standard 12 hours light/12 hours dark condition (light reared, LR) or in complete darkness (dark reared, DR) from birth to the end of the experiments. Using reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blotting techniques respectively, expression of mRNA and protein of GluR1 and GluR2 subunits was evaluated in rats’ hippocampus at ages 2, 4 and 6 weeks in both groups. After quantification of the expressions, the data were compared by two way analysis of variance. Results: The relative expression of GluR1 subunit decreased about 24% (P=0.004) in the hippocampus of 6 WLR rats in comparison to 2 WLR ones. The relative expression of the other AMPA receptor subunit, GluR2, also increased about 190% in the hippocampus of the 6WLR animals when compared to the 2 WLR rats (P< 0.0001). Dark rearing increased the relative expression of both subunits of AMPA receptors, GluR1 and GluR2, about 20 percent (P= 0.01) in the hippocampus of 6 WDR rats in comparison to 2 WLR animals. Conclusion: Dark rearing of rats during critical period of brain development changes the relative expression and also arrangement of both AMPA receptor subunits, GluR1 and GluR2 in the hippocampus, age dependently.