HDAC1 regula miR-124-5p y NPY para modular el aprendizaje y la memoria en modelos de rata depresiva

Resumen

La investigación centrada en las histonas desacetilasas (HDAC) en la depresión se ha realizado extensamente, pero no tanto en HDAC1. Por ello, el presente estudio se lanzó para desvelar el mecanismo del eje HDAC1/microRNA (miR)-124-5p/neuropéptido Y (NPY) en la depresión. Ratones Sprague Dawley fueron estimulados por estrés crónico impredecible leve para establecer modelos de depresión. A ratas deprimidas se les inyectó HDAC1 inhibido o miR-124-5p suprimido para explorar sus roles en peso corporal, capacidades de aprendizaje y memoria, estrés oxidativo e inflamación en suero y expresión de neurotransmisores en tejidos hipocampales. Se analizaron la expresión de miR-124-5p, HDAC1 y NPY en el hipocampo. También se confirmaron las interacciones entre la expresión de miR-124-5p, HDAC1 y NPY. Se encontraron niveles más altos de miR-124-5p y HDAC1 y menores de NPY en el hipocampo de ratas deprimidas. La inhibición de miR-124-5p o la supresión de HDAC1 atenuaron las capacidades de aprendizaje y memoria y aumentaron el peso corporal de ratas deprimidas. La reducción de miR-124-5p o la inhibición de HDAC1 suprimieron el estrés oxidativo y la inflamación y promovieron la expresión de neurotransmisores en ratas deprimidas. HDAC1 medió miR-124-5p para regular NPY. La reducción de NPY abolió los efectos protectores de la inhibición de miR-124-5p en ratas deprimidas. Nuestro estudio ilustra que la supresión de miR-124-5p o HDAC1 regula al alza NPY para mejorar la memoria y el aprendizaje en ratones deprimidos, lo que puede actualizar el conocimiento existente sobre la depresión y proporcionar una nueva referencia para su tratamiento.

Introducción

La depresión se refiere a una psicosis discapacitante grave que causa cargas económicas severas y consecuencias sociales a nivel global. Se caracteriza por cambios fisiológicos, cognitivos y conductuales que amenazan la salud general de los pacientes. Los tratamientos accesibles para la depresión se han desarrollado con la aplicación de ketamina como antidepresivo de acción rápida y el refinamiento de equipos capaces de atender selectivamente la actividad de poblaciones de subtipos neuronales. Además, nanoarquitecturas versátiles como los puntos de carbono son aplicables para trastornos neurológicos. Sin embargo, un tratamiento inadecuado de la depresión puede resultar en bajo rendimiento, disfunciones conductuales, enfermedades físicas, abuso de sustancias e incluso suicidio. Así, existe una necesidad desesperada de descubrir agentes innovadores en el tratamiento de la depresión.

Está documentado previamente que el nivel de microRNA (miR)-124 aumenta en plasma con depresión y antidepresivos. Durante la depresión inducida por estrés crónico impredecible leve (CUMS), la expresión de miR-124 en el hipocampo muestra variaciones dinámicas, indicando diversos cambios patológicos en diferentes etapas de la depresión. Además, miR-124 es candidato para mejorar comportamientos depresivos en trastorno depresivo mayor. También, la supresión de miR-124 sirve como antidepresivo en la corteza prefrontal, reflejado por la atenuación de comportamientos depresivos en ratones. La histona desacetilasa 1 (HDAC1) es un mediador de miR-124 que forma un complejo multi-proteico para regulación transcripcional y modificación epigenética. Según nuestro conocimiento, un deterioro de la actividad de HDAC1 promueve la resiliencia en trastorno depresivo mayor. Además, la supresión de HDAC1 en el cerebro puede mejorar trastornos del estado de ánimo y otras enfermedades cerebrales con neuroplasticidad alterada. Los inhibidores de HDAC podrían atenuar comportamientos ansiosos y de consumo de alcohol, y elevar la expresión de neuropeptido Y (NPY). Asimismo, el deterioro de la actividad de HDAC puede llevar a un aumento de la expresión de NPY en el núcleo central de la amígdala y núcleo medial de la amígdala. NPY es un neuropéptido orexigénico hipotalámico suficiente para prevenir ansiedad, trastornos sociales y síntomas depresivos. Además, NPY y sus receptores han demostrado efectos antiinflamatorios y antidepresivos en modelos de rata con depresión inducida por lipopolisacáridos. En conjunto, la interacción combinada del eje HDAC1/miR-124-5p/NPY en la depresión es ambigua. Por tanto, este estudio pretende desenterrar el mecanismo de este eje para investigar un candidato curativo para la terapia de la depresión.

Materiales y Métodos

Declaración Ética

Los experimentos con animales en este estudio se ajustaron a los requisitos de ética experimental animal del Primer Hospital Afiliado de la Universidad Médica de Harbin. Los experimentos se optimizaron para mejorar las condiciones de alimentación de animales experimentales, reducir el número de animales usados y aliviar el sufrimiento animal.

Animales Experimentales

Ratas Sprague-Dawley (SD) macho de grado libre de patógenos específicos (SPF), con peso de 200–220 g, fueron proporcionadas por el Centro de Investigación Animal, Primer Hospital Afiliado de la Universidad Médica de Harbin (Harbin, China). Las ratas se mantuvieron en un ambiente de grado SPF (22–24 °C, 60–64% humedad, ciclos de 12 h luz/oscuridad). Excepto durante el modelado y otros puntos temporales específicos, las ratas tuvieron acceso libre a agua y comida.

Agrupamiento de Ratas y Establecimiento del Modelo

Las ratas modeladas se dividieron aleatoriamente en 8 grupos (n = 10): grupo normal (ratas sin tratamiento), grupo CUMS (ratas con depresión inducida por CUMS), grupo sh-control negativo (NC) (ratas con depresión inducida por CUMS inyectadas con lentivirus sh-HDAC1 NC), grupo sh-HDAC1 (ratas con depresión inducida por CUMS inyectadas con lentivirus sh-HDAC1), grupo anti-miR-NC (ratas con depresión inducida por CUMS inyectadas con lentivirus anti-miR-124-5p NC), grupo anti-miR-124-5p (ratas con depresión inducida por CUMS inyectadas con lentivirus anti-miR-124-5p), grupo anti-miR-124-5p + sh-NC (ratas con depresión inducida por CUMS inyectadas con lentivirus anti-miR-124-5p y lentivirus sh-NPY NC), y grupo anti-miR-124-5p + sh-NPY (ratas con depresión inducida por CUMS inyectadas con lentivirus anti-miR-124-5p y lentivirus sh-NPY).

Los modelos de rata con depresión inducida por CUMS se establecieron mediante el método de Willner. Las ratas del grupo normal fueron alimentadas con comida y agua sin estímulos, mientras que las ratas de los otros 7 grupos recibieron 35 días de CUMS en jaulas independientes. Estas ratas fueron estimuladas por natación en agua helada a 4 °C durante 5 min en un contenedor (30 cm de profundidad de agua), inversión día/noche (ratas en oscuridad 12 h durante el día y en espacio iluminado por lámparas incandescentes 12 h durante la noche), pinzamiento de cola con pinza durante 30 s, agitación 1 min, ayuno y privación de agua 24 h, estimulación ultrasónica 30 min (50 Hz), cama húmeda, y aire acondicionado a 17 ℃. Las ratas fueron estimuladas aleatoriamente por uno de estos estímulos diariamente, y el mismo estímulo se aplicó no más de 5 veces en total.

Las ratas fueron anestesiadas con 2% pentobarbital sódico (50 mg/kg) e hipocampo bilateral (diámetro anteroposterior = 4.8 mm, distancia mediolateral = ± 2.5 mm, distancia entre cavidad posterior y fontanela anterior = -3.5 mm) se inyectaron con lentivirus a 1 μL/min mediante jeringa Hamilton con aguja 26-G. La aguja se mantuvo en el sitio de inyección 5 min para prevenir reflujo. Los cráneos se sellaron con cera ósea y las incisiones se suturaron, y las ratas se recuperaron 7 días. Lentivirus sh-HDAC1 y su NC, lentivirus anti-miR-124-5p y su NC, así como sh-NPY y su NC (título: 10⁸ TU/mL) se compraron de GenePharma Co. Ltd. (Shanghai, China).

Pruebas de Función Conductual

Las ratas se pesaron el día antes del modelado CUMS (día 0), después del modelado (día 36), y después de la interferencia con lentivirus (día 52).

La prueba de campo abierto (OFT) detecta comportamientos autonómicos y exploratorios de ratas en un nuevo ambiente, usada comúnmente para evaluar comportamientos depresivos. Se realizó en una caja de campo abierto de madera negra (100 cm × 100 cm × 50 cm) con sistema de seguimiento por video encima para registrar actividades. El fondo se dividió en 25 cuadrículas (20 cm × 20 cm) con líneas blancas. Las ratas se colocaron en la cuadrícula central en orden aleatorio predefinido y se registraron cruces de cuadrícula (ratas entrando en cuadrícula con extremidades o ambas extremidades anteriores con una posterior) e incidencias de erguimiento (ratas levantando extremidades anteriores y parándose erguidas con una posterior). La prueba se realizó en ambiente tranquilo y tenue. Tras cada prueba, la caja se limpió con alcohol 75% para eliminar olores.

La anhedonia es un síntoma crucial de depresión. La prueba de preferencia por sacarosa (SPT) evalúa comportamientos depresivos en ratas. Antes de SPT, cada rata recibió 2 botellas de agua azucarada (1% sacarosa, p/p) por 24 h, y 1 botella de agua estéril y 1 de agua azucarada por otras 24 h. Tras eso, el porcentaje de preferencia por sacarosa (SPP) se detectó: tras 23 h de ayuno y privación de agua, las ratas pudieron acceder a 1 botella de agua estéril y 1 de agua azucarada (1% sacarosa) por 30 min. Tras 1 h, se invirtió la ubicación de las botellas y las ratas accedieron libremente por otros 30 min. Durante esta 1 h, se midió el consumo (mL) de ambas botellas y se calculó SPP = consumo agua azucarada / (consumo agua azucarada + consumo agua estéril) × 100%.

La prueba de laberinto de agua de Morris (MWM) evalúa ampliamente capacidades de aprendizaje y memoria espacial en ratas. Se realizó en tanque circular (150 cm diámetro, 60 cm altura) con profundidad de agua 40 cm. Temperatura del agua 22 ± 1 °C, teñida de negro con tinte no tóxico y fácil limpieza. Tanque y superficie divididos en 4 cuadrantes (SE, SW, NW, NE) con iconos correspondientes de color brillante y forma especial en pared interior. Plataforma objetivo circular transparente (11 cm diámetro) en centro del cuadrante NE, sumergida 1.5 cm bajo superficie. Sistema de seguimiento por video encima del centro para registrar velocidad, trayectoria y tiempo para llegar a plataforma y nadar en cuadrantes. Ratas colocadas en agua desde 4 cuadrantes aleatoriamente, permitidas explorar y subir a plataforma en 60 s. Tiempo para subir registrado como latencia de escape. Si fallaban en 60 s, se guiaban y latencia registrada como 60 s. Tras cada prueba, ratas permanecieron en plataforma 15 s y se entrenaron 4 veces/día por 5 días. Latencia final = promedio de latencias días 3-5. Día 6, prueba de exploración espacial: plataforma retirada, ratas entraron desde cuadrante SW, tiempo nadando en cuadrante NE en 60 s registrado como tiempo de exploración espacial.

La cronología del experimento se muestra en Fig. 1.

Recolección de Muestras

Un día tras la última prueba MWM, ratas fueron eutanasiadas e inyectadas intraperitonealmente con 2% pentobarbital sódico (50 mg/kg). Cavidad torácica abierta para obtener sangre cardíaca con jeringa, centrifugada 3 veces a 3500 rpm 15 min, sobrenadante almacenado a -20 °C. Tras colecta sanguínea, catéter insertado desde ventrículo izquierdo a aorta, 500 mL suero salino normal perfundido para lavar sangre. Tejidos hipocampales separados, colocados en tubos 1.5 mL, pesados y almacenados a -80 °C. Parte del hipocampo fijada con 4% paraformaldehído 2 h, deshidratada con sacarosa gradiente e incluida en parafina.

Detección de Índices de Estrés Oxidativo e Inflamación

Suero recalentado para detectar superóxido dismutasa (SOD), malondialdehído (MDA), glutatión (GSH), interleucina (IL)-β, factor de necrosis tumoral-α (TNF-α) y óxido nítrico (NO). Kits para SOD, MDA, GSH de Beyotime Institute of Biotechnology (Shanghai, China); kits ELISA para IL-β, TNF-α, NO de NanJing JianCheng Bioengineering Institute (Nanjing, China).

Tinción Hematoxilina-Eosina (HE)

Secciones de parafina desparafinadas, hidratadas con etanol, enjuagadas con agua destilada y teñidas con solución hematoxilina 20 min. Enjuagadas con agua grifo hasta volverse azules. Luego, 1% ácido clorhídrico etanólico 10 s, enjuague agua grifo, deshidratación etanol, tinción eosina 2 min, deshidratación alcohol alta concentración, permeabilización xileno. Finalmente, selladas y observadas bajo microscopio biológico.

Detección de Expresión de Neurotransmisores

Tejidos hipocampales pesados y homogeneizados por ultrasonido en suero salino normal (100 μL/10 mg). Homogeneizado a 4 °C 30 min, centrifugado 12,000 rpm (4 °C) 3 min para recoger sobrenadante. Concentración proteica detectada por kit BCA (CWBIO, Beijing, China) y niveles de norepinefrina (NE), serotonina (5-HT) y dopamina (DA) por kits ELISA. Kits ELISA NE, 5-HT, DA de Liweiping Biotechnology Co., Ltd. (Beijing, China).

RT-qPCR

ARN extraído de tejidos hipocampales por kit extracción ARN (Promega, Madison, WI, USA), concentración y pureza detectadas por espectrofotómetro ultravioleta. Según instrucciones kit transcripción reversa (DRR047S, Takara, Dalian, China), ARN transcrito a ADN complementario (cDNA). ARNm transcrito a cDNA por kit GoldScript one-step RT-PCR (Applied Biosystems, Carlsbad, CA, USA) mientras miRNA por kit Hairpin-it™ miRNA quantitative detection (GenePharma). Kit detección RT-qPCR (Promega) aplicado para detectar expresión HDAC1, miR-124-5p, NPY en tejidos. U6 como control interno para miR-124-5p, β-actina para HDAC1 y NPY. Cebadores PCR de Sangon Biotech Co., Ltd. (Shanghai, China) (Tabla 1). Expresión relativa genes diana calculada por método 2^(-ΔΔCt).

Análisis Western Blot

Tejidos hipocampales cortados en hielo y lisados por lisado radio-inmunoprecipitación (Beijing Solarbio Science & Technology Co. Ltd., Beijing, China) para extraer proteína. Concentración proteica determinada por método BCA. Proteína total (50 μg) añadida con tampón carga SDS 5× a 1:4, calentada baño maría hirviendo 5 min. Luego, electroforesis en gel poliacrilamida SDS, electrotransferencia a membrana, bloqueo 5% leche 1 h. Después, sondas con anticuerpos primarios contra HDAC1 (1:1000, Cell Signaling Technology, Beverly, MA, USA), NPY (1:800, NeoMakers, Fremont, CA, USA) y β-actina (1:1000, Abcam, Cambridge, MA, UK) overnight, y re-sondas con anticuerpo secundario marcado con peroxidasa rábano. Membrana desarrollada por quimioluminiscencia mejorada, densidad óptica calculada por software Quantity One análisis gris. Expresión proteica gen diana expresada como razón valor gris / valor gris β-actina.

Ensayo de Inmunoprecipitación de Cromatina (ChIP)

Ensayo ChIP según instrucciones kit EZ-ChIP (Millipore, Bedford, MA, USA). Células HEK293T incubadas con 1% formaldehído 10 min, terminado con glicina. Centrifugadas 2000 rpm 5 min, añadidas tampón lisis SDS para ultrasonicación. Centrifugadas 10,000 g 4℃ 10 min, células (100 μL) reaccionaron con 900 μL tampón dilución ChIP, 20 μL 50× PIC y 60 μL ProteinA Agarose/ADN esperma salmón 4℃ 1 h, reposo 10 min. Precipitados centrifugados 700 rpm 1 min con 20 μL como input. Tubo añadido anticuerpo HDAC1 (1 μL) e inmunoglobulina G, otro tubo sin anticuerpo. Muestras incubadas overnight, eluidas y desentrelazadas. Tras recuperación ADN, muestra analizada por RT-qPCR.

Ensayo Reportero Luciferasa Dual

Web bioinformática (https://cm.jefferson.edu/rna22/Precomputed/) analizó sitios unión miR-124-5p y NPY. Plásmidos NPY-tipo salvaje (WT) y NPY-mutante (MUT) generados por Huayueyang Biotechnology Co., Ltd. (Beijing, China). Combinados con mimic NC o mimic miR-124-5p, plásmidos transfectados en células HEK293T. Actividad luciferasa determinada por kit detección luciferasa (BioVision) y luminómetro Glomax20/20 (Promega).

Análisis Estadístico

Software SPSS 21.0 (IBM Corp. Armonk, NY, USA) para análisis datos. Resultados expresados como media ± desviación estándar. Comparaciones entre dos grupos por test t. Comparaciones entre múltiples grupos por ANOVA unidireccional, tras lo cual comparaciones pareadas por test post-hoc Tukey. P bilateral, P < 0.05 significancia estadística.

Resultados

La inhibición de HDAC1 o miR-124-5p aumenta el peso de ratas deprimidas

Ratas pesadas 1 día antes modelado CUMS (día 0), 1 día tras cese modelado (día 36), y 7 días tras interferencia lentivirus (día 52). No se detectó diferencia en peso corporal entre grupos antes del modelado (todos P > 0.05). Tras modelado, peso disminuyó en grupo CUMS, sh-NC, sh-HDAC1, anti-miR-NC, anti-miR-124-5p vs grupo normal (todos P < 0.05). Sin discrepancia en peso entre grupos CUMS, sh-NC, sh-HDAC1, anti-miR-NC, anti-miR-124-5p (todos P > 0.05). Tras interferencia, peso disminuyó en grupo CUMS vs normal (todos P < 0.05). Sin discrepancia entre CUMS, sh-NC, anti-miR-NC (todos P > 0.05). Peso aumentó en grupos sh-HDAC1 y anti-miR-124-5p vs sus NC (ambos P < 0.05), indicando que inhibición HDAC1 o miR-124-5p aumenta peso de ratas deprimidas (Fig. 2a).

La inhibición de HDAC1 o miR-124-5p mejora aprendizaje y memoria en ratas deprimidas

SPT, OFT, MWM aplicados para detectar SPP, frecuencia cruce cuadrícula, incidencia erguimiento, latencia escape y tiempo exploración espacial. Antes interferencia, vs grupo normal, SPP, frecuencia cruce, incidencia erguimiento, tiempo exploración reducidos, latencia escape prolongada en grupos CUMS, sh-NC, sh-HDAC1, anti-miR-NC, anti-miR-124-5p (todos P < 0.05), sugiriendo desarrollo comportamientos depresivos. Sin discrepancia en SPP, frecuencia cruce, incidencia erguimiento, tiempo exploración, latencia escape entre grupos CUMS, sh-NC, sh-HDAC1, anti-miR-NC, anti-miR-124-5p (todos P > 0.05). Tras interferencia, vs grupos sh-NC y anti-miR-NC, SPP, frecuencia cruce, incidencia erguimiento, tiempo exploración aumentaron, latencia escape acortada en grupos sh-HDAC1 y anti-miR-124-5p (todos P < 0.05). Sin diferencia en SPP, frecuencia cruce, incidencia erguimiento, tiempo exploración, latencia escape entre grupos CUMS, sh-NC, anti-miR-NC (todos P > 0.05), sugiriendo silenciamiento HDAC1 o supresión miR-124-5p atenúan comportamientos depresivos y mejoran aprendizaje y memoria.

La inhibición de HDAC1 o miR-124-5p atenúa daño neuronal patológico en ratas deprimidas

Observación lesiones hipocampales por tinción HE (Fig. 3a) reveló neuronas ordenadas en hipocampo grupo normal con morfología clara, estructura normal, capas densas, núcleos claros, nucleolos obvios. Neuronas grupo CUMS encogidas, reducidas en número, dispuestas laxo con cromatina irregular y capa adelgazada. Ratas grupos sh-NC y anti-miR-NC misma situación que CUMS. Ratas grupos sh-HDAC1 y anti-miR-124-5p mostraron neuronas aumentadas en orden y daño atenuado vs sus NC. Indicó que reducción HDAC1 o inhibición miR-124-5p alivian lesiones hipocampales en ratas deprimidas.

La inhibición de HDAC1 o miR-124-5p regula al alza expresión neurotransmisores en ratas deprimidas

Depresión relacionada con trastornos neurotransmisores cerebrales. Niveles DA, NE, 5-HT en hipocampo medidos por ELISA. Resultados (Fig. 3b-d): vs grupo normal, niveles reducidos DA, NE, 5-HT en grupos CUMS, sh-NC, sh-HDAC1, anti-miR-NC, anti-miR-124-5p (todos P < 0.05). Sin diferencia en expresión neurotransmisores entre CUMS, sh-NC, anti-miR-NC (todos P > 0.05). Relativo a sh-NC y anti-miR-NC, niveles DA, NE, 5-HT aumentaron en grupos sh-HDAC1 y anti-miR-124-5p (todos P < 0.05), implicando que regulación negativa HDAC1 o reducción miR-124-5p regulan al alza DA, NE, 5-HT en hipocampo ratas deprimidas.

La inhibición de HDAC1 o miR-124-5p suprime estrés oxidativo e inflamación en ratas deprimidas

Expresión factores estrés oxidativo e inflamatorios en suero medidos. Respecto grupo normal, actividades SOD y GSH deterioradas, mientras MDA, IL-1β, TNF-α, NO aumentaron en otros grupos modelo depresión (todos P < 0.05). Actividades SOD, GSH y niveles MDA, IL-1β, TNF-α, NO entre CUMS, sh-NC, anti-miR-NC sin diferencia (todos P > 0.05). Respecto sh-NC y anti-miR-NC, aumento actividades SOD, GSH y disminución MDA, IL-1β, TNF-α, NO en grupos sh-HDAC1 y anti-miR-124-5p (todos P < 0.05) (Fig. 4a-f), indicando que depleción HDAC1 o regulación negativa miR-124-5p alivian estrés oxidativo e inflamación.

HDAC1 media miR-124-5p para regular NPY

RT-qPCR y western blot para detectar HDAC1, miR-124-5p, NPY en hipocampo. Resultados (Fig. 5a, b): vs grupo normal, HDAC1 y miR-124-5p aumentaron y NPY disminuyó en grupo CUMS (todos P < 0.05). Expresión HDAC1, miR-124-5p, NPY sin variaciones entre CUMS y sh-NC (todos P > 0.05). Respecto sh-NC, grupo sh-HDAC1 reflejó HDAC1 y miR-124-5p disminuidos y NPY elevado (todos P < 0.05). Hallazgos sugieren interferencia lentivirus exitosa y relación positiva entre expresión miR-124-5p y HDAC1.

También, expresión miR-124-5p y NPY tras supresión miR-124-5p detectada (Fig. 5c, d): vs grupo normal, miR-124-5p elevado y NPY reducido en grupo CUMS (ambos P < 0.05). Por contrario, grupo anti-miR-124-5p tendió a miR-124-5p disminuido y NPY elevado vs anti-miR-NC (ambos P < 0.05). Sin discrepancia en expresión miR-124-5p y NPY entre CUMS y anti-miR-NC (ambos P > 0.05). Resultados indican interferencia lentivirus exitosa y conexión negativa entre NPY y miR-124-5p.

Ensayo ChIP para probar si HDAC1 une promotor miR-124-5p: resultados (Fig. 6a, b) HDAC1 solo relacionado con promotor miR-124-5p (P < 0.001), indicando HDAC1 regula directamente miR-124-5p.

Relación diana entre miR-124-5p y NPY predicha y verificada mediante RNA22 y ensayo luciferasa dual (Fig. 6c, d). Respecto co-transfección NPY-3'UTR-WT + mimic NC, células co-transfectadas NPY-3'UTR-WT + mimic miR-124-5p mostraron actividad luciferasa deteriorada (P < 0.05). Sin diferencia en actividad luciferasa entre células co-transfectadas NPY-3'UTR-MUT + mimic NC y NPY-3'UTR-MUT + mimic miR-124-5p (P > 0.05).

La reducción de NPY abole efectos protectores de miR-124-5p inhibido en ratas deprimidas

Depleción espontánea NPY y miR-124-5p programada para explorar interacción en ratas deprimidas. Resultados (Fig. 7a, b): menor expresión NPY en grupo anti-miR-124-5p + sh-NPY vs anti-miR-124-5p + sh-NC (P < 0.05). Peso corporal y pruebas funcionales conductuales (Fig. 7c-f): vs anti-miR-124-5p + sh-NC, ratas grupo anti-miR-124-5p + sh-NPY presentaron peso reducido, SPP, frecuencia cruce, incidencia erguimiento, tiempo exploración reducidos, latencia escape aumentada (todos P < 0.05). Tinción HE lesiones hipocampales (Fig. 8a): vs anti-miR-124-5p + sh-NC, número neuronas hipocampales reducido, neuronas teñidas oscuramente, dispuestas dispersa y desordenadamente forma irregular, capas celulares reducidas en grupo anti-miR-124-5p + sh-NPY. Además, vs anti-miR-124-5p + sh-NC, ratas grupo anti-miR-124-5p + sh-NPY acompañadas por DA, NE, 5-HT reducidos (todos P < 0.05) (Fig. 8b). Además, actividades SOD, GSH deterioradas, MDA, IL-1β, TNF-α, NO aumentados en ratas grupo anti-miR-124-5p + sh-NPY vs anti-miR-124-5p + sh-NC (todos P < 0.05) (Fig. 8c, d). Colectivamente, reducción NPY abolió efectos protectores de miR-124-5p reprimido en ratas deprimidas.

Discusión

La depresión es un trastorno psiquiátrico con variedad de condiciones y síntomas diversos. Aunque estudios emergentes implican papel de miRNAs en depresión, la acción precisa de miR-124-5p se ha investigado raramente. Por ello, presente estudio proyectado para mejor comprensión del mecanismo del eje miR-124-5p/HDAC1/NPY en depresión, con resultado principal que silenciamiento HDAC1 o miR-124-5p regula al alza NPY para mejorar memoria y aprendizaje en ratas deprimidas.

En primer lugar, estudio descubrió expresión HDAC1 en tejidos hipocampales con hallazgos sugiriendo elevación expresión HDAC1. Posteriormente, para descifrar roles funcionales HDAC1 en ratas deprimidas, ensayos pérdida-función realizados y se reveló que reducción HDAC1 aumentó peso corporal, mejoró aprendizaje y memoria, atenuó daño patológico, reguló al alza expresión neurotransmisores, suprimió estrés oxidativo e inflamación. Actualmente, estudio implicó incremento expresión HDAC1 en fenotipos depresivos y ansiosos por estrés en progenie. Además, expresión HDAC1 documentada regulada al alza en penumbra en trombosis fototrombótica. Asimismo, expresión ARNm HDAC1 incremental encontrada en células granulares y piramidales en epilepsia lóbulo temporal. Respecto papel funcional HDAC1, reportado que sobreexpresión viral HDAC1 neuronal en hipocampo ratones influye pérdida memoria contextual. Mecánicamente, inhibidores HDAC revierten déficits cognitivos en enfermedades neurodegenerativas y pérdida memoria relacionada con edad. Se acepta que supresión HDAC1 por tianeptinalina avanza neuroplasticidad y refuerza memoria. Estudio previo concluye represión HDAC1 inhibe procesos patogénicos que llevan degeneración neuronas motoras en enfermedades mitocondriales. Experimentalmente, silenciamiento HDAC1 por 5-tienil-sustituido 2-aminobenzamida-tipo parcialmente involucrado en prevención muerte neuronal en modelos Parkinson. Apoyado por esas investigaciones, efectos protectores HDAC1 silenciado vistos en enfermedades cerebrales, incluyendo depresión.

Luego, estudio descubrió relación diana entre HDAC1 y miR-124-5p, apoyada por estudio previo sugiriendo transcripción miR-124 a cargo de EVI1, actuando por conexión con desacetilasa HDAC1. miR-124-5p gen sobreexpresado en ratas deprimidas y reducción miR-124-5p tuvo funciones similares a HDAC1 silenciado. De hecho, estudio indica expresión miR-124 en hipocampo regulada al alza 5-6 semanas en fenotipos comportamiento depresivo. Otro estudio identificó aumento expresión miR-124 en mujeres con trastorno consumo cocaína. También, descrito previamente miR-124-3p altamente expresado en roedores estresados en trastorno depresivo mayor. Respecto efectos, reducción miR-124 en corteza prefrontal atenúa comportamiento depresivo ratones. Además, reducción miR-124 sirve como agente antidepresivo de gipenosidos inducidos por corticosterona crónica en ratones. Estudio previo: reducción miR-124 resulta en susceptibilidad conductual mejorada a paradigma estrés más leve. Reportado que supresión miR-124 por transfección lentivirus en hipocampo protege neurodegeneración inducida ketamina in vivo e in vitro. En fin, supresión miR-124-5p actor activo atenuar depresión.

Además, expresión NPY verificada regulada por HDAC1 y miR-124-5p. Déficits asociados HDAC2 en acetilación histonas pueden relacionarse con expresión reducida NPY y usarse para controlar comportamientos ansiosos y consumo alcohol. NPY regulada negativa en ratas deprimidas y regulación al alza NPY promovió recuperación aprendizaje y memoria. En desarrollo comportamientos depresivos, modelos rata manifestados con expresión NPY reducida. Académicamente, expresión NPY evidenciada declive en ratones con depresión. Consistentemente, hallazgos estudio son similares a literatura previa en cierta medida.

Hallazgos novedosos: miR-124-5p inhibido o HDAC1 suprimido atenuaron aprendizaje y memoria y aumentaron peso corporal ratas deprimidas. Además, reducción miR-124-5p o inhibición HDAC1 suprimieron estrés oxidativo e inflamación y promovieron expresión neurotransmisores. HDAC1 medió miR-124-5p para regular NPY. En experimentos rescate, reducción NPY abolió efectos protectores miR-124-5p inhibido.

Conclusiones

En resumen, este estudio destacó efecto del eje HDAC1/miR-124-5p/NPY en depresión con hallazgos principales sugiriendo miR-124-5p inhibido o HDAC1 suprimido atenuaron aprendizaje y memoria, aumentaron peso corporal, suprimieron estrés oxidativo e inflamación, y promovieron expresión neurotransmisores en ratas deprimidas. Eje HDAC1/miR-124-5p/NPY puede proporcionar referencia para tratar trastorno neurológico, actualizando conocimiento existente sobre depresión. Sin embargo, se requieren más estudios para comprensión profunda del mecanismo complejo del eje HDAC1/miR-124-5p/NPY en depresión.