マウスの生理学的脳可塑性には、Sigma-1（σ1）受容体活性が必要です

Sigma-1受容体（S1R）は、ミトコンドリア関連小胞体（ER）膜（MAM）でニューロンとグリアで発現する膜関連タンパク質です。S1Rは、さまざまなパートナーと相互作用して、ERストレス、ミトコンドリア生理学、Ca2+フラックスなどの細胞応答を調節します。S1Rは、炎症反応、細胞の生存、および死に関与するシグナル伝達経路を直接調節することにより、細胞の可塑性を形作ります。ここでは、in vivoの脳の可塑性への影響を分析しました。複雑な迷路であるハムレットテストで訓練されたマウスです。このデバイスは、強力な濃縮環境（EE）条件を提供し、小さな村を模倣しています。それはそこから拡大する中央のアゴラと通りがあり、動物が飲んだり、食べたり、隠したり、走ったり、相互作用したりできる機能化された家につながります。動物は2週間、4時間/日、グループで訓練され、迷路の探索と地形記憶を分析できました。マウスのいくつかのグループが考慮されました。訓練を受けていないと訓練を受けています。繰り返し生理食塩水とNE-100、選択的なS1R拮抗薬で投与されます。野生型対S1R KOマウス。S1Rの不活性化により、迷路の探索が変化し、地形学習が防止されました。EEは、行動の絶望またはスコポラミンの健忘症への回復力を通じて測定された強い可塑性を誘導し、海馬のS1R発現とBDNF mRNAレベルの増加を誘導しました。神経新生（増殖と成熟）の増加;海馬と皮質のヒストンアセチル化の増加。S1Rの不活性化により、これらすべてのパラメーターが大幅に変化し、S1R活性が生理学的脳の可塑性に大きな役割を果たすことが示されました。S1RはMAMSの主要な居住タンパク質であり、ER応答とミトコンドリアの恒常性を調節するため、MAM生理学は濃縮環境の影響を受けているように見えました。

The sigma-1 receptor (S1R) is a membrane-associated protein expressed in neurons and glia at mitochondria-associated endoplasmic reticulum (ER) membranes (MAMs). S1R interacts with different partners to regulate cellular responses, including ER stress, mitochondrial physiology and Ca2+ fluxes. S1R shapes cellular plasticity by directly modulating signaling pathways involved in inflammatory responses, cell survival and death. We here analyzed its impact on brain plasticity in vivo, in mice trained in a complex maze, the Hamlet test. The device, providing strong enriched environment (EE) conditions, mimics a small village. It has a central agora and streets expanding from it, leading to functionalized houses where animals can Drink, Eat, Hide, Run, or Interact. Animals were trained in groups, 4 h/day for two weeks, and their maze exploration and topographic memory could be analyzed. Several groups of mice were considered: non-trained vs. trained; repeatedly administered with saline vs. NE-100, a selective S1R antagonist; and wildtype vs. S1R KO mice. S1R inactivation altered maze exploration and prevented topographic learning. EE induced a strong plasticity measured through resilience to behavioral despair or to the amnesic effects of scopolamine, and increases in S1R expression and bdnf mRNA levels in the hippocampus; increases in neurogenesis (proliferation and maturation); and increases of histone acetylation in the hippocampus and cortex. S1R inactivation altered all these parameters significantly, showing that S1R activity plays a major role in physiological brain plasticity. As S1R is a major resident protein in MAMs, modulating ER responses and mitochondrial homeostasy, MAM physiology appeared impacted by enriched environment.