ERK inhibitörü pd98059’ün dentat girustan kaydedilen uzun süreli depresyon üzerine zamana bağımlı etkisi

AMAÇ:Genellikle, yüksek frekans aktivitesinin uzun dönemli güçlenme (UDG) ve uzun süren, düşük frekans aktivitesinin uzun sürelidepresyona (UDB) neden olduğu varsayılır. MAPK / ERK yolunun esas olarak bütün UDG formları için gerekli olduğu gösterilmiştir,ancak daha önceki bazı çalışmalar, bu kaskadın UDG sırasında sinapstan çekirdeğe sinyalleri iletmede de rol oynadığınıbildirmektedir. Düşük frekanslı uyaran (DFU) ile indüklenen yeni bir sinaptik plastisite formu, spike genliğinde, sinaptik güçteoluşan UDG'den beklenene göre daha büyük bir güçlenme ile karakterlidir (E-S güçlendirmesi). Bu çalışmada DFU ile uyarılan E-Sbileşen güçlenmesinde ERK enziminin rolü, üretanla anestezi yapılmış sıçanlarda in vivo olarak araştırılmıştır.YÖNTEM:Deneyler 2-3 aylık yetişkin erkek Wistar Albino sıçanlarında yapıldı. Hayvanlar 3 gruba ayrıldı (n = 8 / grup). 15 dakikalıkbir başlangıç kaydının ardından, UDB, bir DFU protokolünün (1 Hz'de 900 uyaran) uygulanmasıyla indüklendi ve indüksiyondan 60dakika sonra alan potansiyeli bileşenleri (EPSP ve spike) 5 dakikalık değerlerinin ortalaması alınarak olarak ölçüldü. ERKinhibitörünün (PD98059) infüzyonları, DFU uygulamasından başlayarak 15 dakika veya 60 dakika süreyle yapıldı. Salin infüze edilensıçanlar kontrol olarak kullanıldı. UDB büyüklüğü, tek yönlü ANOVA testi kullanılarak karşılaştırıldı.BULGULAR:ERK inhibisyonunun sinaptik bileşenin UDB'si üzerinde etkisinin olmadığını; DFU ile indüklenen E-S potensiasyonunun,salin infüze edilen grupla karşılaştırıldığında (bazal değerin %153±8'i), 15 dakikalık ERK inhibisyonu ile anlamlı seviyede arttığı(bazal değerin %234±16’sı; P <0.01), fakat 60 dk infüze edilmesi halinde azaldığı (bazal değerin %105±16'sı; P <0.05) bulundu.SONUÇ:Bulgularımız, ERK kaskadının aktivasyonunun, UDB'nin kalıcılığına kritik bir katkıda bulunmadığını ve kısa süreliinhibisyonunun, muhtemelen nöronal deşarj eşiğinin azaltılmasından dolayı, spike güçlenmesini arttırdığını göstermektedir.Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir (TDK-2016-6628, TSA-2018-7748).Anahtar Kelimeler: ERK, plastisite, dentat girus, hipokampüs Objective: It is generally assumed that high frequency activityinduces long-term potentiation (LTP) and prolonged, low frequency activity long-term depression (LTD). The MAPK/ERKpathway has been shown to be required for essentially all formsof LTP, but some previous studies had reported that the cascadetransduces signals from the synapse to the nucleus during LTD.A new form of synaptic plasticity which is induced by low frequency stimulation (LFS) exhibits more potentiation in spikeamplitude than the LTP of synaptic transmission (E-S potentiation). Here, we further characterize the role of ERK in this LFSinduced potentiation in the DG of intact, urethane-anesthetizedpreparations.Methods: The experiments were carried out on 2–3 months oldadult male Wistar Albino rats. Animals were divided to 3 groups(n=8/group). After a 15-minute baseline recording, LTD wasinduced by application of a LFS protocol (900 stimuli at 1 Hz) andmeasured as 5-min average of two components of field potential(EPSP spike) 60-min after its induction. Infusions of ERKinhibitor (PD98059) were made for 15 minutes or 60 min startingfrom the application of LFS. Saline infused rats were used as control. LTD magnitude was compared using one-way ANOVA test.Results: We found that ERK inhibition has no effect on theLTD of synaptic component, while LFS-induced E-S potentiation was significantly enhanced by 15-min ERK inhibition(234±16% of baseline; p<0.01), but decreased 60-min ERK inhibition (105±16% of baseline; p<0.05) when compared with salineinfusion (153±8% of baseline).Conclusion: Our findings indicate that activation of the ERKcascade does not contribute critically to the persistence of LTDand that its short-term inhibition appears to promote spike potentiation, probably due to reducing threshold for neuronal discharge. This study was supported by Erciyes University ResearchFound (TDK-2016-6628, TSA-2018-7748).Keywords: ERK, plasticity, dentate gyrus, hippocampus