豊かな環境への離乳後の曝露が新規客観的認識記憶と不安様行動に及ぼす性依存性の影響。海馬BDNFレベルの役割

Sex-dependent effects of postweaning exposure to an enriched environment on novel objective recognition memory and anxiety-like behaviors: The role of hippocampal BDNF level.

• Nona Sakhaie
• Farshid Sadegzadeh
• Alireza Mohammadnia
• Masoumeh Dadkhah
• Hakimeh Saadati

抄録

実験動物の認知機能、海馬神経可塑性、神経新生、長期増強、脳由来神経栄養因子(BDNF)レベルの向上が示唆されている。また、思春期のEEへの曝露が成人の認知機能に及ぼす性依存性の影響に関する研究は少ない。これは、EEの有益な効果が思春期に優勢である可能性があるために重要である。そこで、本研究では、思春期(PND21-PND60)のEEが成人雄ラットと雌ラットの新規客観認識記憶(NORM)、不安様行動、海馬BDNF mRNAレベルに及ぼす影響を比較することを目的とした。また、新規目的認識記憶(NORM)と不安様行動の評価は、それぞれ新規目的認識課題、オープンフィールド(OF)、高架プラス迷路(EPM)によって行われた。また、BDNF mRNAレベルの発現を定量的RT-PCRにより評価した。これらの結果から、思春期のEEに居住することで、成体男子ラットのNORMが改善されることが明らかになった。また、思春期のEEへの曝露は、不安様行動に対する効果が男女で異なることが明らかになった。さらに、本研究の結果は、雄ラットと雌ラットの海馬におけるBDNFレベルの増強を示した。結論として、思春期のEE曝露は認知機能や不安様行動に性差を与え、男女ラットの海馬でBDNF mRNAの発現を増加させることから、BDNFはEEやランニング運動が認知機能や精神特性に及ぼす有益な効果を媒介する重要な因子であることが示唆された。

Exposure to enriched environment (EE) has been indicated to enhance cognitive functions, hippocampal neural plasticity, neurogenesis, long-term potentiation, and levels of the brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in laboratory animals. Also, studies on the sex-dependent effects of exposure to EE during adolescence on adult cognitive functions are less. This is important because the beneficial effects of EE may be predominant in the adolescence stage. Therefore, the present study was designed to compare the effects of EE during adolescence (PND21-PND60) on novel objective recognition memory (NORM), anxiety-like behaviors, and hippocampal BDNF mRNA level in the adult male and female rats. Assessment of NORM and anxiety-like behaviors has been done by novel objective recognition task, open field (OF), and elevated plus maze (EPM), respectively. The expression of BDNF mRNA level was also evaluated by quantitative RT-PCR. Our findings demonstrated that housing in the EE during adolescence improves NORM in adult male rats. Also, exposure to EE during adolescence had a different effect on anxiety-like behaviors in both sexes. Additionally, our results indicated an augmented BDNF level in the hippocampus of male and female rats. In conclusion, adolescent exposure to EE has sex-dependent effects on cognitive functions and anxiety-like behaviors and increases BDNF mRNA expression in the hippocampus of both male and female rats; thus, BDNF is an important factor that can mediate the beneficial effects of EE and running exercise on cognitive functions and psychiatric traits.

© 2020 International Society for Developmental Neuroscience.