microRNA expression in learned safety

Abstract

Hintergrund: Signale der Sicherheit zu identifizieren und darauf zu reagieren ist notwendig um chronischen Stress und entsprechende Psychopathologien vorzubeugen. Gelernte Sicherheit beinhaltet Lernprozesse, welche zur Hemmung von Angst führen können. Die Amygdala ist eine Gehirnregion in der ein für gelernte Sicherheit spezifisches Genexpressionsmuster nachgewiesen wurde. Das Ziel der hier vorliegenden Masterarbeit ist es zu untersuchen, wie Genexpression in der Amygdala während gelernter Sicherheit reguliert wird, mit einem auf microRNAs gerichteten Fokus. Methoden: In einem ersten Experiment wurden die Expressionslevels von elf microRNAs in Gewebe der Amygdala von gelernter Sicherheit und gelernter Angst trainierten Mäusen durch qRT-PCR analysiert. In einem zweiten Experiment wurde die Expression der selben elf microRNAs in für gelernte Angst trainierten Mäusen mit Ton-allein und Schock-allein Mäusen verglichen. Schlussendlich wurde eine bioinformatische Untersuchung durchgeführt um nach potentiell durch die microRNAs regulierten Genen zu suchen. Ergebnisse: Es wurde gefunden, dass sich die Expression von fünf microRNAs in der Amygdala von für gelernte Sicherheit und gelernte Angst trainierten Mäusen signifikant unterscheidet. Keine Unterschiede in der Expression dieser microRNAs wurde in der Amygdala von für gelernte Angst trainierten im Vergleich zu Ton-allein und Schock-allein Mäusen gefunden. Durch die bioinformatische Untersuchung wurden mehrere Gene entdeckt, die potentiell durch microRNAs mit für gelernte Sicherheit spezifischer Expression reguliert sein könnten. Diskussion: Die selektive Modulierung der Expression von fünf verschiedenen microRNAs in der Amygdala aufgrund von gelernter Sicherheit legt nahe, dass diese microRNAs für die Regulation von unterschiedlichen Genen verantwortlich sind, die die molekulare Basis der gelernter Sicherheit zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen formen.Background: To detect and interpret safety signals and moreover to react appropriately to those signals is crucial for mental health. Learned safety involves learning about signals indicating protection from danger, thus modulating fear responses. The amygdala is a brain region where specific gene expression changes resulting from safety learning have been observed in mice. The aim of the present study is to try to understand how gene expression in the amygdala during learned safety is regulated focusing on the role of microRNAs. Methods: In a first experiment, expressional levels of 11 miRNAs were analyzed in amygdala tissue of learned safety and learned fear trained control mice by qRT-PCR. In a second experiment, expression of the same 11 miRNAs was analyzed in mice trained in a learned fear paradigm and compared to tone alone and shock alone controls. Finally, a bioinformatical scan was performed, to search for potential microRNA target genes. Results: Amygdala expression of 5 miRNAs has been found to differ significantly between learned safety and learned fear trained animals. No differences in the expression of these miRNAs were found between learned fear and tone-alone and shock-alone control groups. A bioinformatical scan revealed various potential target genes for the miRNAs with learned safety specific expression related to stress and depression. Discussion: The selective modulation of expression of 5 specific miRNAs in the amygdala following learned safety suggests that these miRNAs may account for the regulation of various target genes forming the molecular basis for the neural mechanisms underlying learned safety