Evaluation of the gene expression alterations of orexin receptor type 1 and the cannabinoid receptor type 1 in the basolateral amygdala following both thermal pain and innate fear induction in the male rats
Dissertation
Ali Abdulrazaq Hasson
Natural Sciences
1402
146p.
cd
M.S.
Animal Biology-physiology
1402/06/08
The basolateral amygdala (BLA) plays a crucial role in the modulation of learning after stress, pain, and emotions. The dorsomedial/ventromedial hypothalamus (DMH/VMH) is placed in the amygdala–medial hypothalamus–brainstem network. The DMH/VMH efferent projects to the BLA and critically modulates innate fear and induces stress-induced analgesia. On the other hand, the BLA receives orexinergic projections from the lateral hypothalamus (LH). Afterward, orexin activates the descending inhibitory pain pathway via retrograde activation of cannabinoid receptor type 1 of BLA. Therefore, the BLA nucleus can process and integrate both the innate fear and pain modulatory information. This research is aimed to explore the alterations of gene expression levels of the orexin receptor type 1 (Orx1R) and cannabinoid receptor type 1 (Cb1R) of the BLA following thermal pain and innate fear induction in the male rats. Research Method: In this study, 91 BLA tissue samples were divided into thirteen groups (n = 7). The BLA tissues were used for assessing the gene expression changes of the Orx1 and Cb1 receptors. The tissue samples of the BLA were immediately collected following the tail flick and hot plate tests. The gene expression alterations of the Orx1 and Cb1 receptors of the BLA were assessed by quantified real time-PCR technique (qRT-PCR) following innate fear induction. The expression level of target genes relative to the housekeeping gene was calculated by 2-ΔCT. Results: The results of this study demonstrated that innate fear induction by intra-DMH/VMH injection of bicuculline increases the gene expression level the Orx1 and Cb1 receptors within the BLA. Intra-BLA administration of orexin A and AM251 (a selective Cb1R antagonist) significantly decreased the gene expression level of the Orx1 receptors -but not Cb1 receptors- following innate fear-induced analgesia. Also, pretreatment of the BLA with AM251, SB334867, and co-administration of SB334867 and AM251 did not affect the gene expression level of the Orx1 and Cb1 receptors following innate fear-induced analgesia. Conclusion: According to the findings of this study, it can be concluded that innate fear induction upregulates the expression of the Orx1R and Cb1R genes of the BLA leading to antinociceptive effect. However, intra-BLA administration of orexin A reduced the expression of the Orx1R and Cb1R genes resulted in counteracting innate fear-induced analgesia. This modulatory effect may be mediated by the orexin receptor type 1 (Orx1R) which activate the endocannabinoid system.
آمیگدال قاعده¬ای-جانبی نقشی بحرانی در تعدیل یادگیری پس از استرس، درد و هیجانات دارد. هیپوتالاموس پشتی-میانی/هیپوتالاموس شکمی-میانی (DMH/VMH) در شبکه آمیگدال-هیپوتالاموس میانی-ساقه مغز قرار گرفته است. وابران¬های DMH/VMH به BLA وارد شده و به طور بحرانی ترس ذاتی را تعدیل نموده و سبب القای بی¬دردی ناشی از استرس می¬گردد. از سوی دیگر، BLA ورودی¬های اورکسینرژیک را از هیپوتالاموس جانبی (LH) دریافت می¬کند. سپس، اورکسین مسیر پایین¬روی مهار درد را از طریق فعال¬سازی پس¬گرد گیرنده کانابینوئیدی نوع 1 (Cb1R) درBLA فعال می¬کند.بنابراین، BLA اطلاعات ترس ذاتی و تعدیل درد را پردازش و جمع¬بندی می¬کند. این مطالعه تغییرات سطح بیان ژن گیرنده¬ اورکسین نوع 1 و کانابینوئیدی نوع 1 را در آمیگدال قاعده¬ای-جانبی به دنبال القای ترس ذاتی و درد حرارتی در رت¬های نر بررسی کرده است.روش تحقیق: در این مطالعه، 91 نمونه بافتی BLA به سیزده گروه (n=7) تقسیم شدند. بافت¬های BLA برای سنجش تغییرات بیان ژن گیرندههای Orx1و Cb1 استفاده شدند. نمونه¬های بافتی BLA بلافاصله پس از انجام آزمون¬های رفتاری پس کشیدن دم و صفه داغ جمع¬آوری شدند. به دنبال القای ترس ذاتی، تغییرات بیان ژن گیرندههای Orx1و Cb1موجود در BLA با استفاده از تکنیکReal Time-PCR کمی شده (qRT-PCR) ارزیابی شدند. سطح بیان ژن¬های هدف نسبت به ژن کنترل داخلی براساس فرمول 2-ΔCT محاسبه شد. یافتهها: نتایج این مطالعه نشان داد که القای ترس ذاتی با تزریق بیکوکولین به داخل DMH/VMH، سطح بیان ژن گیرندههای Orx1 و Cb1 موجود در BLA را افزایش میدهد. تزریق اورکسین A و AM251(آنتاگونیست انتخابی گیرنده Cb1) به داخل BLA سطح بیان ژن گیرندههای Orx1-ولی نه گیرندههای Cb1- را به دنبال بیدردی ناشی از ترس ذاتی به طور معنی¬داری کاهش داد. همچنین، پیش¬تیمار BLA با SB334867، AM251 و تجویز هم¬زمان SB334867 و AM251 سطح بیان ژن گیرندههای Orx1و Cb1 را به دنبال بیدردی ناشی از ترس ذاتی تغییر نداد. نتیجهگیری: براساس این یافته¬ها می¬توان نتیجه گرفت که القای ترس ذاتی سبب تنظیم افزایشی بیان ژن گیرندههای Orx1و Cb1 موجود در BLAمی¬شود که سبب ایجاد اثر ضددردی می¬گردد. اما، تزریق اورکسین A به داخل BLA بیان ژن گیرندههای Orx1 و Cb1 را کاهش داده و سبب خنثی¬سازی بیدردی ناشی از ترس ذاتی می¬شود. این اثر تعدیلی ممکن است به وسیله گیرنده¬ اورکسین نوع 1 (Orx1R) -که سیستم اندوکانابینوئیدی را فعال می¬کند- میانجی¬گری شود.
ارزیابی تغییرات بیان ژن گیرنده اورکسین نوع 1 و گیرنده کانابینوئید نوع 1 در آمیگدال قاعده ای-جانبی به دنبال القای درد حرارتی و ترس ذاتی در رت های نر
Basolateral nucleus of the amygdala, Orexin type 1 receptor, Cannabinoid type 1 receptor, Thermal pain, Innate fear, Gene expression