1. Speaker :Chi-Yuan Chang Advisor : Yn-ho Huang Ph.D.
Limited efficacy of propranolol on the reconsolidation of fear memories
Elizaveta V. Muravieva1 and Cristina M. Alberini1,2,3
1Department of Neuroscience, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029, USA; 2Department of Psychiatry, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029, USA
Limited efficacy of propranolol on the reconsolidation of fear memories
Speaker :Chi-Yuan Chang
Advisor : Yn-ho Huang Ph.D.

2. Introduction 介紹

3. Consolidation Long-lasting memory Labile state Retrieval
McGaugh 2000
由於作者想要研究propranolol對於害怕記憶的治療效果因此
首先介紹記憶的形成過程
前人的研究中發現
記憶的形成從短期記憶的不穩定期經過不斷的重覆到長期記憶後會存在比較久得時間,稱為記憶的鞏固化,
經過在次接觸到相同的情況會使得記憶更加鞏固稱為再鞏固化
Retrieval
Reconsolidation
Consolidation
Nader et al. 2000, Sara 2000

4. Retrieval Reconsolidation Consolidation
Inhibition of protein and RNA synthesis
Blockade of neurotransmitter and hormone receptors
Davis and Squire 1984; Izquierdo and Medina 1997; Kandel 2001
Interfering with the reconsolidation process provides an opportunity for disrupting memories that may contribute to the development of psychiatric disorders such as post-traumatic stress disorder (PTSD) or addiction.
過去的研究發現可以利用抑制蛋白質以及RNA的合成 或阻斷神經傳導物質或荷爾蒙受器的方法來干擾記憶的再鞏固化
把這種方法用在害怕記憶的話,干擾害怕記憶的再鞏固化可能可以用來治療一種疾病叫PTSD,尤其是阻斷glucocorticoid or B-adrenergic receptors
PTSD是創傷後壓力症候群,就是人在遭受到重大創傷之後可能會經由接觸到造成他創傷的相似情況而回憶起當時的害怕記憶
(Dudai 2006; Diergaarde et al. 2008; Taylor et al. 2009)
Particular attention has been given to blockers of stress hormones, including antagonists of glucocorticoid or B-adrenergic receptors.

5. We previously reported that the glucocorticoid receptor antagonist RU38486 persistently disrupts inhibitory avoidance (IA) memory retention if administered either in the amygdala or systemically immediately following retrieval.
Thus, we were interested in investigating the potential synergistic effect of blocking both glucocorticoid and B-adrenergic receptors.
Several studies from other laboratories have investigated the effect of the B-adrenergic receptor antagonist propranolol on fear memories, but reported conflicting conclusions.
(Tronel and Alberini 2007; Taubenfeld et al. 2008)
由於可以利用抑制蛋白質以及RNA的合成 或阻斷神經傳導物質或荷爾蒙受器的方法來干擾記憶的再鞏固化
和PTSD較有關的,作者先前的研究發現葡萄糖皮質素受體的結抗劑RU38486能借由阻斷荷爾蒙受器的方法能干擾害怕記憶
因此作者想研究阻斷葡萄糖皮質素以及阻斷B腎上腺素受體的協同作用影響
許多其他的實驗室在研究B腎上腺素受體的結抗劑propranolol對於害怕記憶的影響,但是結果是受爭議的
因此propranolol對於害怕記憶的治療效果有人支持有人反對

6. Aim
It remains to be established whether propranolol interferes with the reconsolidation of fear memories at large.
Retrieval
Reconsolidation
Consolidation
所以這篇作者就是想要問propranolol這種藥物是否能干擾不同方式所造成的害怕記憶的再鞏固化
因為若能干擾不同類型的害怕記憶的再鞏固化或許就能成為一種治療PTSD的新方法
Propranolol
Interfering with the reconsolidation process provides an opportunity for disrupting memories that may contribute to the development of psychiatric disorders such as post-traumatic stress disorder (PTSD) or addiction.
(Dudai 2006; Diergaarde et al. 2008; Taylor et al. 2009)

7. Materials and Methods
材料與方法

8. Animals Long evans adult male rats Weight 250~350 g
12-h light-dark cycle
Experiment 9 AM~6 PM
作者把動物誘發出類似PTSD的症狀 並給予propranolol來看看propranolol的治療效果
本篇作者使用成年公的大鼠來進行實驗
體重250~350g
12小時光照12小時黑暗
實驗在早上9點到晚上6點間進行的

9. Inhibitory avoidance (IA)
Training
由於要研究不同方式所造成的的害怕記憶,因此作者使用了不同方式所造成的害怕記憶的實驗方法來進行研究,他參考了許多前人的實驗方法,首先介紹Inhibitory avoidance以下簡稱 IA,它的設計就是一個箱子隔成2個房間,其中一間是亮的一間是暗的,在暗的那間中的地板上設置電極,之後把老鼠放入亮的房間裡,依老鼠的習性牠會往暗的房間跑,當牠跑到暗的房間後,門會關閉,之後地板上的電極會通電,使牠對於暗的房間產生害怕的記憶,隔一段時間之後再進行同樣的實驗,把牠放進同樣的實驗箱子裡,測量牠從放入到走進暗房間的時間來了解牠的害怕程度,這段時間稱為Latency,latency的時間越長代表害怕程度越高,Latency越短代表害怕程度越低,作者就是根據Latency的長短來判斷老鼠害怕的程度
Test
Latency

10. Fear conditioning (FC)
Freezing
Context A
Context test
Context A
Context A
Freezing
Training
而另一種實驗方法是Fear conditioning 以下簡稱FC,它的設計就是在一個箱子中地板上佈滿電極,把老鼠放入後給予牠足部電擊,每次通電前給牠一個CUE(暗示)本文是用聲音,使牠把被電的害怕記憶跟CUE做聯結,讓牠以後接受到CUE就會產生害怕的反應,動物在害怕時會有一小段時間靜止不動稱為Freezing,作者測量這段Freezing的時間來了解老鼠害怕的程度
Context B
Cue test

11. Results 結果

12. Question:
Propranolol administrated systemically immediately after retrieval has effect on IA memory regardless of the footshock intensity used during training ?
首先作者想要看看Propranolol 對於IA實驗中不同電流強度的影響

13. IA
Propranolol administrated systemically immediately after retrieval has no effect on IA memory regardless of the footshock intensity used during training
作者一開始使用較強的電流 ……之後作者覺得可能電流強度太大而把電流調小看看 後來發現…….
在IA的實驗中作者測試了不同電流強度測量Latency後,發現不同電流強度對於害怕的程度沒有顯著的關聯性
實驗結果發現Propranolol對於IA的實驗不論電流強度多少都無法減少害怕記憶的再鞏固化
Fig. 1

14. Question:
Propranolol administered systemically 30 min before retrieval affects reconsolidation of IA ?
因為前面測試不同電流強度的IA實驗都是在TESE1(也就是retrieval)後注射,所以接下來作者想要看看在TEST1前注射, Propranolol 是否影想IA實驗中害怕記憶的reconsolidation

15. IA
Propranolol administered systemically 30 min before retrieval affects retrieval but not reconsolidation of IA
在圖D中可以發現在TEST1前30分中注射propranolol 後進行test 發現在TEST1當下propranolol 組的 Latency 明顯低於control組 , 顯示propranolol組當下的害怕程度有降低 , 但TEST2的 則2組沒有明顯差異, TEST1 也就相當於記憶形成過程中的Retrieval , TEST2 相當於Reconsolidation 之後的測試 因此作者認為,propranolol只對Retrieval當時的害怕程度有影響,而對Reconsolidation 則沒有影響
Propranolol對於IA實驗中retrieval 當下的害怕程度有降低的效果但對於IA實驗的再鞏固化則沒有影響
Fig. 1

16. Question:
Propranolol administered systemically after retrieval disrupts cued and contextual FC reconsolidation ?
因為前面的實驗發現propranolol對於iA的reconsolidation沒有影響
所以接下來作者想要看看Propranolol 能否干擾FC實驗中害怕記憶的reconsolidation

17. A B B A B A A A FC B B A
Propranolol administered systemically after retrieval disrupts both cued and contextual FC reconsolidation: Effect of retrieval modality A B A A
Fig. 2
在FC的實驗中發現不論是CUE RA或context RA 兩組在注射propranolol 48hr後進行TEST 相較於control組 都能有效降低fear memory
圖A是使用CUE RA 在注射後48hr進行TEST 發現兩組有顯著差異 TEST1之後再過48hr再進行TEST2發現兩組也有顯著差異
圖B是使用CONTEXT RA在注射後48hr進行TEST 發現兩組有顯著差異 TEST1之後再過48hr再進行TEST2發現兩組並沒有顯著差異
圖C沒有RA 沒有顯著差異
圖D 沒有RA 而是使用novel context 沒有顯著差異
Propranolol對於FC實驗中cued reactivation和 contextual reactivation兩組的害怕記憶再鞏固化都有降低的效果
FC實驗結果中發現在retrieval時注射propranolol能夠干擾害怕記憶的 reconsolidation

18. Propranolol disrupts freezing and inhibitory avoidance memory ?
Question:
Propranolol disrupts freezing and inhibitory avoidance memory ?
剛的實驗發現propranolol對於IA 的reconsolidation沒有影響但對FC的reconsolidation有影響 ,所以接著作者想要看看 是否propranolol會影響Freezing但不影響IA實驗的害怕記憶 ,因此作者 把IA實驗結合CUE 看Propranolol 是否會對害怕記憶產生影響

19. Inhibitory avoidance (IA)+Cue
Training
Cue test
IA test
Latency
Freezing
Context B

20. Propranolol disrupts freezing but not inhibitory avoidance memory
Fig. 3 B
接著作者進行了IA的實驗但這次實驗在training時 足部電擊時同時給予一個tCUE(tone) 發現TEST1和TEST2都沒有顯著差異 但在CUE TEST時卻有顯著差異
接著作者想要看看提高電流強度是否會使freezing的程度增加,因此他把電流從0.6mA調到0.9mA,結果 也是和0.6mA相似的結果 因此和電流強度無關
因此propranolol會影響freezing但不影響IA實驗的害怕記憶,
Propranolol disrupts freezing but not inhibitory avoidance memory

21. IA FC IA+CUE CUE RA Context RA 0.6mA 0.25mA 0.6mA 0.9mA 0.6mA 0.9mA
Before Retrieval
After Retrieval
CUE RA
Context RA
0.6mA
0.25mA
0.6mA
0.9mA
這是以上實驗流程的總整理 再回故一下實驗流程
0.6mA
0.9mA
Latency
Freezing
Latency
Freezing

22. Conclusion & Discussion討論

23. Conclusion
The efficacy of systemic administration of propranolol in disrupting the reconsolidation of fear memories is not general, but limited to some types of fear memories.
結論就是propranolol並不是對於不同類型的害怕記憶的再鞏固化都有干擾效果 像是剛剛的IA實驗的reconsolidation就沒影響 而FC實驗的reconsolidation就有影響

24. results show that propranolol administered after retrieval does not affect the reconsolidation of IA, whereas as also shown by previous authors
(Debiec and LeDoux 2004; Abrari et al. 2007)
實驗結果顯示propranolol 對IA實驗的reconsolidation沒有影響,這個結果和前人的研究是相符合的

25. Our data on the effect of propranolol on auditory FC confirm previous results obtained by Debiec and LeDoux (2004)
實驗結果顯示propranolol 對FC實驗的reconsolidation有影響,這個結果和前人的研究是相符合的

26. A previous study from Przybyslawski et al
A previous study from Przybyslawski et al. (1999), who also used systemic administration of propranolol similar to that employed in our experiments (10 mg/kg, i.p. immediately after reactivation by testing), concluded that propranolol disrupts the reconsolidation of IA. IA
Place two paws
Place four paws
footshock
0.25mA
0.25~0.9mA
inject
Brain
Blood
然而在先前的研究中有人的結果發現propranolol會影響IA實驗的reconsolidation 和這次的實驗結果不同,
作者認為其原因在於前人的研究和作者的研究的實驗方法不同,
1前人的研究中IA的實驗的TEST 從亮房到暗房的 latency是到老鼠有2隻腳進入暗房間中就算 , 而作者的實驗則是四隻腳都進入暗房間才算
2前人的研究是使用0.25mA而已,而作者的研究是使用0.25~0.9mA,作者認為前人的研究只用0.25mA的電流太小了不足以讓老鼠產生害怕記憶

27. Thanks for your attention!