"Immunohistochemical characterization of mutant mice with selective ablation of CREB in noradrenergic system(Creb/Crem DBHCre)"

Depresja jest zaburzeniem psychicznym charakteryzującym się ogromną złożonością objawów, wpływającym zarówno na fizyczne, kognitywne jak i emocjonalne funkcje organizmu. Molekularne mechanizmy tej choroby wciąż nie są do końca poznane. Obecne metody leczenia depresji opierają się głównie na modulacji procesów neurotransmisji monoaminergicznej. Badania wykazały, że mechanizmdziałania leków przeciwdepresyjnych często łączy się ze zwiększoną ekspresją białek czynników transkrypcyjnych, w tym białka wiążącego się z elementem odpowiedzi na cAMP (CREB). Czynnik transkrypcyjny CREB okazuje się być zaangażowany zarówno w mechanizm działania leków przeciwdepresyjnych jak i samą chorobę. Przyjmuje się,że ekspresja CREB jest zwiększona w wyniku chronicznej terapii lekami przeciwdepresyjnymi, a podwyższone poziomy tego białka u zwierząt powodują zmniejszenie zachowań o charakterze depresyjnym. Wyniki badań pozostają jednak sprzeczne: nie wszystkie grupy leków zwiększają aktywność oraz poziom CREB. Analiza modeli transgenicznych wykazała, że inaktywacja CREB może wiązać się również z występowaniem przeciwdepresyjnego fenotypu. Badania te charakteryzują jednak pewne ograniczenia: ekspresja CREB została wyłączona w całym organizmie, a nie selektywnie w określonym obwodzie mózgowym. Nie wzięto również pod uwagę kompensującej roli białkowego modulatora odpowiedzi na cAMP (CREM).Celem przeprowadzonych badań była immunohistochemiczna charakterystyka nowatorskiego modelu myszy transgenicznych charakteryzującego się selektywnym i funkcjonalnym usunięciem CREB z układu noradrenergicznego. Eksperymenty przeprowadzono na myszach transgenicznych CrebDBHCre stworzonych poprzez użycie systemu Cre/loxP z ekspresją rekombinazy Cre pod kontrolą promotora β-hydroksylazy dopaminowej (DBH). Aby uniknąć adaptacyjnych efektów spowodowanych kompensacyjną nadekspresją CREM, myszy będące mutantami CREB były utrzymane w tle Crem-/- (CrebDBHCreCrem-/-). Immunohistochemiczna (IHC) analiza potwierdziła selektywność wprowadzonej mutacji. U myszy z linii CrebDBHCreCrem-/- wykazano selektywny brak CREB w miejscu sinawym i komórkach chromochłonnych nadnerczy, przy jednoczesnym braku zmian w innych strukturach mózgu. Nie zaobserwowano wpływu wprowadzonej mutacji na przeżywalność komórek chromochłonnych nadnerczy. U myszy zmutowanych nie zaobserwowano oznak neurodegeneracji, procesów apoptotycznych ani zapalnych co wykazano poprzez barwienia IHC. Wstępne wyniki wskazują na podwyższony poziom ekspresji neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF) w różnych regionach kory mózgowej, co może sugerować istnienie nieznanych nam mechanizmów kompensacyjnych.Myszy z linii CrebDBHCreCrem-/- stanowią ciekawy i nowatorski model genetyczny do badań nad depresją w kontekście układu noradrenergicznego, który stanowi jeden z głównych celów współczesnej terapii przeciwdepresyjnej.

Depression is a common mental disorder affecting many physical, cognitive and emotional functions. The exact molecular mechanisms of depression are still not completely understood. Current treatments of depression are primarily based on the modulation of monoaminergic signal transduction pathways. There have been several attempts to identify a protein that could serve as a convergence point for antidepressant treatment; the prominent example is the cyclic AMP response element binding protein (CREB) transcription factor. CREB appears to be involved in both the mechanisms of action of antidepressants, as well as the disease itself. The generally accepted statement is that CREB is up-regulated by chronic antidepressant treatment and increasing CREBlevels in animal models result in antidepressant-like behaviors. However, the data are not conclusive: not all antidepressants increase CREB levels and activity, and the analysis of transgenic models revealed that inactivation of CREB may also contribute to antidepressant-like phenotype. Nevertheless, these studies possess many drawbacks – the mutation was either targeting CREB not selectively in the brain, or compensatory effects of cAMP response element modulator (CREM) were not taken into consideration.The aim of this study was to characterize the novel transgenic mouse model based upon the selective and functional ablation of CREB restricted only to the noradrenergic system. The experiments were carried out on CrebDBHCre transgenic mice created using the Cre/loxP system with Cre recombinase expression under dopamine β-hydroxylase(DBH) promoter. To avoid adaptive effects because of the compensatory up-regulation of CREM, the conditional CREB mutant mice were maintained with CREM-deficient background (CrebDBHCreCrem-/-).Immunohistochemical (IHC) staining confirmed the selectivity of the introduced mutation. CrebDBHCreCrem-/- mice showed selective lack of CREB in locus coeruleus and adrenal chromaffin cells while no changes in other brain structures were observed. Furthermore, IHC analysis showed no influence of the mutation on the chromaffin cells survival. The mice expressed no signs of inflammatory, apoptotic or neurodegenerativeprocesses as revealed by IHC staining. Preliminary results indicated enhanced expression of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) observed in different regions of cerebral cortex, which might suggest the possible existence of some unknown compensatory mechanisms.The CrebDBHCreCrem-/- mice may represent an interesting novel genetic model to study depression in context of noradrenergic system regarded as one of the main targets of antidepressant therapies.