Effect of sleep deprivation on firing activity of hippocampal parvalbumin-expressing interneurons associated with trace eyeblink conditioning

ZHAN Yue; LI Rongrong; ZHANG Jie; LI Hongli

doi:10.16016/j.2097-0927.202501016

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Effect of sleep deprivation on firing activity of hippocampal parvalbumin-expressing interneurons associated with trace eyeblink conditioning

Monographic Reports | 更新时间：2025-02-27

- Effect of sleep deprivation on firing activity of hippocampal parvalbumin-expressing interneurons associated with trace eyeblink conditioning
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 4, Pages: 307-317(2025)
- 作者机构：
  
  1.陆军军医大学基础医学院：，基础医学教学实验中心
  2.陆军军医大学基础医学院：，组织胚胎学教研室
  3.陆军军医大学基础医学院：，生理学教研室
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  the National Natural Science Foundation for Young Scholars of China(82101561);the General Project of Natural Science Foundation of Chongqing(CSTB2023NSCQ-MSX0905)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202501016
  CLC： R322.81;R338.1;R338.8
- Received：06 January 2025，
  
  Revised：15 January 2025，
  
  Published：28 February 2025
- 稿件说明：
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詹悦,李容瑢,张洁,等.睡眠剥夺对海马PV中间神经元痕迹性眨眼条件反射相关放电活动的影响[J].陆军军医大学学报,2025,47(04):307-317.

ZHAN Yue,LI Rongrong,ZHANG Jie,et al.Effect of sleep deprivation on firing activity of hippocampal parvalbumin-expressing interneurons associated with trace eyeblink conditioning[J].J Army Med Univ,2025,47(04):307-317.
詹悦,李容瑢,张洁,等.睡眠剥夺对海马PV中间神经元痕迹性眨眼条件反射相关放电活动的影响[J].陆军军医大学学报,2025,47(04):307-317. DOI：10.16016/j.2097-0927.202501016.

ZHAN Yue,LI Rongrong,ZHANG Jie,et al.Effect of sleep deprivation on firing activity of hippocampal parvalbumin-expressing interneurons associated with trace eyeblink conditioning[J].J Army Med Univ,2025,47(04):307-317. DOI：10.16016/j.2097-0927.202501016.

摘要

‍

目的

研究睡眠剥夺对小鼠海马小清蛋白阳性中间神经元（Parvalbumin-expressing interneuron， PV-IN）在痕迹性眨眼条件反射（Trace eyeblink conditioning，tEBC）训练过程中和恢复性睡眠期间峰电位发放活动的影响。

方法

15只PV-Cre小鼠随机分为睡眠剥夺组（

=8）和对照组（

=7）。2组小鼠均接受连续5 d的行为训练。睡眠剥夺组小鼠每天tEBC训练后进行1.5 h的睡眠剥夺，之后再被允许进行1.5 h的恢复性睡眠。对照组小鼠则在tEBC训练后允许自由睡眠。利用多通道记录和光遗传学刺激技术，在体条件下标记海马PV-IN。

结果

睡眠剥夺组小鼠的条件性眨眼反应（Conditioned eyeblink response， CR）发生率并未随训练日的增加而增加（

0.05）。在第3~5训练日，睡眠剥夺组小鼠CR发生率显著低于对照组小鼠（

0.05）；与对照组相比，睡眠剥夺组小鼠海马PV-IN在tEBC训练过程中被条件刺激（Conditioned stimulus， CS）所诱发的放电增强反应显著更低（

0.05）；与训练前睡眠期相比，睡眠剥夺组小鼠海马PV-IN在恢复性睡眠期尖波涟漪波振荡发生时的峰电位发放显著增强（

0.05），且增强效应显著高于对照组（

0.05）；睡眠剥夺对海马非PV中间神经

元在tEBC训练过程中和恢复性睡眠期间峰电位发放活动的影响均不显著（

0.05）。

结论

睡眠剥夺对海马 PV-IN 在tEBC训练过程中和恢复性睡眠期间放电反应有着双重影响，这可能是睡眠剥夺引起tEBC记忆形成和巩固障碍的细胞活动机制。

Abstract

Objective‍　‍To investigate the effects of sleep deprivation on the firing activity of hippocampal parvalbumin-expressing interneuron (PV-IN) of mice during trace eyeblink conditioning (tEBC) training and during recovery sleep. Methods‍　‍A total of 15 PV-Cre mice were randomly assigned into a sleep deprivation group (

=8) and a control group (

=7). After daily tEBC training

the sleep deprivation group experienced 1.5 h of sleep deprivation followed by 1.5 h of recovery sleep

and the control group mice were allowed to sleep freely

for 5 consecutive days. Multichannel recording and optogenetic techniques was applied to identify the hippocampal PV-IN

in vivo

. Results‍　‍The sleep deprived mice failed to show significant increase in the incidence of conditioned eyeblink response (CR) across 5 training days (

0.05). On training days 3~5

the CR incidence was significantly lower in the sleep deprived mice than the control mice (

0.05). The enhancement of conditioned stimulus (CS)-evoked firing activity in hippocampal PV-INs during tEBC training was significantly lower in the sleep deprived mice when compared to the control mice (

0.05). The sleep deprived mice obtained notably strengthened firing activity of hippocampal PV-INs peri sharp wave ripple events during recovery sleep period when compared with the pre-training sleep period (

0.05)

and the enhancement was remarkably greater than that in the control mice (

0.05). Sleep deprivation had no obvious effects on the firing activity of hippocampal non PV-IN during either tEBC training or recovery sleep (

0.05). Conclusion‍　‍Sleep deprivation pro

duces dual effects on the firing activities of hippocampal PV-INs during tEBC training and recovery sleep. These effects may be the cellular mechanisms of tEBC memory formation and consolidation disorders caused by sleep deprivation.

关键词

Keywords

references

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