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2023

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长时程记忆形成机制研究获进展


来自清华大学,美国冷泉港实验室等处的研究人员揭示出一种α/β核心神经元能作为一道“门”维持长时程记忆形成,而任何能开启这一门控的经历都能有助于形成长时程记忆,这为解析如何形成长期记忆具有重要意义。相关成果公布在Current Biology杂志上。 

  文章的通讯作者是清华大学生命科学学院钟毅教授,钟毅教授早年毕业于清华大学,现任美国冷泉港实验室教授,清华大学教授,教育部长江学者讲座教授。其在清华大学的实验室通过果蝇分子遗传学和行为学的研究,在记忆形成和遗忘分子机制以及人类神经退行性疾病和精神疾病的研究中做出了重要的发现,这些成果已经发表在Cell,PNAS以及J Neurosci等期刊上。

  对于不同经历,我们产生的记忆也是有时强有时弱,有时久有时短,果蝇研究发现对于厌恶嗅觉条件的长时程记忆产生,需要十个间隔重复训练试验,而对于增加食欲的喜好嗅觉条件,则只需要一次试验就能形成长时程记忆。不过即使由于通过方便的遗传操控技术,我们发现了许多与长时程记忆有关的基因和大脑结构,但是找到其中的新元件,并揭示长时程记忆调控的原理,仍然是一个必需且重要的任务。

  在这篇文章中,研究人员发现厌恶嗅觉条件的长时程记忆也可以通过一次试验产生,这要求抑制highwire (hiw)编码的E3泛素连接酶活性,或者激活某种神经元簇中的靶向蛋白,这些神经元簇定位于蘑菇体的 α/β核心区域。hiw(highwire)是一个泛肽连接酶家族的可能成员,这个家族将激活的泛肽连接到失常的蛋白质上,使其降解。

  而且研究人员还发现这些神经元的突触输出对于产生两种情况——厌恶和喜好条件合并的有限训练后间隔具有关键的作用。

  这些研究数据表明,这些α/β核心神经元能作为一道“门”,维持长时程记忆形成,而任何能开启这一门控的经历都能有助于形成长时程记忆。

  钟毅研究组今年还在PNAS杂志上发表文章,证实了一类目前使用的抗癌药物以及几种从前未经测试的合成化合物在果蝇和小鼠两种阿尔茨海默氏症的动物模型中有效地扭转了记忆丧失。

  在以往的研究中,钟毅及其同事在脑细胞表达Aβ-42肽(一种特异蛋白质版本,由42个氨基酸构成,见于阿尔茨海默氏症斑块中)的果蝇中研究了β-淀粉样蛋白相关的记忆丧失。这些果蝇被当做这种疾病模型的部分原因是由于它们表达的Aβ-42是由插入到基因组的人类基因编码。在行为实验中,这种果蝇被证实遭受了与人类阿尔茨海默氏症中所见相似的记忆缺陷。

  新研究则表明由EGFR激活诱导的细胞内信号也在阿尔茨海默氏症患者中所见β-淀粉样蛋白相关记忆丧失的病理学中发挥作用。