為開發逆轉記憶缺失新療法鋪平了道路
英國布里斯托大學研究人員近日在《神經回路前沿》期刊上發表論文稱,他們確認了一種關鍵分子,可以誘發大腦中記憶形成的化學過程,其對大腦分子記憶開關的控制是形成記憶的一個關鍵步驟。相關研究為開發逆轉記憶缺失的療法提供了一種新的思路。
記憶是如何形成的,是有關人腦的眾多謎題之一。過去的研究表明,記憶的形成有賴于大腦內突觸連接、溝通的增強,即所謂的長時增強效應(LTP)。該效應始于這樣一個化學過程:當鈣進入大腦細胞內部時,會激活CaMKⅡ蛋白,這種蛋白一旦被激活,則會觸發其自我激活開關,在鈣流失后依然能夠保持活性。CaMKⅡ蛋白的這種保持自我激活的特殊能力,被稱作是“分子記憶開關”。而問題是,到底是什么觸發了大腦內的這一化學過程,從而使我們能夠學習并形成長期記憶,則一直沒有弄清楚。
英國布里斯托大學的研究人員利用先進的分子遺傳技術,通過實驗對果蠅的記憶形成過程進行了分析,最終確認,一種名為CASK的基因能夠誘發大腦中記憶形成的化學過程,是調控記憶開關的關鍵分子。
在實驗中,研究人員利用兩種氣味來測試果蠅的學習和記憶能力。當果蠅選擇其中一種氣味后,會受到輕微的懲罰,如選擇另一氣味,則平安無事。結果90%的果蠅都能夠學會進行正確選擇,遠離使其遭受懲罰的氣味。而經過五次“教訓”之后,果蠅會在24小時到一周的時間內都會記得要遠離這種氣味。對于只有幾個月壽命的果蠅來說,這個記憶期已是相當之長了。
研究人員發現,如果缺少了CASK基因,果蠅則會出現記憶障礙,雖然它們的學習能力和短期記憶能力依舊,但無法形成中期記憶(3個小時)和長期記憶(24個小時)。進一步實驗表明,在向缺少CASK基因的果蠅體內注入人類CASK基因副本(與果蠅CASK基因具有80%相似度)之后,這些果蠅就能夠像正常的果蠅一樣開始記住東西了。
論文的主要作者、布里斯托大學的詹姆斯·霍奇博士指出,CASK基因對于CaMKⅡ分子記憶開關的控制,是人腦內形成記憶的一個關鍵步驟,這一發現不僅為開發逆轉記憶缺失的新療法鋪平了道路,同時也證明,果蠅模型具有很好的相容性,對研究與記憶有關的疾病和新藥開發都具有很好的借鑒作用。而相關研究工作,也為理解人腦的進化模式提供了一個有益的視角。
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