Nat Neur：揭示短期记忆转长期记忆分子机制 mTO肌动蛋突触

旅行家

Nat Neur：揭示短期记忆转长期记忆分子机制

2013-3-18 22:36:26

关键词： 长期记忆 分子机制 新蛋白



在参加一次不太熟悉的聚会时，人们会彼此介绍互相认识，结交一些新朋友。对那些只有一面之缘的，你可能很快就会忘记，但如果三番两次遇到同一个人，你就很可能记住他的名字。因为你的大脑已经把他的“介绍”从短期记忆变成了长期记忆。那么从短期记忆变成长期记忆的分子机制又是什么呢？

50年前，神经科学家就已知道，形成长期记忆取决于神经元合成新蛋白的能力。

而最近，一个由美国贝勒医学院（BCM）、休斯敦大学等单位研究人员组成的小组发现，哺乳动物体内有一种叫做mTORC2的分子，是把短期记忆转变为长期记忆的关键。相关论文发表在最近的《自然·神经科学》(Nature Neuroscience) 杂志上。

合成新蛋白形成长期记忆

“记忆巩固是个基本过程。”论文作者、BCM神经科学副教授毛罗·科斯塔-马蒂奥利说，“记忆是我们个体身份的核心。人们能长期记住各种人物、地点、时间，有些记忆甚至保持一生。理解了记忆是在大脑中存储的精确机制，就有望开发出治疗记忆减退的新方法。”

新研究发现了一种记忆存储的新机制：mTORC2能通过调节肌动蛋白纤维来调控记忆的形成，肌动蛋白是神经元结构的重要组成部分。“这些肌动蛋白纤维能长期改变突触力度，最终形成长期记忆。” 论文第一作者、BCM研究生黄威说。

进化中保留的mTORC2功能

mTORC2是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2的简称。mTOR是一种蛋白激酶，是调节细胞生长和增殖的重要信号转导分子，TOR是雷帕霉素标靶，雷帕霉素常用于抑制组织的移植排斥，还有某些抗癌作用。而mTORC2是雷帕霉素不敏感复合体。

在实验中，研究人员通过基因工程培养了小鼠模型，关闭了它们海马回（记忆形成的关键脑区）及其周围脑区中的mTORC2，发现这些小鼠能形成正常的短期记忆，但却无法形成新的长期记忆。同样，人类海马回如果受到损伤也会出现类似情况。

研究人员还发现，mTORC2的这一功能很可能是在进化中保留下来的，可能与人类也有关系。如缺乏mTORC2的小鼠、缺乏mTORC2的果蝇，都表现出了长期记忆存储方面的缺陷。休斯顿大学行为生物学研究所主管格雷格·罗曼用果蝇进行了类似实验。“5亿年前，果蝇和小鼠有着共同的祖先。这显然表明，mTORC2在记忆调控中的作用确实被保留了下来。”罗曼说。

调制“记忆鸡尾酒”

在一定程度上，用工业方法生产“聪明药”堪称记忆神经科学领域的“圣杯”。我们已经识别出能促进长期记忆形成的分子，“因此我们想知道，如果打开mTORC2分子或者促动肌动蛋白聚合，能否使形成长期记忆变得更容易？”论文合著者、BCM神经科学副教授朱平军（音译）说。

研究小组发现了两种提高记忆的药物。其中一种小分子（药物）能激活mTORC2使肌动蛋白聚合，由此不仅能增强神经元之间突触连接的力度，还能促进长期记忆形成；而另一种药物能直接促进肌动蛋白聚合，使形成长期记忆更容易。

但它们能否用在人类身上，是否真能提高人们的记忆，还难以过早定论。研究人员指出，他们的短期目标是发现人类认知紊乱疾病，如老年病或老年痴呆症，在这些疾病中都存在mTORC2有活动机能障碍。研究如果恢复了mTORC2机能，能否让受损的记忆功能也恢复正常。单独一个小分子可能无法做到这一点，但如果把许多小分子结合起来，提高记忆形成中的不同方面，就可能有效治疗认知紊乱。

科斯塔-马蒂奥利说：“我们应该考虑一种有效的‘记忆鸡尾酒’疗法，而不是一颗‘记忆药丸’，单独一种分子可能是不够的。在开发出确定的疗法之前，可能还要再等几年。但我认为，这条路的方向是正确的。”

http://www.nature.com/neuro/jour ... t/full/nn.3351.html