Cell Rep:诺奖得主发表研究：如何逆转小鼠的记忆衰退
2018-10-26 佚名 中国生物技术网
近日，美国哥伦比亚大学的一项小鼠研究揭示了自然生成的骨激素如何逆转衰老大脑中记忆损失的细节。这些关于骨钙素的发现促使研究人员进一步探究记忆背后的分子机制，以及如何操纵这种机制来改善记忆。同时，该研究还为影响身体的生活方式变化（如运动）如何对大脑产生积极影响提供了新的见解。
近日，美国哥伦比亚大学的一项小鼠研究揭示了自然生成的骨激素如何逆转衰老大脑中记忆损失的细节。这些关于骨钙素的发现促使研究人员进一步探究记忆背后的分子机制，以及如何操纵这种机制来改善记忆。同时，该研究还为影响身体的生活方式变化（如运动）如何对大脑产生积极影响提供了新的见解。
这项研究由大名鼎鼎的诺贝尔奖得主Eric R. Kandel教授领导的研究团队完成，研究成果已于10月23日发表在《Cell Reports》上。
Kandel教授是因使用海兔研究学习和记忆机制而获得2000年获诺贝尔生理学或医学奖。他说：“几乎所有人都会在其一生中经历与年龄相关的记忆丧失，因此了解其原因并找到缓解记忆衰退的方法尤为重要。通过这项研究，我们不但详细理解了与年龄相关的记忆丧失是如何开始于大脑的，并且还发现骨钙素能与大脑中的关键蛋白质相互作用以增强记忆。”
Eric R. Kandel
多年来，记忆丧失都被视为一种单一的障碍。但是科学家们已经开始意识到并非所有形式的记忆丧失都是相同的。
阿尔茨海默病以不同于与年龄相关记忆丧失的方式改变大脑。后者是一种比较温和但更加常见的记忆障碍。虽然阿尔兹海默症和与年龄相关的记忆丧失都影响海马体（大脑的学习和记忆中枢），但是它们却作用于海马体中完全不同的区域。
Kandel教授说：“阿尔兹海默症开始于大脑中一个叫做内嗅皮质的区域，它位于海马体底部。与之相反，与年龄相关的记忆丧失开始于海马体本身，在一个叫做齿状回的区域。”
小鼠大脑的齿状回 图片来源：Stylianos Kosmidis/Kandel lab/Columbia’s Zuckerman Institute
2013年，Kandel博士和他的团队发现了这两种记忆障碍之间的另外一种区别：RbAp48蛋白的缺乏是导致与年龄相关记忆丧失的一个重要因素，对于阿尔兹海默症来说则不是。研究还表明，RbAp48水平会随着年龄增长而下降，无论是对于小鼠还是人类都是如此。研究人员发现，这种下降作用是可以被抵消的，当他们通过人工手段提升衰老小鼠齿状回中的RbAp48水平时，小鼠的记忆得到了改善。
去年，研究人员发现了另一种改善小鼠记忆的方式。通过与哥伦比亚大学Irving医学中心的Gerard Karsenty教授合作，科学家们发现，骨钙素(通常由骨细胞释放的激素)的注入会对记忆产生积极作用。
这项最新的研究将骨钙蛋白与RbAp48结合在一起，表明记忆改善的关键驱动因素在于这些分子之间的相互作用。在一系列的分子和行为实验中，研究团队发现，RbAp48可以控制BDNF和GPR158的表达水平。这两种蛋白质均受骨钙素调节。这一连串事件似乎非常关键，如果RbAp48的功能被抑制了，那么注入骨钙素也不会对小鼠的记忆有任何影响。骨钙素需要RbAp48来启动这个过程。
这种复杂的分子信号序列与阿尔兹海默症中的情况完全不同。Kandel博士说：“这是迄今为止最明确的证据，表明年龄相关的记忆丧失与阿尔兹海默症是完全不同的疾病。”
这些发现再次证实避免或治疗与年龄相关记忆丧失的最好方法就是运动。Karsenty教授团队的小鼠研究表明，适度的运动，比如健步走，就能触发体内骨钙素的释放。
Kandel认为，随着时间推移，骨钙素可能会到达大脑，并在大脑中与RbAp48相遇，最终对大脑和记忆产生长期的积极影响。
Kandel博士说：“这个观点带来了另一个我们迫切想要探究的问题，即衰老的身体如何影响衰老的大脑，这种影响是可逆的吗？我们最近的这些发现并没有结束，它们只是个开始。”
原始出处：Stylianos Kosmidis, Alexandros Polyzos, Lucas Harvey, et al. RbAp48 Protein Is a Critical Component of GPR158/OCN Signaling and Ameliorates Age-Related Memory Loss. Cell Rep. Oct. 23, 2018
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