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研究表明形成長(zhǎng)期記憶的確很“燒腦”

2024年03月29日08:40 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

最近,美國(guó)阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院研究人員發(fā)現(xiàn),如果沒(méi)有DNA損傷和腦部炎癥,就無(wú)法形成長(zhǎng)期記憶。這一令人驚訝的發(fā)現(xiàn)28日在線發(fā)表于《自然》雜志。

研究人員表示,大腦神經(jīng)元發(fā)炎通常被認(rèn)為是一件壞事,因?yàn)樗赡軙?huì)導(dǎo)致阿爾茨海默病和帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)問(wèn)題。但新發(fā)現(xiàn)表明,大腦海馬體某些神經(jīng)元炎癥對(duì)于形成持久記憶是必不可少的。刺激會(huì)在特定的海馬體神經(jīng)元中引發(fā)DNA損傷和修復(fù)循環(huán),從而導(dǎo)致穩(wěn)定的記憶組合,即代表人們過(guò)去經(jīng)歷的腦細(xì)胞簇。

研究人員通過(guò)給予小鼠短暫、溫和的電擊,使其形成對(duì)電擊事件的記憶(情節(jié)記憶),從而發(fā)現(xiàn)了這種記憶形成機(jī)制。然后,他們分析了海馬體的神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)參與重要炎癥信號(hào)通路的基因已被激活。

研究人員觀察到Toll樣受體9(TLR9)通路相關(guān)基因的強(qiáng)烈激活。這種炎癥通路可通過(guò)檢測(cè)病原體DNA小片段來(lái)觸發(fā)免疫反應(yīng),因此一開始,研究人員假設(shè)TLR9通路被激活是因?yàn)樾∈笫艿搅烁腥尽5屑?xì)地觀察后,他們驚訝地發(fā)現(xiàn),TLR9只在顯示出DNA損傷的海馬體神經(jīng)細(xì)胞簇中被激活。

大腦活動(dòng)通常會(huì)導(dǎo)致DNA微小斷裂,這些斷裂在幾分鐘內(nèi)就會(huì)修復(fù)。但在這群海馬體神經(jīng)元中,DNA損傷似乎更嚴(yán)重、更持久。

進(jìn)一步分析表明,DNA損傷產(chǎn)生的其他分子從細(xì)胞核中釋放出來(lái),之后神經(jīng)元的TLR9炎癥通路被激活;這一途徑反過(guò)來(lái)又刺激DNA修復(fù)復(fù)合體在一個(gè)不尋常的位置形成,即中心體。中心體存在于大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中,對(duì)于協(xié)調(diào)細(xì)胞分裂至關(guān)重要。但在不會(huì)分裂的神經(jīng)元中,受刺激的中心體參與了DNA修復(fù)的周期,似乎是將單個(gè)神經(jīng)元組織成記憶組件。

重要的是,研究人員還發(fā)現(xiàn),阻斷海馬體神經(jīng)元中的TLR9炎癥通路不僅會(huì)阻止小鼠形成長(zhǎng)期記憶,還會(huì)導(dǎo)致基因組嚴(yán)重不穩(wěn)定,即這些神經(jīng)元中DNA損傷的頻率很高;蚪M不穩(wěn)定被認(rèn)為是衰老、癌癥以及阿爾茨海默病等精神和神經(jīng)退行性疾病的標(biāo)志。

(責(zé)編:孫紅麗、楊迪)