侵權(quán)投訴
訂閱
糾錯(cuò)
加入自媒體

制造長(zhǎng)期記憶需要神經(jīng)細(xì)胞的損傷

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)沒有 DNA 損傷和腦部炎癥就無法制造長(zhǎng)期記憶。

阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院

3月27日消息

阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院(Albert Einstein College of Medicine,Einstein)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),正如不打破雞蛋就做不出蛋卷一樣,沒有 DNA 損傷和腦部炎癥就無法制造長(zhǎng)期記憶。他們令人驚訝的發(fā)現(xiàn)近日發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。

研究于2024年3月27日發(fā)表在《Nature》(最新影響因子:64.8)雜志上

腦部神經(jīng)元的炎癥通常被認(rèn)為是一件壞事,因?yàn)樗赡軐?dǎo)致諸如阿爾茨海默病和帕金森病等神經(jīng)問題,” 該研究的領(lǐng)導(dǎo)者 Jelena Radulovic 博士說,她是醫(yī)學(xué)博士、Dominick P. Purpura 神經(jīng)科學(xué)系的教授、精神病學(xué)和行為科學(xué)教授,以及愛因斯坦醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)的 Sylvia 和 Robert S. Olnick 主席, “但是我們的研究結(jié)果表明,大腦海馬區(qū)某些神經(jīng)元中的炎癥對(duì)于制造持久記憶至關(guān)重要。

 

長(zhǎng)期以來,海馬體一直被認(rèn)為是大腦的記憶中心。Radulovic 博士和她的同事們發(fā)現(xiàn),刺激會(huì)引發(fā)海馬體中某些神經(jīng)元內(nèi)的 DNA 損傷和修復(fù)循環(huán),從而導(dǎo)致穩(wěn)定的記憶組裝——代表我們過去經(jīng)歷的腦細(xì)胞群集。Elizabeth Wood 是一名博士生, Ana Cicvaric 是 Radulovic 實(shí)驗(yàn)室的一名博士后研究員,她們是愛因斯坦醫(yī)學(xué)院這項(xiàng)研究的第一作者。

這張圖片展示了在學(xué)習(xí)過程中神經(jīng)元細(xì)胞核內(nèi)因DNA損傷而釋放的片段:DNA(中心右側(cè)的大白點(diǎn))、組蛋白(紫色)和轉(zhuǎn)錄因子(紅色和綠色)

從沖擊到穩(wěn)定記憶

研究人員通過給小鼠短暫、輕微的足以形成沖擊事件記憶(情景記憶)的沖擊,發(fā)現(xiàn)了這種記憶形成機(jī)制。然后,他們分析了海馬體區(qū)域的神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)參與重要炎癥信號(hào)通路的基因已被激活。

“我們觀察到 Toll 樣受體 9(TLR9)通路中涉及的基因被強(qiáng)烈激活,” Radulovic 博士說,她也是蒙特菲奧雷愛因斯坦精神病學(xué)研究所(Psychiatry Research Institute at Montefiore Einstein ,PRIME)的所長(zhǎng),“這種炎癥通路最為人所知的是通過檢測(cè)病原體 DNA 的小片段來觸發(fā)免疫反應(yīng)。所以,我們最初假設(shè) TLR9 通路被激活是因?yàn)樾∈蟾腥玖四撤N疾病。但是,經(jīng)過更仔細(xì)的觀察,我們驚訝地發(fā)現(xiàn),TLR9 僅在顯示 DNA 損傷的海馬體細(xì)胞群中被激活。”

大腦活動(dòng)通常會(huì)導(dǎo)致 DNA 出現(xiàn)小的斷裂,但這些斷裂會(huì)在幾分鐘內(nèi)修復(fù)。但是,在海馬體神經(jīng)元中,DNA 損傷似乎更為嚴(yán)重且持續(xù)存在。

記憶形成過程中上調(diào)的基因和通路

觸發(fā)炎癥以形成記憶

進(jìn)一步的分析表明,DNA 片段以及其他由 DNA 損傷產(chǎn)生的分子從細(xì)胞核中釋放出來,之后神經(jīng)元的 TLR9 炎癥通路被激活,這條通路轉(zhuǎn)而刺激 DNA 修復(fù)復(fù)合物在異常位置形成:即中心體。這些細(xì)胞器存在于大多數(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。但在不分裂的神經(jīng)元中,受刺激的中心體參與了 DNA 修復(fù)循環(huán),這些循環(huán)似乎將單個(gè)神經(jīng)元組織成記憶組裝體

“數(shù)百萬年來,細(xì)胞分裂和免疫反應(yīng)在動(dòng)物生命中高度保守,使生命能夠繼續(xù),同時(shí)提供免受外來病原體侵害的保護(hù),” Radulovic 博士說,“在進(jìn)化過程中,海馬體神經(jīng)元似乎已經(jīng)通過結(jié)合免疫反應(yīng)的 DNA 感應(yīng) TLR9 通路和 DNA 修復(fù)中心體功能,采用了這種基于免疫的記憶機(jī)制,從而在不進(jìn)展到細(xì)胞分裂的情況下形成記憶。

抵制無關(guān)信息的輸入

完成炎癥過程所需的一周內(nèi),發(fā)現(xiàn)小鼠的記憶編碼神經(jīng)元在各個(gè)方面都發(fā)生了變化,包括變得對(duì)新的或類似的環(huán)境刺激更具抵抗力。“這一點(diǎn)值得注意,” Radulovic 博士說,“因?yàn)槲覀儾粩啾恍畔⒀蜎],而編碼記憶的神經(jīng)元需要保留它們已經(jīng)獲得的信息,并且不被新的輸入‘分散注意力’。”

重要的是,研究人員發(fā)現(xiàn),阻斷海馬體神經(jīng)元中的 TLR9 炎癥通路不僅阻止了小鼠形成長(zhǎng)期記憶,還導(dǎo)致了嚴(yán)重的基因組不穩(wěn)定性,即這些神經(jīng)元中 DNA 損傷的頻率很高

基因組不穩(wěn)定性被認(rèn)為是加速衰老以及癌癥和精神及神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默。的標(biāo)志,” Radulovic 博士說,“已經(jīng)有人提出使用抑制 TLR9 通路的藥物來緩解長(zhǎng)新冠的癥狀。但需要謹(jǐn)慎行事,因?yàn)橥耆种?TLR9 通路可能會(huì)帶來顯著的健康風(fēng)險(xiǎn)。”

創(chuàng)立于1953年的阿爾伯特·愛因斯坦醫(yī)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

Source:Albert Einstein College of Medicine

Making long-term memories requires nerve-cell damage

Reference:

Jovasevic, V., Wood, E.M., Cicvaric, A. et al. Formation of memory assemblies through the DNA-sensing TLR9 pathway. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07220-7

免責(zé)聲明

本公眾號(hào)上的醫(yī)療信息僅作為信息資源提供與分享,不能用于或依賴于任何診斷或治療目的。此信息不應(yīng)替代專業(yè)診斷或治療。在做出任何醫(yī)療決定或有關(guān)特定醫(yī)療狀況的指導(dǎo)之前,請(qǐng)咨詢你的醫(yī)生。

       原文標(biāo)題 : 制造長(zhǎng)期記憶需要神經(jīng)細(xì)胞的損傷

聲明: 本文由入駐維科號(hào)的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場(chǎng)。如有侵權(quán)或其他問題,請(qǐng)聯(lián)系舉報(bào)。

發(fā)表評(píng)論

0條評(píng)論,0人參與

請(qǐng)輸入評(píng)論內(nèi)容...

請(qǐng)輸入評(píng)論/評(píng)論長(zhǎng)度6~500個(gè)字

您提交的評(píng)論過于頻繁,請(qǐng)輸入驗(yàn)證碼繼續(xù)

  • 看不清,點(diǎn)擊換一張  刷新

暫無評(píng)論

暫無評(píng)論

醫(yī)療科技 獵頭職位 更多
文章糾錯(cuò)
x
*文字標(biāo)題:
*糾錯(cuò)內(nèi)容:
聯(lián)系郵箱:
*驗(yàn) 證 碼:

粵公網(wǎng)安備 44030502002758號(hào)