诺奖得主连发四篇文章：长期记忆靠朊蛋白维持

诺贝尔奖得主，哥伦比亚大学医学中心的Eric Kandel教授在Neuron和Cell Reports杂志上连续发文指出，朊蛋白是小鼠维持长期记忆的关键，这一机制很可能也存在于其他哺乳动物中。

　　

生物通报道：诺贝尔奖得主，哥伦比亚大学医学中心的Eric Kandel教授连发四篇文章，揭示了大脑持续维持长期记忆的关键体系。

朊蛋白是一种非常特殊的蛋白，它们能诱导其他蛋白发生同样的折叠错误，实现自我繁殖。朊蛋白可以在细胞（尤其是神经细胞）中形成干扰性的聚集体，这种聚集体高度稳定，会导致组织损伤和细胞死亡。垂死细胞释放出的朊蛋白能够进入其他细胞，造成传染。这种蛋白不仅可以引发疯牛病，还和多种神经退行性疾病有关，包括阿尔茨海默症、帕金森症和亨廷顿舞蹈病。（延伸阅读：Cell：朊蛋白，表观遗传学的新层面）

Dr. Kandel实验室日前在Neuron和Cell Reports杂志上连续发文指出，朊蛋白是小鼠维持长期记忆的关键，这一机制很可能也存在于其他哺乳动物中。

在大脑建立长期记忆的过程中，神经元之间生成新连接，将记忆储存起来。这些连接必须得到维持记忆才能延续下去，否则几天内连接就会瓦解记忆也随之消失。研究者们一直在寻找维持长期记忆的分子，但都没有获得成功。

Eric Kandel教授指出，功能性的朊蛋白就是这样的分子。这些朊蛋白在细胞中承担了生理作用，不会引起疾病。

研究人员在海兔(Aplysia)中鉴定到了功能性的朊蛋白，并且发现它们与记忆储存的维持有关。随后他们又在小鼠中找到了类似的蛋白，CPEB3。研究人员让小鼠反复走迷宫，建立起长期记忆。研究显示，在这种记忆形成的两周后阻断CPEB3基因，能使小鼠的这段记忆消失。

研究人员还解析了CPEB3在神经元中维持长期记忆的具体机制。 “与致病性朊蛋白类似，功能性朊蛋白也分为两种形态：可溶形态和聚集体形态，”Kandel说。“当我们学习新知识并形成长期记忆时，神经元生成新突触连接，而这些突触里的可溶朊蛋白转变为聚集型朊蛋白。”

Kandel指出，只要聚集体存在长期记忆就能够持续下去。朊蛋白聚集体会不断招募新合成的可溶朊蛋白来进行自我更新。“这种维持是至关重要的，”Dr. Kandel说。“骨铭心的初恋回忆就是这样来的。”

人类大脑也存在着类似的蛋白，说明这一机制可能也同样适用于人类。“长期记忆是一个复杂的过程，我想CPEB3并不是唯一的重要因子，应该还有其他调控元件牵涉其中，”Kandel补充道。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

The Persistence of Hippocampal-Based Memory Requires Protein Synthesis Mediated by the Prion-like Protein CPEB3

SUMOylation Is an Inhibitory Constraint that Regulates the Prion-like Aggregation and Activity of CPEB3

The CPEB3 Protein Is a Functional Prion that Interacts with the Actin Cytoskeleton

MicroRNA-22 Gates Long-Term Heterosynaptic Plasticity in Aplysia through Presynaptic Regulation of CPEB and Downstream Targets