北大Cell子刊解析一种关键酶在学习记忆中的重要作用

　　

生物通报道：北京大学基础医学院的研究人员发表了题为“PTENalpha modulates CaMKII signaling and controls contextual fear memory and spatial learning”的文章，首次报道了PTEN家族成员PTENalpha蛋白在学习记忆调控过程中的重要作用，为理解神经系统的复杂性以及探索神经疾病的发病机理提供了重要线索。

这一研究成果公布在6月20日的Cell Reports杂志上，文章的通讯作者是北京大学基础医学院尹玉新教授，第一作者为汪盼与梅帆。尹玉新教授长期从事肿瘤发生机理的研究，主要关注抑癌基因p53和PTEN在细胞周期调控、细胞凋亡和基因组稳定性中发挥的作用。

PTEN作为强大的抑癌基因而闻名，其在神经系统中也发挥着调控作用。PTEN基因缺失的小鼠表现出多种与神经疾病相关的表型，包括自发性癫痫、自闭症谱系障碍、小脑共济失调等。临床研究显示，携带PTEN基因突变的病人容易发生癫痫、自闭症等神经系统疾病。

尹玉新教授研究组一直以来以PTEN研究为中心，致力于鉴定PTEN家族新成员，并探索不同PTEN异构体在肿瘤、代谢、神经记忆等方面的作用，取得了一系列重要成果：他们相继鉴定了PTEN家族的新成员PTENalpha和PTENbeta, 同时报道了PTEN在肿瘤研究中的突破性进展（北大尹玉新Cell Res发表新成果）。

PTENalpha蛋白是尹玉新团队在2014年鉴定的PTEN家族第一个亚型蛋白。通过进一步探究，他们发现PTENalpha蛋白在神经系统相关组织中高表达，并参与多条神经通路的调节。

这项研究首次阐释了PTENalpha蛋白在学习记忆中的特异性功能，揭示了PTENalpha与记忆分子CaMKII的酶学调节关系。

如图所示，PTENalpha通过去磷酸化CaMKII, 维持CaMKII活性，促进其与NR2B的结合，参与长时程增强的诱导和产生，进而调控学习记忆能力。

研究人员也进一步发现，PTENalpha通过其特异性的氨基端结构与CaMKII蛋白相互结合，从而去磷酸化CaMKII T305/306位点，活化CaMKII。在PTENalpha特异性缺失小鼠模型中，CaMKII信号通路被阻断，长时程增强受损，小鼠表现出明显的恐惧记忆及空间学习能力缺陷。学习记忆缺陷是多种神经疾病的主要病症之一，因此，研究人员对80例痴呆病人和80例正常人的血液样本进行测序分析，发现了两个新的CaMKII的突变位点，并且证明这些位点的突变会干扰PTENalpha-CaMKII-NR2B信号通路，因此推测这些痴呆病人的发病原因很可能与这一信号通路的紊乱相关。

这项研究阐释了PTENalpha在学习记忆中的重要作用，不仅加深了我们对PTEN家族成员特异性功能的认识，也为探索神经系统相关疾病的发病机理开辟了新途径。

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原文标题：

PTENalpha modulates CaMKII signaling and controls contextual fear memory and spatial learning