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(méi)有 DNA 損傷和腦部炎癥就無(wú)法制造長(zhǎng)期記憶。
阿爾伯特·愛(ài)因斯坦醫(yī)學(xué)院
3月27日消息
阿爾伯特·愛(ài)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(méi)有 DNA 損傷和腦部炎癥就無(wú)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(wèn)題,” 該研究的領(lǐng)導(dǎo)者 Jelena Radulovic 博士說(shuō),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(ài)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(lái),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(guò)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(ài)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(guò)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(guò)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(shuō),她也是蒙特菲奧雷愛(ài)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(guò)檢測(cè)病原體 DNA 的小片段來(lái)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(guò)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(guò)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(lái),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(wàn)年來(lái),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(lái)病原體侵害的保護(hù),” Radulovic 博士說(shuō),“在進(jìn)化過(guò)程中,海馬體神經(jīng)元似乎已經(jīng)通過(guò)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(wú)關(guān)信息的輸入
在完成炎癥過(guò)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(lèi)似的環(huán)境刺激更具抵抗力。“這一點(diǎn)值得注意,” Radulovic 博士說(shuō),“因?yàn)槲覀儾粩啾恍畔⒀蜎](méi),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(shuō),“已經(jīng)有人提出使用抑制 TLR9 通路的藥物來(lái)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(lái)顯著的健康風(fēng)險(xiǎn)。”
創(chuàng)立于1953年的阿爾伯特·愛(ài)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(lài)于任何診斷或治療目的。此信息不應(yīng)替代專(zhuān)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(xún)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

發(fā)表評(píng)論
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
圖片新聞
-
ChatZOC,藏在口袋里的「眼科醫(yī)生」
-
金百澤科技亮相中國(guó)國(guó)際醫(yī)療器械博覽會(huì) | 盡顯醫(yī)療領(lǐng)域硬實(shí)力
-
進(jìn)階的新冠疫苗 又一個(gè)中國(guó)造
-
“AI醫(yī)療第一股”鷹瞳科技上市首日即破發(fā)
-
圓心科技登陸港股,“賣(mài)藥的生意”還好不好做?
-
十圖解讀2021年中國(guó)康復(fù)醫(yī)療行業(yè)現(xiàn)狀
-
醫(yī)藥流通數(shù)字化運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化飼養(yǎng)
-
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人體新器官:將有助于癌癥治療
技術(shù)文庫(kù)
最新活動(dòng)更多
-
7.30-8.1火熱報(bào)名中>> 全數(shù)會(huì)2025(第六屆)機(jī)器人及智能工廠展
-
7月30-31日報(bào)名參會(huì)>>> 全數(shù)會(huì)2025中國(guó)激光產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展峰會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 【線下論壇】新唐科技2025新品發(fā)布會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 【在線會(huì)議】研華嵌入式核心優(yōu)勢(shì),以Edge AI驅(qū)動(dòng)機(jī)器視覺(jué)升級(jí)
-
精彩回顧立即查看>> OFweek 2025(第十四屆)中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大會(huì)
-
精彩回顧立即查看>> 【在線會(huì)議】從直流到高頻,材料電特性參數(shù)的全面表征與測(cè)量
- 1 2025高端醫(yī)療器械國(guó)產(chǎn)替代提速,這些賽道值得關(guān)注!
- 2 多數(shù)人錯(cuò)估了關(guān)稅將對(duì)中國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的影響
- 3 一季度醫(yī)療儀器及器械進(jìn)出口報(bào)告:前十大出口市場(chǎng)在哪?
- 4 認(rèn)購(gòu)火爆,映恩生物打響18A IPO重啟信號(hào)槍
- 5 核藥賽道解碼:高壁壘、國(guó)產(chǎn)替代與千億市場(chǎng)卡位
- 6 中國(guó)創(chuàng)新藥出海:機(jī)遇、挑戰(zhàn)與未來(lái)展望
- 7 創(chuàng)新藥是避風(fēng)港,更是發(fā)射臺(tái)!
- 8 第一醫(yī)藥扣非凈利潤(rùn)僅687.40萬(wàn)元:上!半[形土豪”要再沉淀沉淀
- 9 復(fù)星的進(jìn)退與前行
- 10 隱匿的醫(yī)療大佬,10年干出千億級(jí)公司