老年记忆问题与一种关键酶有关

一组研究人员发现，阻断一种被称为抑制性组蛋白去乙酰化酶3 的抑制性酶，可以改善老年小鼠的记忆更新能力。

宾夕法尼亚州立大学8月9日消息

每个人都不时会有健忘的时刻，尤其是随着年龄的增长。但老年人不仅难以记住新信息，而且在出现新细节时也更难修改这些记忆。然而，关于记忆更新的机制以及这些机制如何随年龄增长而出现问题，我们知之甚少。宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University，Penn State）的一组研究人员发现了一种酶，它有助于解释与年龄相关的记忆更新障碍。当这种酶被阻断时，老年小鼠能够更好地整合新信息，其表现与年轻小鼠相似。研究人员表示，这项发表在《分子神经科学前沿》（Frontiers in Molecular Neuroscience）杂志上的发现，可能为开发改善老年认知灵活性的潜在治疗靶点提供线索。

研究于2024年6月26日发表在《Frontiers in Molecular Neuroscience》（最新影响因子：3.5）杂志上

“了解记忆更新过程中分子层面发生了什么非常重要，因为作为人类，我们的大部分记忆都是更新而来的。我们不断在已有知识的基础上构建新的认知，并修改现有的记忆，” Penn State 生物学助理教授兼论文资深作者 Janine Kwapis说，“但没有人真正研究过记忆形成和记忆更新背后的机制是否相同，或者记忆更新是否有其独特的机制。这是向前迈出的一步。”

当记忆形成时，大脑会通过一种称为巩固的过程重新连接自身以保留该记忆。在神经元之间的突触（即允许神经细胞之间通信的间隙）处，细胞表达蛋白质，将记忆形成时激活的细胞连接在一起。当记忆被回忆时，这些细胞会同时放电。 “当你接收到新信息时，你必须将现有的记忆从存储中调出并削弱它，以便它能够接受新信息。一旦学习了新信息并将这些新神经元纳入其中，更新后的记忆就会再次巩固并存储起来，” Kwapis 说。她指出，这种称为再巩固的过程会随着年龄的增长而变得不那么有效。 在这项研究中，研究团队希望了解为什么随着年龄的增长，记忆更新变得更加困难。如果他们能在再巩固过程中增强基因表达，那么他们是否也能增强记忆更新呢？ 为了验证这一点，他们阻断了组蛋白去乙酰化酶3（HDAC3），这是一种调节基因转录的酶，即将 DNA 片段中的信息复制到RNA中，最终产生功能性蛋白质的过程。已有研究表明，HDAC3 在巩固过程中对记忆形成和基因表达有负面影响，但研究人员表示，HDAC3 在记忆再巩固中的作用尚未得到研究。 “HDAC3 通常会收紧染色质（由DNA和蛋白质组成的复合物），使转录变得困难，”生物学博士生兼论文第一作者Chad Smies 说，“如果我们阻止这种酶活性的发生，它可能有助于维持更开放的染色质状态并改善基因表达。”

Chad Smies 博士在研究记忆更新的机制以及这一过程如何随年龄而变化

在记忆再巩固阶段阻断 HDAC3 时，它阻止了与年龄相关的典型记忆更新缺陷。老年小鼠在记忆更新任务中的表现与年轻小鼠相当。 研究团队采用了一种称为“更新位置中的物体”的方法，这是 Kwapis 特意为了测试记忆更新而开发的。该方法包括三个阶段：训练阶段，小鼠学习两个相同物体的位置；更新阶段，其中一个物体被移动到一个新位置；测试阶段，物体被放置在四个不同的位置——原始的两个训练位置、更新后的位置和一个全新的位置。 “小鼠喜欢新奇事物，所以如果它们对训练阶段或更新阶段的记忆良好，它们会更多地探索新奇物体的位置，” Smies 说，“但如果它们的记忆很差，它们往往会像探索新位置一样平等地探索之前学过的位置。”

通过识别 HDAC3 等分子机制，研究团队表示，他们希望为改善老年认知灵活性提供潜在的治疗靶点。 “如果这些机制能够改善正常衰老过程中的记忆，那么它们也可能有助于治疗阿尔茨海默病和失智症等疾病，” Kwapis 说。