揭示了酶控制注意力和记忆力

记忆的过程中形成大脑的海马区域是复杂的。它依赖于一个精确的编排的神经元之间的相互作用,神经递质、受体和酶。

一个新的鼠标研究员领导的研究加州大学戴维斯分校医学院的已经确定了一个错综复杂的分子过程涉及基因表达的神经元似乎发挥重要作用在内存中合并。这项研究是发表在《科学信号。

“这是一个令人兴奋的机制。结果表明,磷酸二酯酶等酶是关键在控制基因表达必要的对于记忆的巩固,”说杨k .香,教授药理学系和论文的资深作者。

香的研究侧重于了解失调或损害心脏和大脑的细胞和分子机制会导致心脏衰竭等疾病和阿尔茨海默氏症。

多个步骤在神经元出现记忆的关键

这项新研究关注的中央肾上腺素能系统。注意的能力,在学习和记忆是至关重要的,是由中央控制的肾上腺素能系统在大脑中。

理解记忆的关键组件,研究人员观察了β2肾上腺素能受体。受体存在于不同细胞类型在整个身体。他们还发现大脑的海马区神经细胞。

研究人员表明,当β2肾上腺素能受体被激活——通过一系列步骤称为分子信号通路——他们刺激神经元的核出口酶、磷酸二酯酶4 d5 (PDE4D5)。

先前的研究已经确定了PDE4D5有一种角色可以促进学习和记忆。

基因表达形式的物质基础记忆在你的大脑。如果你没有基因表达,就没有记忆。”- - - - - -杨k,药理学教授

缺乏磷酸化导致记忆力减退

关键的一步来刺激与内存相关基因表达-出口PDE4D5似乎是一个磷酸基的附件(称为磷酸化)受体。这是通过一种称为激酶。

在本例中是一个涉及的激酶蛋白受体激酶。

研究人员使用转基因老鼠来测试是否磷酸化的beta 2肾上腺素能受体的蛋白受体激酶基因表达是必要的——PDE4D5酶的出口。

老鼠缺乏磷酸化位点的beta 2肾上腺素能受体,这意味着他们的神经细胞不能按照正常信号通路,当受体被激活。

研究人员发现,正如所料,这些转基因老鼠表现出可怜的内存空间和位置有关。这是相同的记忆通路中断在阿尔茨海默病的早期阶段。

然而,当他们提供了记忆缺陷小鼠的药物称为PDE4抑制剂(可比PDE4D5酶通常会被导出),小鼠的学习能力和留住记忆增加了。

“基因表达构成了物质基础的记忆在你的大脑。如果你没有基因表达,你不会有记忆,”香解释道。

PDE抑制剂在阿尔茨海默氏症的结果喜忧参半

PDE抑制剂的使用是被探讨阿尔茨海默氏症。西地那非PDE5抑制剂的研究,被称为伟哥,结果喜忧参半。一个2021年NIH研究发现伟哥与降低老年痴呆症的风险有关,但是后面的研究发现伟哥不是降低老年痴呆症的风险。

“我们需要了解是什么导致阿尔茨海默氏症等疾病损害我们可以找到干预让病人重获能力或延缓疾病进展,“香说。“这项研究强调了PDE的潜在抑制剂在拯救的记忆在老年痴呆症患者。”

参考:马丁内斯JM,沈,徐B, et al . Arrestin-dependent核出口的磷酸二酯酶4 d促进GPCR-induced核阵营信号所需的学习和记忆。Sci的信号。16 (778):2023;eade3380。doi:10.1126 / scisignal.ade3380

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