学习和记忆的封锁基因可能发生在阿尔茨海默病的早期

“这些发现提供了大脑关闭的一瞬间形成新记忆的能力基因通过基因在阿尔茨海默氏症,并提供希望我们能够抵消这一过程,”罗德里克Corriveau说,博士,国家卫生研究院的项目主管国家神经疾病和中风研究所(研究所),资助研究。

这项研究是由Li-Huei蔡博士,谁是Picower研究所主任在麻省理工学院学习与记忆和霍华德休斯医学研究所的一位研究员。这是2月29日在线发表在《自然》杂志上。

蔡博士和她的研究小组发现,一种叫做组蛋白脱乙酰酶的蛋白质2 (HDAC2)积累过程中大脑的早期阿尔茨海默病小鼠模型和患有这种疾病。HDAC2加强线轴的DNA,基因有效地锁定在和减少他们的活动,或者表达。

老鼠,增加HDAC2似乎产生一个封锁的基因参与学习和记忆。防止HDAC2保护老鼠的累积记忆丧失。

蔡博士和她的团队检查了两个鼠标模型小鼠的阿尔茨海默氏症在开始显示出大脑细胞退化的迹象。他们发现老鼠HDAC2水平较高,但不是其他相关HDAC蛋白质,尤其是大脑的部分参与学习和记忆。HDAC2的增加与减少神经元基因的表达HDAC2调节。

使用基因疗法的方法来减少HDAC2阻止封锁基因表达的水平。治疗也阻止小鼠学习和记忆障碍。这并没有阻止神经元死亡,但它确实提高神经可塑性,即神经元形成新的连接的能力。

蔡博士和她的团队还研究了HDAC2水平解剖脑组织从19人在疾病的不同阶段,与阿尔茨海默氏症和七个人的影响。即使在其早期阶段,疾病与HDAC2水平较高有关学习和记忆的大脑区域。

“我们认为封锁基因表达中起着非常重要的作用在与阿尔茨海默病相关的认知能力下降,“蔡博士说。“好消息是,封锁潜在可逆的。”

阿尔茨海默病是老年人痴呆的最常见原因,并影响多达510万美国人。在最常见的阿尔茨海默氏症,症状通常出现在65岁之后。疾病的一个特点是积累的有毒蛋白质片段称为β-淀粉样蛋白在大脑细胞,这被广泛认为是最初的触发神经退化。

蔡博士认为HDAC2由β-淀粉样蛋白发挥。实际上,她和她的团队发现,暴露小鼠神经元β-淀粉样蛋白使他们产生更多HDAC2。

“我们认为β-淀粉样蛋白触发一连串的有害反应。一旦这些激活HDAC2,进而阻止大脑可塑性所需基因的表达。一旦封锁,它可能有一个更系统,对大脑的长期影响,”她说。

疫苗和其他疗法旨在减少β-淀粉样蛋白在临床试验。努力减少HDAC2可能提供互补的方法来治疗阿尔茨海默氏症,蔡博士说。她此前曾报道,HDAC抑制剂化合物可以预防阿尔茨海默病小鼠的迹象。这些化合物的问题是他们HDAC抑制不仅HDAC2相关蛋白质,导致广泛的和潜在的毒性作用。这项新研究支持研发药物的可能性更多的专门针对HDAC2和阿尔茨海默病的病理,蔡博士说。她的团队正在努力查明HDAC2-specific抑制剂,可以发展成为毒品和进入试验。

蔡博士的研究是由研究所和国家老龄问题研究所通过美国国立卫生研究院共同基金基因学计划。提供了额外的支持通过国家卫生研究院的神经科学研究及其神经可塑性的蓝图计划。