Neuron两篇文章报道一种长期记忆相关蛋白

　　

生物通报道：11月9日《Neuron》两篇文章报道说约翰霍普金斯大学研究人员最近鉴定出一种长期记忆（long-term memory）相关的蛋白，能够帮助大脑维持1－2个小时以上的记忆。

这种蛋白名为Arc，与从鸟类学习鸣叫到啮齿动物恐惧3-D空间（3-D space，生物通编者译）等一系列记忆相关的行为有关。研究人员说Arc蛋白对于人类，可能是行为方式长期记忆的关键，比如是毒品上瘾的罪魁祸首。

“我们认为Arc蛋白控制大脑细胞学习并与行为联系起来，维持对这种行为的长期记忆。” 霍普金斯大学神经科学和神经学教授Paul F. Worley博士说，“比如，准备戒烟的人在家、工作室等环境中能够控制住自己，但是如果将他推入酒吧再给他塞瓶酒的话，他的大脑将回放以前烟与酒的关系，烟瘾突然发作。这些长期相关性是（因为）大脑中的记忆重新恢复。

多年前，Worley及其同事研究实验室大鼠，发现这些动物清醒活跃时，大脑会产生大量的Arc蛋白。实际上，刺激单一神经细胞（比如暴露于新的环境），这些细胞会立即表达大量的Arc蛋白。Arc是大脑细胞活跃的即刻、可靠的标志。”尽管科学家知道活跃的细胞会表达庞大的Arc蛋白，但是关于Arc蛋白在这些细胞中的确切功能至今还不为人所知。

为了弄清Arc蛋白的作用，霍普金斯小组寻找Arc蛋白相关的蛋白。将Arc蛋白作为诱饵，面对大脑中常见蛋白组成的鱼池，钓取了两种物质出胞入胞有关的蛋白dynamin和endophilin。

“运输物质出胞入胞对脑细胞正常功能非常关键。我们很高兴能将Arc蛋白与物质运输联系起来，因为这样也将物质运输与记忆形成联系起来。这使我们朝弄清大脑存储记忆又迈进了一步。”

Worley认为，神经细胞建立连接时形成记忆，建立的连接越牢固，记忆越持久。当脑中的神经细胞互相建立连接后，一个细胞释放化学物质到细胞间隙，附近细胞表面的受体蛋白会捕获这些化学物质，然后受体细胞将受体－化学物质复合物一同吞没，新的受体会取代被吞没的细胞。细胞表面的受体越多，两个细胞之间的联系就越紧密。

dynamin和endophilin与细胞吞没受体－化学物质复合物有关。Arc蛋白通过这两种蛋白，控制细胞吞没表面受体的频率。当研究人员抑制Arc蛋白与dynamin、endophilin结合后，发现细胞不能正常进行“吞没”，细胞表面呈递了过多受体；增加Arc蛋白数量，细胞“吞没”受体行为极度活跃，表面受体所剩无几。不幸的是这样可能会过度激活细胞导致细胞力竭死亡，如果刺激调节消失，长期记忆力削弱。

由此可知Arc蛋白控制脑细胞受体，意味着我们能记住汽车钥匙在哪里。“我们知道没有Arc蛋白的动物，只是活在当下，（虽然）能快速学会一些东西，但第二天还要重新学习。在很容易复发的长期记忆中，比如在酒吧里恢复烟瘾，弄清这些记忆的形成机制有助于研究一种途径，以便在将来彻底地忘记它们。（生物通记者 小粥）