知名女科学家最新Nature解析记忆关键基因

　　

生物通报道：来自麻省理工学院，霍德华休斯医学院等处的研究人员发现了与记忆及学习能力密切相关的基因SIRT1的新功能：这一基因的激活能增强突触强度和记忆形成。这对于治疗涉及认知损伤的神经退行性疾病具有重要的意义。这一研究成果公布在昨天出版的Nature杂志上。

领导这一研究的是国际知名神经学科学家蔡理慧（Li-Huei Tsai）教授，这位女科学家研究阿兹海默症已经25年了，她早年毕业于台湾中兴大学，后于德州大学达拉斯西南医学中心获得博士学位。在她3岁多的时候，曾目睹了抚育她的奶奶在阿兹海默症的影响下，变得完全不认识她了，这给她留下了深刻的印象，也影响了她的科学研究生涯。

今年7月，蔡理慧教授研发出能让阿兹海默症病人重拾学习跟记忆能力的新药，目前在动物试验阶段已有显著的成效，2011年有望进入人体临床实验，台湾也将纳入试验范围。

SIRT1是在DNA修复和基因组稳定性中所涉及的一种脱乙酰酶，最初是在非哺乳动物模型系统中作为寿命的一个调控因子被识别出的。虽然人们认为它在正常脑生理中发挥功能，但过去并不知道SIRT1是否参与高等脑功能。

在这篇文章中，研究人员发现SIRT1能增强突触强度和记忆形成。这些依赖于SIRT1的效应是通过一种转录后机制调控的，该机制涉及CREB激发和miR-134生成。SIRT1激活、 miR-134水平和突触蛋白之间的这种互动构成弹性调控的一个以前未被识别出的机制，研究表明，SIRT1激活对于涉及认知损伤的神经退行性疾病可能具有治疗潜力。

这一重要因子不仅在记忆和学习功能中扮演了重要的角色，近期另外一组研究人员还发现这一基因与长寿也可能相关，之前的研究表明SIRT1编码的蛋白酶Sirtuin1可以通过限制热量消耗来延缓啮齿类动物的衰老进程。

研究人员利用转基因工程剔除了实验鼠的SIRT1基因。在与正常实验鼠对比时，研究人员发现，体内缺乏SIRT1基因的实验鼠大脑海马区对电流刺激反应很差，而海马区是大脑学习和长期记忆的关键区域，在阿尔茨海默氏症患者中，海马区是首先受损的大脑区域之一。研究人员还发现，转基因实验鼠神经元密度也有所下降，后者是衡量大脑活性的重要指标。此外，它们在记忆测试中，对新旧物体的区分也不及正常实验鼠。

（生物通：万纹）

原文摘要：

A novel pathway regulates memory and plasticity via SIRT1 and miR-134

The NAD-dependent deacetylase Sir2 was initially identified as a mediator of replicative lifespan in budding yeast and was subsequently shown to modulate longevity in worms and flies1, 2. Its mammalian homologue, SIRT1, seems to have evolved complex systemic roles in cardiac function, DNA repair and genomic stability. Recent studies suggest a functional relevance of SIRT1 in normal brain physiology and neurological disorders. However, it is unknown if SIRT1 has a role in higher-order brain functions. We report that SIRT1 modulates synaptic plasticity and memory formation via a microRNA-mediated mechanism. Activation of SIRT1 enhances, whereas its loss-of-function impairs, synaptic plasticity. Surprisingly, these effects were mediated via post-transcriptional regulation of cAMP response binding protein (CREB) expression by a brain-specific microRNA, miR-134. SIRT1 normally functions to limit expression of miR-134 via a repressor complex containing the transcription factor YY1, and unchecked miR-134 expression following SIRT1 deficiency results in the downregulated expression of CREB and brain-derived neurotrophic factor (BDNF), thereby impairing synaptic plasticity. These findings demonstrate a new role for SIRT1 in cognition and a previously unknown microRNA-based mechanism by which SIRT1 regulates these processes. Furthermore, these results describe a separate branch of SIRT1 signalling, in which SIRT1 has a direct role in regulating normal brain function in a manner that is disparate from its cell survival functions, demonstrating its value as a potential therapeutic target for the treatment of central nervous system disorders.