JBC：科学家发现关键蛋白如何增强记忆和学习

目前，美国凯斯西储大学医学院的研究人员发现，以前被认为与疾病相关的一种蛋白，在学习和记忆中发挥着积极的作用，未来它可能会有助于认知障碍的治疗。这项关于脂肪酸结合蛋白5（FABP5）潜在优点的研究，发表在2014年5月2日的《The Journal of Biological Chemistry》杂志。

　　

生物通报道：目前，美国凯斯西储大学医学院的研究人员发现，以前被认为与疾病相关的一种蛋白，在学习和记忆中发挥着积极的作用，未来它可能会有助于认知障碍的治疗。这项关于脂肪酸结合蛋白5（FABP5，通常与癌症和银屑病相关）潜在优点的研究，发表在2014年5月2日的《The Journal of Biological Chemistry》杂志。

本文资深作者、医学院药理学教授Noa Noy博士称：“总的来说，我们的数据表明，FABP5能够提高认知功能，FABP5缺陷会损害大脑海马区的学习和记忆功能。我们相信，如果我们能找到一种方法来上调FABP5在大脑中的表达，我们就可能对一些人类疾病中的认知功能障碍和记忆损伤进行治疗处理。”

FABP5存在于许多组织中，尤其在大脑中高表达。Noy和她凯斯西储大学医学院及国家酒精滥用和酒精中毒研究所的同事们，特别想了解这个蛋白如何在神经元中发挥作用。他们进行了成像研究，比较正常小鼠和FABP5缺陷小鼠大脑组织中一个关键转录因子的活化作用。调查结果显示，FABP5在神经元中执行两种不同的功能。首先，它能促进内源性大麻素（endocannabinoids，是控制食欲、痛觉、情绪和记忆的神经调节剂）的降解。其次，FABP5可调节基因的表达。

Noy称：“FABP5可提高学习和记忆，均是因为它可将内源性大麻素传递到分解它们的细胞机械设备，因为它能将化合物转运给一个可增强认知相关基因表达的转录因子。”

虽然内源性大麻素影响从欲望到记忆的基本生理过程，这个单词的“cannabinoid”部分表示这些天然生物化合物与大麻这样的药物发挥相同的作用。过多的内源性大麻素可导致学习记忆减退。

简单来说，FABP5可运输内源性大麻素用于加工处理。FABP5的功能就像一辆巴士，装载大脑的内源性大麻素和它们的生物制品，运送到神经元细胞内的两个部位。FABP5可捕捉进入神经元的内源性大麻素，并将其运至一种降解它们的酶（部位1）。然后，降解产物被相同的蛋白质（FABP5）获得，并被转移到细胞核——具体而言，转移到细胞核内的一个转录因子（部位2）。降解产物的结合可激活转录因子，并可使其诱导多个基因的表达。在这种情况下，被诱导的基因会告诉细胞采取措施，促进学习和记忆。

Noy和同事们还比较了FABP5缺乏小鼠和正常小鼠的记忆和学习能力。在一次试验中，两组小鼠多次在迷宫中游泳，这个迷宫的一个位置上有一个平台，在那里小鼠可以从水中爬出来。在随后的游泳中，野生型小鼠很快地到达平台，因为它们已经学习并记住了这个平台。而FABP5缺陷小鼠则需要更长的时间，通常只是偶然才会发现平台的位置。

Noy称：“FABP5除了调节皮肤细胞和肿瘤细胞生长之外，也在大脑神经元中起着关键的作用。FABP5可控制那些影响记忆和学习以及激活一个转录因子（调节神经元功能）的小分子化合物的生物学作用。”（生物通：王英）

延伸阅读：Neuron：调节NR2B可改善记忆形成。

生物通推荐原文摘要：
Fatty Acid-binding Protein 5 (FABP5) Regulates Cognitive Function Both by Decreasing Anandamide Levels and by Activating the Nuclear Receptor Peroxisome Proliferator-activated Receptor β/δ (PPARβ/δ) in the Brain
Abstract: Endocannabinoids modulate multiple behaviors, including learning and memory. We show that the endocannabinoid anandamide (AEA) can alter neuronal cell function both through its established role in activation of the G-protein-coupled receptor CB1, and by serving as a precursor for a potent agonist of the nuclear receptor PPARβ/δ, in turn up-regulating multiple cognition-associated genes. We show further that the fatty acid-binding protein FABP5 controls both of these functions in vivo. FABP5 both promotes the hydrolysis of AEA into arachidonic acid and thus reduces brain endocannabinoid levels, and directly shuttles arachidonic acid to the nucleus where it delivers it to PPARβ/δ, enabling its activation. In accordance, ablation of FABP5 in mice results in excess accumulation of AEA, abolishes PPARβ/δ activation in the brain, and markedly impairs hippocampus-based learning and memory. The data indicate that, by controlling anandamide disposition and activities, FABP5 plays a key role in regulating hippocampal cognitive function.