Nature：斯坦福著名学者解析与长期记忆有关的细胞类型

　　

斯坦福大学领导的研究团队近日在大脑的杏仁核中追踪到了与小鼠长期记忆相关的细胞亚群和基因表达特征。

这项研究由斯坦福大学著名学者Stephen Quake教授以及医学院的Thomas Südhof教授（2013年诺贝尔生理学/医学奖得主）领导，发表在《Nature》杂志上。

信息在获得后，最初作为短期记忆存储，通过巩固成为长期记忆。基底外侧杏仁核（BLA）在长期记忆（如恐惧）的形成中起着关键作用。研究人员表示：“我们在杏仁核中发现了记忆特异性的基因表达变化，杏仁核是一个复杂的脑区，其基底外侧区域与短期和长期记忆有关。”

在这项研究中，Quake、Südhof及其同事对小鼠模型的BLA细胞进行空间转录组学、单细胞转录组学和生物信息学分析，看看动物在暴露于他莫昔芬和经历记忆回放时会表达哪些基因。在恐惧训练等实验中，他们对实验小鼠和对照小鼠进行分析，发现部分神经元和星形胶质细胞的转录特征似乎具有记忆特异性。

“众所周知，基因表达的变化对长期记忆至关重要，但涉及到的细胞类型和转录程序还不完全清楚，”作者写道，并补充说将目前的结果与之前发表的前额叶皮层的长期恐惧记忆数据结合起来进行分析，“让我们能够弄清楚区域特异性的基因表达变化与一般的基因表达变化”。

根据6,361个BLA细胞的单细胞RNA-seq图谱，研究人员发现神经肽和脑源性神经营养因子（BDNF）信号转导、MAP激酶、泛素化通路、CREB激活以及突触连接是长期记忆的关键组成部分。

他们还发现，在长期记忆形成过程中，BLA区域中一个神经元亚群的特征是脑啡肽原编码基因PENK的表达增强，而编码速激肽前体的TAC基因水平下降。

基于这些发现，作者认为“神经肽，包括神经降压素、分泌粒蛋白、速激肽、脑啡肽原、ProSAAS和CART，都参与了BLA记忆印迹细胞的记忆巩固”。

研究人员报告称，这些“P⁺T^-”神经元构成了长期记忆印迹中最突出的部分，此处的印迹（engram）指的是以物理方式存储为记忆的认知信息。他们还指出，对小鼠大脑切片样本的空间转录组分析突出了巩固长期记忆所需的星形胶质细胞群，它们与神经元发生相互作用。

总的来说，这项研究的数据有助于剖析将短期记忆巩固为长期记忆的印迹细胞网络，并表征了介导这种巩固的基因表达程序。