作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2021/4/26 19:57:19
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科学家提出可卡因奖赏记忆“储存”新假说

 

记忆是脑认知功能的基础,近年来,人们对记忆机制的研究取得了重要的进展。但是在细胞水平上,记忆究竟存储在哪里、记忆是以什么方式存在等问题,仍然是脑科学研究的热点和难点。

围绕这些问题,在前不久完成评估的国家自然科学基金委员会“情感和记忆的神经环路基础”重大研究计划的支持下,复旦大学脑科学研究院/医学神经生物学国家重点实验室马兰研究团队基于可卡因奖赏记忆的研究,提出特意神经环路储存的新假说。

记忆痕迹假说和近年来对恐惧记忆的研究提示,在记忆形成过程中只有一部分神经元被激活并发生了持续的物理和/或化学改变,在记忆被提取时,这些细胞会再次激活,这些神经元被称为“记忆痕迹神经元”。

据介绍,研究团队采用即早基因c-fos驱动的细胞标记和小鼠条件位置偏爱模型,特异性地标记了可卡因相关记忆的痕迹神经元。同时,研究人员采用光遗传学和化学遗传学手段,选择性地操控痕迹神经元及其神经投射的活性,并观察对记忆的影响。

研究发现,海马vCA1和伏隔核中央核脑区的记忆痕迹神经元被抑制后,可卡因奖赏相关记忆便不能被提取,可卡因奖赏记忆的提取依赖于海马vCA1痕迹神经元与伏隔核多巴胺D1受体阳性记忆痕迹元突触联系选择性增强,而去除同脑区的对照神经元不影响可卡因奖赏相关记忆,说明痕迹神经元特异性地存储可卡因记忆。

围绕可卡因等成瘾类药物记忆消除的神经机制研究中,该团队发现神经穿透素蛋白家族成员NPTX2在成瘾记忆的消退中发挥重要作用。

实验中,研究人员让已形成可卡因和环境关联记忆的小鼠,重新回到原来给与可卡因的环境,在唤起可卡因关联记忆后的不同时间点采集小鼠背侧海马脑区的椎体神经元,采用Rib-Tag技术分离与核糖体结合的mRNA。通过测序和生物信息学分析发现,在记忆唤起后1小时,多巴胺能奖赏及突触可塑性相关信号通路蛋白翻译活化程度最高,而神经穿透素家族成员NPTX2是突触重塑的枢纽分子。进一步研究发现,NPTX2通过其PTX结构域结合AMPA受体的GluA1亚基,将其锚定在细胞膜上,介导记忆唤起后的兴奋性突触传递,进而促进记忆的消退。

一系列实验结果提示,NPTX2可能是擦除成瘾相关记忆的一个潜在靶标。

记忆唤起后,背侧海马NPTX2调控GluA1膜定位,促进可卡因环境关联记忆的消退。(研究团队供图)

 
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