我校脑功能基因组学教育部及上海市重点实验室研究工作取得了新的突破——发现了对大脑记忆进行选择性抹除的方法。这项具有创新意义的研究成果和论文《Inducible and Selective Erasure of Memories in the Mouse Brain via Chemical-Genetic Manipulation》(《运用化学遗传学方法诱导式地选择性抹除小鼠记忆》),10月23日由国际权威刊物《神经元》(Neuron)以封面文章发表。
记忆对人类的生活极为重要,哪怕是恐惧、痛苦的记忆,也能使人吸取教训,远离危险,加强自我保护。然而,经历过巨大灾难的人们(战争、地震的幸存者等)往往会产生终身难忘的强烈而恐怖的记忆,这类记忆不仅影响了他们的生活质量,甚至还会导致精神疾患。对此,科学家们一直在寻找抹除恐怖、痛苦记忆的方法。经过几十年的研究,科学家们发现记忆的过程大致可分为获得、巩固、储存和提取四个阶段,并试图研究记忆过程各个阶段的分子机制。但由于目前的基因剔除技术是在DNA水平上操控基因的变化,时间分辨率不够,无法实时控制蛋白质的功能,同时,传统的药理学方法也缺乏分子特异性。因此,现有的技术无法深入研究蛋白质在记忆各阶段的作用。
针对这一研究瓶颈,华东师范大学与美国乔治亚医科大学的联合研究小组,将化学敲除和遗传工程技术相结合,创建了蛋白敲除新技术。该技术快速(数分钟)、特异地剔除蛋白质,研究记忆各个阶段的机制。研究发现,在记忆再现时,αCaMKII瞬时的高表达能够快速、选择性地抹除所提取的恐惧记忆,同时对大脑储存的其他记忆不会有影响。论文作者曹晓华表示,“这一研究结果,为治疗创伤后恐惧应激综合症提供了重要的启示”。
研究小组发现,钙-钙调蛋白依赖的蛋白激酶II(CaMKII) ,是传递NMDA受体信号的一个重要蛋白质,而蛋白激酶在记忆提取过程中具有重要作用。同时,他们还给出了一个重要提示:通过寻找激活αCaMKII或αCaMKII下游靶标的化合物,可能开发出抹除痛苦记忆的药物,使创伤后应激障碍的病人消弱恐怖经历的记忆。研究小组还发现,该技术对抹除大脑的新、旧恐惧记忆和其他记忆(如新异物体识别记忆)也同样有效。
尽管这一研究成果将使记忆抹除变成现实,但论文的通讯作者钱卓强调,“我们目前的技术还无法直接应用于临床,人类大脑学习记忆功能的机理极为复杂,我们只是在探索大脑奥秘的漫长道路上迈出了小小的一步”。
该项研究工作,是在国家科技部973项目以及教育部和上海市科委的支持下,由华东师范大学脑功能基因组学教育部及上海市重点实验室曹晓华、王慧敏和梅兵博士、美国乔治亚医科大学大脑与行为研究所所长钱卓教授(同时担任华东师范大学紫江教授、教育部长江讲座教授、上海市脑功能基因组学重点实验室主任)共同完成。
(编辑:新闻办) |