长期记忆是由类朊病毒蛋白质维持的

哥伦比亚大学医学中心(CUMC)埃里克·坎德尔实验室的研究进一步证明，大脑中有一个系统可以长时间持续保持记忆。矛盾的是，它的工作原理与引起疯牛病、库鲁病和其他退行性脑疾病的机制相同。

发表了四篇论文神经元而且细胞的报道坎德尔博士的实验室展示了朊病毒样蛋白——类似于牛的疯牛病和人的克雅氏病背后的朊病毒——对维持老鼠的长期记忆至关重要，可能对其他哺乳动物也是如此。这四篇论文的主要作者是Luana Fioriti, Joseph Stephan, Luca Colnaghi和Bettina Drisaldi。

当大脑中产生长期记忆时，神经元之间会产生新的连接来储存记忆。但这些物理连接必须被维护才能让记忆持续，否则它们会在几天内瓦解，记忆就会消失。许多研究人员一直在寻找维持长期记忆的分子，但它们的身份一直难以确定。

根据诺贝尔奖得主领导的研究，这些记忆分子是朊病毒蛋白质的正常版本埃里克·坎德尔博士他是大学教授和脑科学的Kavli教授，哥伦比亚大学莫蒂默B。朱克曼心脑行为研究所他是卡弗里脑科学研究所的主任，也是CUMC霍华德·休斯医学研究所的高级研究员。

朊病毒——源自蛋白质感染粒子——是一类独特的蛋白质。与其他蛋白质不同的是，它们不仅能够自我繁殖，而且还能诱导其他蛋白质呈现出不同的形状。当朊病毒在细胞中形成时，特别是在神经元中，它们通过聚集在一起形成粘性聚集物，破坏细胞过程，从而造成损害。朊病毒聚集物高度稳定，并在受感染的组织中积累，导致组织损伤和细胞死亡。死亡的细胞释放朊病毒蛋白质，然后被其他细胞吸收，因此被认为是具有传染性的。已知这些异常蛋白会引起疯牛病(牛海绵状脑病)。它们还与多种神经退行性疾病有关，包括阿尔茨海默症、帕金森症和亨廷顿舞蹈症。

相比之下，功能性朊病毒蛋白可以在细胞中发挥生理作用，而不会导致疾病。

Kausik Si和Kandel博士首次在巨型海蛞蝓(海兔)，并发现它们有助于维持记忆存储。最近，坎德尔实验室在小鼠中寻找并发现了一种名为CPEB3的类似蛋白质。

在Luana Fioriti的论文中描述的众多实验之一中，研究人员挑战老鼠反复走迷宫，让动物创造长期记忆。但当研究人员敲掉动物的CPEB3吉恩，记忆形成两周后，记忆消失了。

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在名为CPEB的类朊病毒蛋白质的帮助下，记忆被长期储存。CPEB朊病毒聚集并维持记录记忆的突触(右图中的“刺”)。当CPEB朊病毒不存在或失活时，突触崩溃，记忆消失(见左图)。(资料来源:哥伦比亚大学医学中心David Sulzer博士实验室)

随后，研究人员发现了CPEB3如何在神经元内部工作以维持长期记忆。“像致病朊病毒一样，功能性朊病毒有两种，一种是可溶性的，另一种是产生聚集物的，”他说。坎德尔。“当我们学习一些东西并形成长期记忆时，新的突触连接就会形成，这些突触中的可溶性朊病毒就会转化为聚集朊病毒。聚集的朊病毒启动维持记忆所必需的蛋白质合成。”

坎德尔说，只要这些聚集物存在，长期记忆就会持续存在。朊病毒聚合体通过不断吸收新形成的可溶性朊病毒到聚合体中进行自我更新。“这种持续的维护至关重要，”坎德尔博士说。“这是你如何记住，例如，你的初恋在你的余生。”

人类中也存在类似的蛋白质，这表明同样的机制也在人类大脑中起作用，但还需要更多的研究。“它可能在记忆中起着同样的作用，但在这一点得到检验之前，我们无法知道，”坎德尔博士说。

他补充说:“可能还涉及其他监管因素。”“长期记忆是一个复杂的过程，所以我怀疑这是否是唯一重要的因素。

关于这项研究的更多信息:

的神经元论文的题目是，基于海马的记忆的持续需要朊病毒样蛋白CPEB3介导的蛋白质合成完整的作者名单如下:Luana Fioriti, Cory Myers，黄颜有，李翔，Joseph Stephan, Pierre Trifilieff, Luca Colnaghi, Stylianos Kosmidis, Bettina Drisaldi, Elias Pavlopoulos，和Eric Kandel在CUMC(所有)。

这项工作得到了霍华德·休斯医学研究所和美国国立卫生研究院(R01 GM070934-06）.

3个相关的研究，包括更多关于CPEB3功能的细节，出现在6月份的在线问题上细胞的报道：

”sumo化是一种抑制约束，调节CPEB3的朊病毒样聚集和活性完整的作者名单如下:Bettina Drisaldi, Luca Colnaghi, Luana Fioriti, Nishta Rao, Cory Myers, Anna Snyder, Daniel Metzger, Jenna Tarasoff, Edward Konstantinov, Paul Fraser, James Manley，和Eric Kandel在CUMC(所有)。这项研究得到了霍华德·休斯医学研究所、意大利在美国高级研究学院和亚历山大·博迪尼基金会的资助。

”CPEB3蛋白是一种与肌动蛋白细胞骨架相互作用的功能性朊病毒完整的作者名单是:Eric Kandel, Joseph Stephan, Luana Fioriti, Nayan Lamba, Luca Colnaghi, Kevin Karl和Irina Derkatch(都在CUMC)。该研究得到了霍华德休斯医学研究所和美国国立卫生研究院(R01 GM070934-06)的资助。

”MicroRNA-22通过CPEB和下游靶点的突触前调控，开启了海兔的长期异质突触可塑性完整的作者名单是:Eric Kandel、ferdinand ando Fiumara(意大利都灵大学)、Priyamvada Rajasethupathy (CUMC)、Igor Antonov (CUMC)、Stylianos Kosmidis (CUMC)和Wayne Sossin(加拿大魁北克蒙特利尔麦吉尔大学)。这项研究得到了霍华德·休斯医学研究所的资助。

作者声明没有经济或其他利益冲突。

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