科学家发现增强衰老大脑记忆的新方法Scientists Have Discovered a Way to Boost Memory in Aging Brains

环球医讯 / 认知障碍来源:scitechdaily.com美国 - 英语2025-11-02 02:08:23 - 阅读时长4分钟 - 1681字
弗吉尼亚理工学院研究人员发现年龄相关记忆衰退源于大脑特定分子变化,通过基因编辑技术精准调节海马体和杏仁核中的K63多聚泛素化水平及IGF2基因活性,成功提升老年大鼠记忆功能;研究证实记忆衰退并非不可逆,为阿尔茨海默病治疗提供了分子层面的新靶点,同时强调多系统协同干预的必要性,该突破由美国国立卫生研究院资助,发表于《神经科学》和《脑研究快报》。
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科学家发现增强衰老大脑记忆的新方法

科学家可能发现了大脑自身的"记忆开关",表明年龄相关遗忘并非不可逆转。弗吉尼亚理工学院的研究人员证实,记忆衰退与大脑特定分子变化相关,精细调节这些过程可显著提升记忆功能。

在两项关联研究中,农业与生命科学学院动物科学系副教授蒂莫西·贾罗姆及其研究生团队运用先进基因编辑技术,针对年龄相关的分子变化进行干预,成功提升了老年实验对象的记忆表现。实验以大鼠为模型,因其记忆受衰老影响的机制与人类高度相似。

贾罗姆同时兼任神经科学学院研究员,他指出:"超过三分之一的70岁以上人群受记忆衰退困扰,这是阿尔茨海默病的主要风险因素。本工作表明记忆衰退与可靶向研究的特定分子变化相关。若能理解其分子层面的驱动机制,我们便能揭示痴呆症的病理根源,并最终指导新型治疗方法的开发。"

针对两大关键脑区的记忆衰退干预

首项发表于《神经科学》期刊的研究由贾罗姆与博士生尹恩·贝主导,聚焦K63多聚泛素化机制。该分子过程如同大脑蛋白质的"信号标签系统",正常运作时支持神经元间通信并促进记忆形成。

研究团队发现衰老会干扰大脑两大关键区域的该过程:在负责记忆形成与回忆的海马体中,K63多聚泛素化水平随年龄增长而升高;研究人员运用CRISPR-dCas13 RNA编辑系统降低该水平后,成功提升了老年大鼠的记忆表现。

在主管情绪记忆的杏仁核中,K63多聚泛素化水平随年龄增长而下降;研究人员进一步降低该水平后,同样增强了老年大鼠的记忆能力。

贾罗姆表示:"这些发现揭示了K63多聚泛素化在大脑衰老过程中的关键作用。在两个脑区中,调节这一分子过程均有效改善了记忆功能。"

激活支持记忆的基因

第二项发表于《脑研究快报》的研究由贾罗姆与博士生香农·金凯德主导,聚焦支持记忆形成的生长因子基因IGF2。随着大脑衰老,海马体中该基因因化学沉默导致活性下降。

"IGF2是我们DNA中少数印记基因之一,仅表达自单亲拷贝,"贾罗姆解释道,"当这个单拷贝随年龄启动关闭,其益处便会丧失。"

研究发现该沉默源于DNA甲基化——化学标记在基因上累积并使其关闭的自然过程。研究人员运用精准基因编辑工具CRISPR-dCas9清除这些标记并重新激活基因,使老年大鼠记忆功能显著改善。

贾罗姆指出:"我们本质上重启了该基因。实施后,老年实验动物表现大幅提升。而尚未出现记忆问题的中年动物未受影响,这证明干预时机至关重要——必须在功能异常初期介入。"

两项研究共同表明,记忆衰退并非单一分子或通路所致,多个分子系统可能共同影响大脑衰老过程。

"我们习惯逐个研究分子,但现实是多重变化同步发生,"他强调,"若要理解为何记忆随年龄衰退或为何发展为阿尔茨海默病,必须审视更宏观的图景。"

协作式研究生主导研究

两项研究均由贾罗姆实验室的研究生主导,并获罗莎琳德·富兰克林大学、印第安纳大学及宾州州立大学科学家协作支持。动物科学系博士生尹恩·贝主导K63多聚泛素化研究,同项目博士生香农·金凯德主导IGF2研究。

贾罗姆表示:"这些项目体现了我们研究的核心特征——研究生主导的协作模式。学生深度参与实验设计、数据分析及科学问题的构建。"

本研究获美国国立卫生研究院与美国衰老研究联合会资助。

他总结道:"人人随年龄增长都会出现记忆衰退,但当其异常时,阿尔茨海默病风险将上升。我们发现部分分子层面的变化可被修正——这为潜在治疗指明了方向。"

参考文献:

"海马体与杏仁核中蛋白酶体非依赖性K63多聚泛素化的年龄相关失调",作者尹恩·贝、哈什尼·文卡特等,2025年6月14日,《神经科学》。

"雄性海马体中Igf2的DNA甲基化增加调控年龄相关的突触可塑性与记忆缺陷",作者香农·金凯德、考特尼·P·斯蒂克林等,2025年8月11日,《脑研究快报》。

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