迪士尼彩乐园为人类 《天然》科学家发现, 始终缅思酿成会导致神经元DNA断裂再开导
发布日期：2024-10-22 14:06 点击次数：111
近日迪士尼彩乐园为人类，一篇发表在顶刊《天然》的论文颠覆了东谈主们关于始终缅思酿成的融会[1]。
好意思国阿尔伯特·爱因斯坦医学院的Jelena Radulovic等东谈主发现，学习和缅思酿成时会刺激大脑神经元发生热烈的电行径，导致其DNA双链断裂。DNA损害后，神经元中的特定信号通路被激活以开导DNA损害。
恰是在神经元的DNA损害和开导的经由中，缅思酿成和巩固。
“这项论断十分令东谈主欢腾，让咱们不禁猜思缅思酿成本色上是一件‘危境的事情’。”麻省理工学院神经科学家蔡立慧点评谈[2]，“在传统不雅念里，双螺旋DNA分子的两条链断裂与癌症等疾病精良联系。但此时此刻，DNA损害和开导竟被发现是始终缅思酿成的要害一环。”
历史上，已经有一些患者因为手术切除了一部分脑组织而出现缅思问题，比如医学史上最有名的患者之一H.M.。由于脑中的海马体被切除，他在手术后再也不成酿成新的始终缅思，不管是刚作念过的游戏，照旧新意志的东谈主，几分钟后就忘得清清爽爽。H.M.的故事也让东谈主们深远地意志到海马体是大脑的缅思中心。
尽管如斯，在缅思酿成和巩固的经由中，海马神经元的里面究竟发生了什么，还远莫得透露。
在这项筹议中，Jelena Radulovic等东谈主在小鼠践诺中探索始终缅思酿成背后的机制。他们在特定环境里赐与小鼠移时、轻细的电击，使小鼠酿成懦弱的情景缅思。一段时期后将小鼠再次置于这个环境中时，缅思显现，小鼠透清楚懦弱的行径。
这一系列动作终造成连锁反应，美国政府差点因“没钱”而停摆，美联储也不例外，将债务压力给到了美国一众银行，要求未通过压力测试的银行，增加数十亿美元的资本。
通过在不同期间点对这些小鼠的神经元进行分析，筹议者们发现，电击履历在小鼠大脑留住缅思的经由中，Toll样受体9（TLR9）通路联系基因在神经元被热烈激活，TLR9抒发显耀上调。
小鼠酿成电击情景缅思时神经元TLR9信号通路激活
TLR9信号通路是核外DNA的检测器，当细胞受到感染或发生凋一火导致细胞核将受损DNA流露到细胞质时，TLR9信号通路便会脱手，迪士尼彩乐园官方网站介导炎症响应手脚免疫应对。而此时，神经元很显然并莫得受到免疫威迫，仅仅要酿成一段缅思良友，TLR9信号通路为何会被激活，又有何真理呢？
为了探究海马神经元在缅思酿成经由中的分子机制，筹议东谈主员经营了一项经典的情景懦弱缅思践诺。他们通过温暖的足部电击磨练小鼠设立对新环境的缅思关联。践诺效果骄贵，当小鼠在磨练数天后重返该环境时，透清楚典型的冻结行径（freezing behavior），这阐明了情景缅思的奏效设立。
在缅思酿成的不同阶段，筹议东谈主员对海马神经元进行了系统的基因抒发分析。筹议发现，在缅思酿成初期（磨练后第4天），特定神经元群体中与炎症响应联系的基因呈现显耀激活气象。可是，跟着缅思的巩固（磨练后第21天），这些炎症联系基因的抒发水平冉冉复原到基线气象。
这一发现引起了筹议团队的终点关心，因为这些被激活的基因与TLR9信号通路密切联系。频繁情况下，TLR9通路的激活是由病原体联系分子样式（PAMPs）激发的，终点是当细胞检测到细菌等外来DNA片断时，会脱手先天免疫响应。
进一步的机制筹议标明，这种TLR9通路的激活并非由外源性感染引起，而是源于神经元本人的DNA损害。在热烈神经行径的刺激下，缅思联系神经元群发生了显耀的DNA双链断裂。天然细胞内的DNA开导机制好像实时开导大部分损害，但仍有一部分断裂的DNA片断从细胞核中逸出，这些内源性DNA片断恐怕地激活了TLR9信号通路，从而触发了炎症联系基因的抒发。
▲神经元的细胞核内正在发生DNA断裂：白点暗示DNA，紫色鲜艳组卵白，红色和绿色暗示转录因子（图片源泉：参考贵寓[3]；Credit：Radulovic lab）
而TLR9通路被激活后，还激发了一个不常见的DNA开导风光：断裂的DNA以及开导DNA的分子机器在中心体（centrosome）联结起来。中心体频繁风雅联接细胞分裂，但人所共知，锻练神经元并不会分裂，中心体在这里对开导DNA损害起到了伏击的作用。
▲在缅思中心——海马体，不同神经元对缅思的酿成和巩固起到要害作用（图片源泉：参考贵寓[2]）
那么，新筹议发现的炎性神经元与痕迹细胞怎么相互作用，对缅思的沉稳性和天真性永诀阐述什么作用？这些真理的问题有待后续筹议的透露。
参考贵寓：
[1] Vladimir Jovasevic et al., (2024) Formation of memory assemblies through the DNA-sensing TLR9 pathway. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07220-7
[2] Benjamin A. Kelvington & Ted Abel (2024) Neuronal inflammation makes memories persist. Nature Doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00679-4
[3] Making long-term memories requires nerve-cell damage. Retrieved Mar. 28迪士尼彩乐园为人类, 2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1039109