記憶力減退，或許并非只是“變老”的自然結(jié)果。美國弗吉尼亞理工大學(xué)（Virginia Tech）的最新研究指出，記憶力下降與大腦中的特定分子變化密切相關(guān)，而通過精準(zhǔn)調(diào)控這些分子過程，有可能改善老年期的記憶表現(xiàn)。

該研究由弗吉尼亞理工大學(xué)農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)學(xué)院動(dòng)物科學(xué)學(xué)院副教授Timothy Jarome及其研究團(tuán)隊(duì)完成，利用基因編輯技術(shù)在老年實(shí)驗(yàn)鼠模型中進(jìn)行驗(yàn)證。研究成果分別發(fā)表于《Neuroscience》和《Brain Research Bulletin》雜志。

針對兩大腦區(qū)的分子調(diào)控：K63多泛素化機(jī)制

在第一項(xiàng)研究中，Jarome團(tuán)隊(duì)聚焦于一種名為K63 polyubiquitination（K63多泛素化）的分子過程——它在腦細(xì)胞中起到“分子標(biāo)簽”的作用，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的功能與行為，從而影響神經(jīng)元間的信號傳遞與記憶形成。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，這一機(jī)制在大腦的兩個(gè)關(guān)鍵區(qū)域發(fā)生不同方向的變化：

• 在海馬體（hippocampus）中，K63多泛素化水平隨年齡上升。研究人員利用CRISPR-dCas13 RNA編輯系統(tǒng)降低其水平后，老年鼠的記憶能力顯著改善。
• **在杏仁核（amygdala）**中，該過程則隨年齡下降。令人意外的是，當(dāng)研究人員進(jìn)一步降低其水平時(shí)，老年鼠的情緒記憶反而得到增強(qiáng)。

“這些結(jié)果揭示了K63多泛素化在大腦老化中的重要作用，”Jarome表示，“無論在海馬體還是杏仁核，通過調(diào)節(jié)這一分子過程，我們都能改善記憶表現(xiàn)?！?/p>

重新激活支持記憶的基因：IGF2

第二項(xiàng)研究聚焦于**IGF2（胰島素樣生長因子2）**這一與記憶形成密切相關(guān)的基因。隨著大腦老化，該基因在海馬體中逐漸“沉默”，表達(dá)活性下降。

“IGF2是少數(shù)幾個(gè)‘印記基因’之一，也就是說，它只來自父母其中一方的拷貝，”Jarome解釋道，“當(dāng)這唯一的活性拷貝因老化被關(guān)閉后，記憶支持功能就會(huì)喪失?！?/p>

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，這種“沉默”是由DNA甲基化（DNA methylation）導(dǎo)致的。通過CRISPR-dCas9基因編輯系統(tǒng)移除這些甲基化標(biāo)記，他們成功重新激活了IGF2基因，使老年鼠的記憶顯著改善。
“我們實(shí)際上是把這個(gè)基因‘重新打開’了，”Jarome說，“老年鼠的表現(xiàn)明顯提升，而中年鼠則沒有變化，這說明干預(yù)的時(shí)機(jī)非常關(guān)鍵——要在問題剛出現(xiàn)時(shí)介入?！?/p>

記憶衰退并非單一路徑：多分子系統(tǒng)協(xié)同作用

這兩項(xiàng)研究共同指出，老年記憶退化并非由單一分子或途徑引起，而是多個(gè)分子機(jī)制共同作用的結(jié)果。
“如果我們想真正理解記憶為何會(huì)隨年齡下降，或阿爾茨海默病為何發(fā)生，就必須從更宏觀的分子網(wǎng)絡(luò)角度來研究，”Jarome強(qiáng)調(diào)。

研究背后的團(tuán)隊(duì)合作與培養(yǎng)

兩項(xiàng)研究均由Jarome實(shí)驗(yàn)室的研究生主導(dǎo)，并與羅莎琳德·富蘭克林大學(xué)（Rosalind Franklin University）、印第安納大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)合作完成。
其中，Yeeun Bae博士主導(dǎo)了K63多泛素化研究，Shannon Kincaid博士生負(fù)責(zé)IGF2研究。

“這是典型的以研究生為核心的協(xié)作性科研項(xiàng)目，”Jarome表示，“學(xué)生不僅參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析，還在塑造科學(xué)問題的過程中發(fā)揮了主導(dǎo)作用?！?/p>

Jarome總結(jié)道：“幾乎每個(gè)人在變老后都會(huì)出現(xiàn)一定程度的記憶力下降，但當(dāng)這種變化異常加重時(shí)，就可能演變?yōu)榘柎暮Ｄ?。我們的研究表明，這些分子層面的變化是可以被糾正的——這為未來開發(fā)記憶障礙的潛在療法提供了新的方向?！?/p>

參考文獻(xiàn)：

Yeeun Bae et al, Age-related dysregulation of proteasome-independent K63 polyubiquitination in the hippocampus and amygdala,?Neuroscience?(2025).?DOI: 10.1016/j.neuroscience.2025.06.032

Shannon Kincaid et al, Increased DNA methylation of Igf2 in the male hippocampus regulates age-related deficits in synaptic plasticity and memory,?Brain Research Bulletin?(2025).?DOI: 10.1016/j.brainresbull.2025.111509

編輯：王洪

排版：李麗