科学家开发出一种可以改善记忆力的工程蛋白质

研究人员通过对 LIMK1 蛋白进行基因改造并用雷帕霉素激活它，在记忆研究方面取得了新的突破。 这种创新方法显示了治疗与记忆相关的神经精神疾病和推进神经学研究的潜力。

罗马天主教大学医学和外科学院和 Fondazione Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS 的研究人员开发了一种增强记忆力的工程蛋白质。

罗马天主教大学医学与外科学院和 Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS 的神经科学家对一种分子（蛋白质 LIMK1）进行了基因改造，该分子通常在大脑中活跃，对记忆起着关键作用。

他们添加了一个“分子开关”，通过服用雷帕霉素药物来激活该开关，众所周知，雷帕霉素对大脑具有多种抗衰老作用。

具有重要意义的合作研究

这是杂志上发表的一项研究结果 科学的进步，其中包括罗马天主教大学和 Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS。 该研究由生理学教授兼神经科学系主任克劳迪奥·格拉西（Claudio Grassi）协调。

该研究得到了意大利-美国教育、大学和研究部的支持 阿尔茨海默氏病 该协会基金会和意大利卫生部通过提高我们对记忆功能的理解并促进识别痴呆等神经精神疾病的创新解决方案，具有巨大的应用潜力。

LIMK1 在记忆过程中的作用

LIMK1 蛋白在决定神经元结构变化方面发挥着至关重要的作用，特别是树突棘的形成，树突棘增强神经网络中的信息传输，对于学习和记忆过程至关重要。

该研究的主要作者克劳迪奥·格拉西（Claudio Grassi）教授解释说：“记忆是一个复杂的过程，涉及突触的修改，突触是大脑特定区域（例如海马体）神经元之间的连接，海马体是一种起着至关重要作用的神经结构。在记忆形成中。

“这种现象被称为突触可塑性，涉及突触结构和功能的变化，这种变化是在神经回路被激活时发生的，例如，通过感觉体验。格拉西教授补充道：“这些体验促进了复杂信号通路的激活，这些信号通路涉及许多蛋白质。

“其中一些蛋白质对记忆特别重要。事实上，这些蛋白质的表达减少或修饰与认知功能的变化有关。其中一种蛋白质是 LIMK1。我们研究的目的是调节这种蛋白质的活性，因为它在神经元之间树突棘的成熟中起着关键作用。Grassi教授强调，使用药物控制LIMK1意味着能够增强突触可塑性，从而增强依赖于它的生理过程。

化学遗传策略：增强记忆力的新方法

该研究的第一作者、天主教大学生理学副教授克里斯蒂安·里博利 (Christian Riboli) 补充道：“这种结合了遗传学和化学的创新‘化学’策略的关键与雷帕霉素的使用精确相关。雷帕霉素是一种免疫抑制药物。” 在临床前模型中，一种已知可延长预期寿命并对大脑产生有益影响的药物。

“我们通过引入分子开关修改了 LIMK1 蛋白的序列，使我们能够根据需要通过雷帕霉素的给药来激活它，”Riboli 教授证实。

“在患有与年龄相关的认知能力下降的动物中，使用这种基因疗法来修饰 LIMK1 蛋白并用药物激活它，可以显着改善记忆力。这种方法使我们能够解决生理和病理条件下的突触可塑性和记忆过程。此外，它为开发更多“工程化”蛋白质铺平了道路，这些蛋白质可以彻底改变神经科学研究和治疗。

“下一步将是在显示记忆缺陷的神经退行性疾病（例如阿尔茨海默病）的实验模型中验证这种治疗方法的有效性。还需要进一步的研究来验证该技术在人类中的使用。”

参考文献：“利用外部扰动激酶来工程记忆”，作者：Christian Riboli、Onur Daghlian、Pietro Reyna、Francesco Pastore、Fabiola Pacello、Raimondo Solazzo、Marco Rinaudo、Martina Battistoni、Sara Martini、Antonella Tramutola、Andrea Satin、Eugenio Baroni、Takeo Sanyoshi 。 ，Tommaso Felin、Yasunori Hayashi 和 Claudio Grassi，2023 年 11 月 15 日， 科学的进步。
DOI：10.1126/sciadv.adh1110