回憶是什麼做的?研究指出:蛋白質

回憶是什麼?科學家 Charles Hoeffer 想到的是蛋白質。

回憶是什麼?是孩時校園裡的追逐?第一次學會騎單車?科學家 Charles Hoeffer 想到的是蛋白質。

過去 5 年,美國科羅拉多大學波德分校(CU Boulder)助理教授 Charles Hoeffer 一直專注於研究一種叫做 AKT(蛋白質激酶 B)的蛋白質,這種蛋白質廣泛存在於大腦組織中並扮演重要角色,好讓大腦能吸取新的經驗並創造回憶。

直到今天,科學家們對這項蛋白質的了解還是相當有限,然而在美國國家衛生研究院(National Institutes of Health)的資助下,Hoeffer 及其團隊在最新發表的研究中,首度揭露了 3 種不同 AKT 及其影響大腦的明確作用。

AKT(蛋白質激酶 B)的蛋白質廣泛存在於大腦組織中並扮演重要角色,好讓大腦能吸取新的經驗並創造回憶。

這項發現很有可能為許多腦部疾病帶來新治療方向,比如從惡性腦瘤(glioblastoma)、阿茲海默症(Alzheimer’s disease)甚至到精神分裂症(schizophrenia)。

Hoeffer 表示:「我們的研究首度整理出不同形式的 AKT,以及其在腦部如何作用。」

AKT 於 1970 年代首度發現,並定義為一種「致癌基因」(oncogene),直到近期 AKT 的其他影響才逐一解開,包括它能夠促進神經突觸可塑性(synaptic plasticity),也就是說能夠加強大腦細胞連結以應對經驗的能力。

研究指出: AKT (蛋白質激酶 B)能夠加強大腦細胞連結以應對經驗的能力。

「打個比方,當你看見大白鯊時,你可能感到驚嚇,而你的大腦會形成一個記憶來記錄正在發生的事件,此時你的身體會產生新的蛋白質來編譯(encode)這個記憶。」AKT 就是其中一種參與記憶工廠啟動的關鍵蛋白質。

這項研究中,Hoeffer 團隊將小鼠身上的 3 種 AKT 去除,並觀察牠們的腦部活動。AKT2 發現僅存在於星狀神經膠細胞(Astroglia),這種星狀結構的細胞存在大腦及脊椎神經,對腦部腫瘤及創傷有很大影響。這項發現的重要性在於,如果能開發出一種僅針對 AKT2 而不會影響其他 AKT 蛋白質的藥物,就能大幅減少藥物的副作用。

研究團隊同時也發現 AKT1 廣泛存在神經元中,對促進突觸的強化有最大影響,這些突觸正是負責記憶形成。這項研究呼應了先前一項研究結果:AKT1 突變會提高精神分裂症及其他腦部病變的風險,也就是說這類病患在認知或記憶經驗時出現混亂。

AKT3 在腦部發育扮演重要角色,AKT3 基因被去活化的小鼠,腦容量較小。「在這之前,對 AKT 的了解較含糊,只知道它們存在同一個地方、有同樣作用。現在我們了解更多了。」Hoeffer 說。

他表示,非特異性廣泛抑制 AKT 的藥物已開發用來治療癌症,但未來會有針對特異蛋白質作用更精準的藥物出現,比如強化 AKT1 的藥物能用來治療阿茲海默症及精神分裂症;抑制 AKT2 的藥物能治療癌症等,這種特異性能不干涉其他 AKT 形態,避免副作用產生。

目前還有更多動物實驗正在進行,目的在探究當這些蛋白質產生變異時如何影響行為。這項研究為神經性疾病治療提供新的方向,相較於萬靈丹式的治療方法,目標特異才能達到更有效及精準的治療效果。

 

本文經科技新報授權轉載《回憶是什麼做的?最新研究揭露關鍵蛋白質

 

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