在阿尔茨海默病患者的大脑中,形成新记忆所需的许多基因常常会受到阻碍,而这就是患者认知衰退的主要元凶之一。
如今,麻省理工学院研究人员表示,通过干扰那些阻碍记忆形成的酶,就能成功地逆转小白鼠的记忆丧失
。
这种酶叫做
组蛋白脱乙酰酶类-2
(Histone deacetylases, HDAC-2)——
它会构筑一道封锁,关闭形成新记忆所需的基因。
许多年来,科学家和制药公司一直在致力于开发能阻断这种酶的药物,但大多数药物也会同时阻碍HDAC家族的其它成员,可能引起毒副作用。不过,来自麻省理工学院的研究团队现在已经找到了一种专门消灭HDAC-2的方法——
就是阻止HDAC-2与特异性蛋白-3(Specificity protein-3, Sp3)的接触。
麻省理工学院Picower学习与记忆研究所所长、该研究的作者蔡理慧( Li-Huei Tsai) 说:
“这是一个十分振奋人心的发现,我们还是首次探明了HDAC-2管制突触基因表达的具体机制”。
图丨
麻省理工学院 Picower 学习与记忆研究所所长蔡理慧( Li-Huei Tsai)
对于阿尔茨海默患者来说,阻止这种机制的形成或许就能为治疗记忆丧失提供新的途径。在这项研究中,研究人员使用了体积较大的蛋白质片段对HDAC-2进行干扰,但如果想要当成临床药物使用,就应该使用结构更小的分子。
在 2007 年, 蔡理慧首先发现了阻断H
DAC活动可能会逆转小白鼠的记忆丧失,恢复正常的认知功能
。HDAC分为几种类型,它们的主要功能就是改造组蛋白——也就是缠绕在DNA周围的蛋白质,然后形成染色质结构。当染色质被改造并压缩过后,DNA片段中的基因表达几率会变得更小。
在人类细胞里,大约有十多种形式的HDAC,但
蔡理慧
发现只有 HDAC-2 才是封闭记忆基因的元凶。她还发现,HDAC-2在阿尔茨海默病患者体内的水平普遍偏高。
“我们认为,HDAC-2是记忆基因表达的主要调节因子;而阿尔茨海默病期间,患者体内的HDAC-2水平会升高,阻碍了记忆基因的表达,” 她说,
“如果我们可以通过抑制HDAC-2 的活动或降低HDAC-2的水平来消除阻碍,就能恢复学习和记忆所需的基因表达。”
但困难之处在于,大多数HDAC抑制剂在控制HDAC-2的同时也会影响HDAC-1;正因为HDAC-1对细胞增殖(尤其对白细胞和红细胞)是必不可少的,所以对其的不利影响会带来毒副作用。
为了找到针对HDAC-2的治
疗方法,蔡理慧决定先找出那些帮助酶结合基因以形成记忆的蛋白质。
首先,她分析了未曾患阿尔茨海默病的
尸检脑样本中所获得的基因表达数据,其中包括28个高水平HDAC-2样本和35个低水平样本。
这次研究发现,
超过2000种基因都与HDAC-2的水平非常相近,表明这些基因或许与HDAC-2有着密切联系。