Penn -Team findet Key beteiligten Moleküle bei der Bildung von Langzeitgedächtnis

Wie kann man die Erfahrung eines Ereignisses in einen Speicher , der Monate zugegriffen werden kann , auch Jahre später übersetzt werden ? Ein Team von der University of Pennsylvania Forscher geführt hat, näher an der Beantwortung dieser Frage , die Ermittlung der wichtigsten Moleküle, die Kurzzeitgedächtnis zu konvertieren in langfristige diejenigen helfen kommen . Diese Proteine ​​können ein Ziel für Medikamente, die Gedächtnisleistung steigern können bieten , zu lindern einige der kognitiven Symptome, die Bedingungen, einschließlich charakterisieren Schizophrenie . Depression und Parkinson und Alzheimer- Krankheiten.

Joshua Hawk , heute ein Forschungsstipendiat an der Yale University , führte die Studie, die im Rahmen seiner Promotion durchgeführt wurde arbeiten in der Neuroscience Graduate -Gruppe an der Penn . Er arbeitete mit Ted Abel, Penns Pinsel Familie Professor für Biologie . Zusätzliche Penn Teammitglieder Shane Poplawski , Morgan Bridi , Allison Rao, Michael und Brian Sulewski Kroener . Die Penn Forscher arbeiteten mit Angie Bookout und David Mangels des Howard Hughes Medical Institute und der University of Texas Southwestern Medical Center .

"Es gibt viele Medikamente zur Verfügung , um einige der Symptome von Krankheiten wie Schizophrenie zu behandeln ", sagte Abel , "aber sie nicht behandeln, die kognitive Defizite , dass Patienten , die Schwierigkeiten mit dem Gedächtnis zählen kann . Diese Studie untersucht , um weitere spezifische Ziele Behandlung von Defiziten in der Erkenntnis . "

Veröffentlicht in dem Journal of Clinical Investigation, konzentrierte sich die Studie auf eine Gruppe von Proteinen, genannt Kernrezeptoren , die an der Regulation einer Vielzahl von biologischen Funktionen, einschließlich der Gedächtnisbildung in Verbindung gebracht werden .

Kernrezeptoren sind eine Art von Transkriptionsfaktor , Proteine, die an DNA binden und die Aktivität anderer Gene . Ihre regulatorische Rolle in der Gedächtnisbildung zu befürchten, da die Gentranskription erforderlich, um Kurzzeitgedächtnis in langlebig diejenigen durch Verstärkung neuronaler Synapsen im Gehirn aktivieren.

Um festzustellen, wie diese Klasse von Transkriptionsfaktoren Zahlen bei der Gedächtnisbildung , die Forschungs-Team trainiert Mäuse , eine einheitliche Methode , um die Erinnerung an einen Ort und Ereignis , in dem die Tiere lernen, einen bestimmten Kontext oder einen bestimmten Ton mit einem bestimmten Erlebnis assoziieren erstellen. Verbände mit einem Platz oder kontext werden geglaubt, um im Hippocampus codiert werden , während die Erinnerung wie ein Ton mit einem Cue verbunden sind vermutlich in der Amygdala codiert werden.

In den 24 Stunden nach der Belichtung Mäusen auf die Erstausbildung, die Forscher untersucht Expressionsmuster aller 49 Kernrezeptor- Gene. Sie fanden heraus, 13 , die bei der Expression in den ersten zwei Stunden nach dem Training erhöht in dem Hippocampus . In dieser Gruppe waren alle drei Mitglieder einer Klasse von Kernrezeptoren genannt Nr4a . Nr4a Gene hatte zuvor festgestellt worden, um im Ausdruck bei Verwendung einer SpeichersteigerndeKlasse von Medikamenten namens Histon deacetlylase Inhibitoren oder HDAC-Inhibitoren erhöhen.

Die Wissenschaftler nächsten erstellt eine transgene Maus , in der können sie selektiv die Aktivität der drei Nr4a Gene blockieren.

" Nachdem die transgene Maus ist sehr nützlich ", sagte Hawk . "Wir können es so zu manipulieren, dass die Nr4a Gene nur in bestimmten Hirnregionen funktionieren und dann sehen, wie Speicher - Bildungsfähigkeit der Maus die betroffen ist. "

Wenn die Forscher die Mäuse ausgesetzt , um die Ausbildung Kontext ein zweites Mal , fanden sie, dass die transgenen Mäuse hatten Erinnerung an die Stelle, an der Schulung fand reduziert - Erinnerungen, die im Hippocampus befinden - im Vergleich zu normalen Mäusen. Im Gegensatz dazu die mutierten Mäuse Amygdala -assoziierten Erinnerungen an einen Cue - der Ton gespielt während des Trainings - intakt.

" Die Mäuse hatten Wertberichtigungen für Kontextspeicher , der etwas im Hippocampus Mittel betroffen ", sagte Abel . "Das ist die Art von Speicher, entfernt bei Alzheimer und Schizophrenie geht . "

Das Research-Team zeigte auch, dass die mutierten Mäusen ist das Kurzzeitgedächtnis wurde nicht beeinträchtigt . Wenn im Kurzzeitgedächtnis Aufgaben geschult , auf Platz ihre Leistung ähnlich zu ihren normalen Geschwistern.

Darüber hinaus bestätigt die Wissenschaftler Nr4a Gene eine Rolle spielen in der Langzeitspeicherdurch Injizieren des Nr4a -defizienten Mäusen, die mit HDAC -Inhibitoren, die gezeigt worden sind, in den Speicher in normalen Mäusen zu verbessern. Die Behandlung nicht verbessern die Speicher - Bildungsfähigkeit der mutierten Mäusen , was darauf hindeutet , dass das Medikament auf die Nr4a Genen wirkt Langzeitspeicherzu steigern.

Schließlich suchten die Forscher Mäuse für Moleküle, die "stromabwärts" von Nr4a handeln und könnte ein Teil der Signalkaskade , mit denen diese Kernrezeptoren helfen Langzeitgedächtnis zu schaffen. Sie fanden zwei Genen , FOSL2 und Bdnf1 , die an nachgeschaltete Ziele Nr4a Gene zu sein schien und auch nach der Behandlung mit einem HDAC-Inhibitor erhöhte sich im Ausdruck.

" Das Finden dieser Ziele ist vielversprechend im Hinblick auf die Entwicklung neuer Medikamente ", sagt Abel . "Die meisten Arzneimittel gegen Schizophrenie , Depression und einige andere neurologische Störungen nun zielNeurotransmitterSystemeund haben Auswirkungen auf viele Systeme . In diesem Fall würde man die Genexpression wesentlich gezielt zu verändern . "

"Je mehr selektive können wir für den Weg, ist die Verbesserung des Gedächtnisses ", sagte Hawk ", desto eher können wir wirksame Medikamente zu finden. "