大腦是人體最神秘的部分,它掌控著人的情感與智慧,。學(xué)習(xí)能力對(duì)每個(gè)人都非常重要,,那么大腦如何控制學(xué)習(xí)過(guò)程的呢?
最近,,來(lái)自美國(guó)德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)能夠影響大腦中與學(xué)習(xí)有關(guān)的區(qū)域中神經(jīng)元發(fā)火的生化開關(guān),。這一發(fā)現(xiàn)將有助于人們了解精神分裂癥和阿爾茨海默癥。
已經(jīng)知道,,Reelin是一種對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)十分重要的的蛋白質(zhì):在發(fā)育過(guò)程中,,reelin發(fā)送信號(hào)給遷移的神經(jīng)元并告訴它們應(yīng)該去什么地方;在成年小鼠中,,reelin與記憶的形成有關(guān),,并且降低reelin的水平可能導(dǎo)致人類的精神分裂癥,。
在公布在8月18日的Neuron上的最新的研究中,Joachim Herz博士和同事研究了大腦中對(duì)學(xué)習(xí)至關(guān)重要的海馬區(qū)域,。他和同事集中研究了reelin和兩種其他分子——Apoer2和NMDA受體之間的相互作用,。
在神經(jīng)系統(tǒng)中,NMDA受體被包埋在突觸膜中,。Apoer2則是另外一個(gè)與NMDA受體有關(guān)的受體,。當(dāng)reelin遇到細(xì)胞時(shí),它會(huì)附著到Apoer2上并通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞中NMDA受體的一部分的一種化學(xué)修飾來(lái)刺激NMDA受體的活性,。這種修飾的結(jié)果是使神經(jīng)細(xì)胞接受的信號(hào)被放大(更好地接受意味著更高的學(xué)習(xí)能力)。
Apoer2從指導(dǎo)胚胎大腦中的神經(jīng)元到調(diào)節(jié)突觸信號(hào)的職能轉(zhuǎn)變發(fā)生在出生之時(shí),。一小串氨基酸被添加到Apoer2的一端——這對(duì)蛋白的新功能至關(guān)重要,。Herz和同事發(fā)現(xiàn)Apoer2的這種加長(zhǎng)形式對(duì)reelin作用于NMDA受體是必須的。當(dāng)reelin結(jié)合到加長(zhǎng)的Apoer2時(shí),,NMDA受體會(huì)改變它的結(jié)構(gòu)和作用,,從而導(dǎo)致神經(jīng)元接受信號(hào)的加強(qiáng)。
研究人員創(chuàng)造出了一種丟失了Apoer2拼接部分突變小鼠,,并且發(fā)現(xiàn)這種小鼠學(xué)習(xí)和記憶非常困難,。這意味著Apoer2中額外的氨基酸鏈似乎充當(dāng)了讓reelin信號(hào)達(dá)到NMDA受體的一個(gè)開關(guān),并因此在動(dòng)物的學(xué)習(xí)和記憶中起到一種中心作用,。
除了reelin,,Apoer2還能與一種叫做ApoE的蛋白結(jié)合。ApoE的其中一種形式叫做ApoE4,,它已經(jīng)被證明能夠明顯增加老年人發(fā)生阿爾茨海默癥的風(fēng)險(xiǎn)(生物通記者楊淑娟),。