通过基因编辑,科学家重启衰老记忆
Virginia Tech研究者通过基因编辑修复衰老脑内关键分子通路,让年老实验鼠恢复记忆,为理解和治疗阿尔茨海默症带来突破。
衰老似乎注定伴随记忆力下降,但Virginia Tech的科学家发现,这并非不可逆。新的研究揭示,大脑的遗忘源于特定分子变化,而这些变化可以被重新调控,让衰老的大脑恢复记忆力。
研究由Timothy Jarome教授领导。他和研究生团队利用基因编辑技术,在年老实验鼠身上精准调整分子通路,成功改善了记忆表现。这一成果为理解阿尔茨海默症等疾病的机制提供了全新视角。
“超过三分之一的七十岁以上人群存在记忆退化,而这正是阿尔茨海默症的主要风险因素,”Jarome说,“我们的研究证明,记忆衰退并非随机发生,而是特定分子过程被扰乱。如果能理解这些过程,就可能找到干预的时机与方法。”
第一项研究聚焦于一种叫“K63多聚泛素化”的分子机制。它像脑内的信号标签,指导蛋白运作,帮助神经元交流与记忆形成。研究发现,衰老会让这一机制在不同脑区发生相反变化:海马体中的水平升高,而杏仁核中的水平降低。
在海马体中,研究人员用CRISPR-dCas13编辑系统降低K63多聚泛素化,老年鼠的记忆能力明显恢复。而在杏仁核中,进一步减少这一过程的活性,同样提升了记忆表现。
Jarome解释,这说明即便是同一种分子机制,在不同脑区的作用也不尽相同,但只要精准调整,都能帮助大脑重建记忆。
第二项研究聚焦于名为IGF2的基因。它是大脑形成记忆的重要因子,但随着衰老,这个基因在海马体内逐渐被化学标记“封印”,失去活性。
“IGF2很特殊,它只来自父母一方的基因拷贝,”Jarome说,“当那唯一的拷贝被沉默,你就失去了它的作用。”
研究发现,DNA甲基化会在基因上积聚化学标签,使其关闭。团队利用CRISPR-dCas9系统清除这些标签,重新激活IGF2。结果显示,老年鼠的记忆显著改善,而尚未出现记忆问题的中年鼠则没有变化,这意味着干预时机至关重要。
“我们实际上让基因重新运作起来,”Jarome说,“一旦激活,老年动物的表现立即提升。只有当大脑真正开始衰退时,这种干预才起作用。”
两项研究共同说明,记忆退化并非由单一分子引起,而是多个系统协同老化的结果。Jarome认为,要真正理解记忆丧失或阿尔茨海默症,必须从整体上看待这些分子网络的变化,而不是孤立地分析某一个基因。
“记忆退化似乎是每个人都会经历的事,”Jarome说,“但当这种变化失控时,就会引发疾病。如今我们看到,一些分子层面的改变其实可以被逆转。这意味着,衰老的大脑,也许依然有机会重新学会记得。”
