科学家开发出一种可改善记忆力的工程蛋白质

罗马天主教大学医学与外科学院和 Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS 的神经科学家对一种分子--蛋白质 LIMK1 进行了基因改造，开发出了一种能增强记忆力的工程蛋白。

他们添加了一个"分子开关"，通过服用一种名为雷帕霉素的药物来激活该开关。

这是发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上的一项研究成果，罗马天主教大学和阿戈斯蒂诺-杰梅里大学基金会（Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS）参与了这项研究。这项研究由生理学全职教授兼神经科学系主任克劳迪奥-格拉西（Claudio Grassi）负责协调。

这项研究得到了意大利教育、大学和研究部、美国阿尔茨海默氏症协会基金会和意大利卫生部的支持，具有巨大的应用潜力，可以提高我们对记忆功能的认识，促进确定治疗痴呆症等神经精神疾病的创新解决方案。

LIMK1 在记忆过程中的作用

LIMK1 蛋白在决定神经元结构变化（即树突棘的形成）方面起着至关重要的作用，树突棘能增强神经网络中的信息传输，在学习和记忆过程中至关重要。

该研究的资深作者克劳迪奥-格拉西（Claudio Grassi）教授解释说："记忆是一个复杂的过程，涉及到神经元之间的连接--突触的改变，在特定的脑区，如海马区，突触是一种神经结构，在记忆形成中起着至关重要的作用。这种现象被称为"突触可塑性"（synaptic plasticity），涉及神经回路被激活时突触结构和功能的变化，例如感官体验。格拉西教授补充说："这些经历会促进涉及大量蛋白质的复杂信号通路的激活。"

"事实上，这些蛋白质的表达或修饰减少与认知功能的改变有关。LIMK1就是其中之一。我们的研究目标是调节这种蛋白质的活性，因为它在神经元之间树突棘的成熟过程中起着关键作用。"格拉西教授强调说："用药物控制 LIMK1 意味着能够促进突触可塑性，从而促进依赖于突触可塑性的生理过程。"

化学遗传策略： 增强记忆的新方法

该研究的第一作者、天主教大学生理学副教授克里斯蒂安-里波利（Cristian Ripoli）补充道："这种创新的'化学遗传'策略结合了遗传学和化学，其关键恰恰与雷帕霉素的使用有关，雷帕霉素是一种免疫抑制药物，众所周知，在临床前模型中，它能延长人的寿命，并对大脑产生有益影响。"

里波利教授强调说："因此，我们修改了 LIMK1 蛋白质的序列，插入了一个分子开关，使我们能够通过服用雷帕霉素按指令激活 LIMK1 蛋白质。在患有老年性认知功能衰退的动物身上，使用这种基因疗法修改 LIMK1 蛋白并用药物激活它，可以显著改善它们的记忆力。这种方法使我们能够在生理和病理条件下操纵突触可塑性过程和记忆。此外，它还为开发更多的'工程'蛋白质铺平了道路，这些蛋白质可能会彻底改变神经学领域的研究和治疗。"

研究的下一步将是在表现出记忆缺陷的神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）的实验模型中验证这种疗法的有效性。格拉西教授最后说："还需要进一步研究，以验证这项技术在人体中的应用。"