来源:生物探索 | 2022-06-11 05:30:55 |
艾滋病与记忆衰退,看上去似乎是两类毫不相干的病症。然而,一项最近发表在Nature上题为“CCR5closes the temporal window for memory linking”的研究发现,人类大脑记忆连接的缺失是由CCR5表达所导致的,而目前上市的一款艾滋病药物可以抑制大脑中CCR5的表达,从而恢复大脑记忆功能(图1)[1]。
图1 研究成果(图源:[1])
现实世界的记忆是在特定的背景下形成的,通常不是孤立地获得或回忆起来的,时间是记忆组织中的一个关键变量,因为时间相近的事件更可能有意义地联系在一起。因此,人类大脑习惯于将记忆存储成组,这样回忆起某个重要片段就会触发其他相关记忆。然而,随着年龄的增长,人类大脑会逐渐丧失连接相关记忆的能力。
那么,大脑中记忆连接丧失的幕后机制是什么?加州大学洛杉矶分校的研究团队发现,其或与CCR5基因的表达密切相关。其实对于CCR5,科学家早已不陌生。早在20多年前,就有研究发现,HIV(Human immunodeficiency virus)入侵人体细胞时靶向的正是CCR5受体。
此后,针对CCR5开发的艾滋病药物逐渐涌入市场并得到广泛应用,但CCR5的生理功能还远不止此。2016年12月, Tawnie Silva曾在elife上发表题为“CCR5is a suppressor for cortical plasticity and hippocampal learning and memory”的研究,证实CCR5的表达会阻止机体唤起相关记忆,这可能也解释了为何艾滋病患者会出现认知缺陷(图2)[2]。
图2 研究成果(图源:[2])
通过小鼠实验,研究团队进一步发现CCR5表达的增加会阻止记忆连接。研究人员将小鼠间隔一段时间,分别放在两个环境不同的笼子中,并用微型显微镜观察神经元的活动以评估其大脑的记忆能力。试验显示:
★当间隔时间不长时,小鼠在两个环境中具有相似的活跃神经元,这表明小鼠可以将这两个环境的记忆联系起来;
★但当隔离间隔超12-24小时时,研究人员发现CCR5的表达量激增会导致原本活跃的神经元发生变化,记忆连接也会相应丧失。
随后,当研究人员敲除小鼠体内的CCR5基因时,小鼠又可以将无法连接的记忆联系起来(图3),这项研究揭示了CCR5表达在记忆连接中的关键作用。
图3CCR5促进了与年龄相关的记忆连接衰退,而CCR5拮抗剂逆转这一过程(图源:[1])
那么,既然涉及同一种受体,靶向CCR5的抗艾滋病药物能否直接用来提升记忆连接呢?为了验证该假设,研究团队测试了一种早已在2007年通过FDA批准上市的抗艾滋病感染药物Selzentry在小鼠中的功效(图4),研究结果显示此种药物可起到与敲除CCR5相同的效果,帮助小鼠逆转中年记忆丧失,再次连接记忆,逆转HIV感染引起的认知缺陷。
图4 抗艾滋病感染药物Selzentry(图源:辉瑞官网)
Selzentry由ViiV Healthcare公司制造,于2007年8月获得FDA批准上市。Selzentry是一种主要活性成分为Maraviroc的HIV-1处方药,与其他抗逆转录病毒药物一起使用,用于治疗2岁及以上,体重10公斤以上的趋化CCR5型HIV-1感染。在美国,它的商品名为Selzentry,而在其他国家和地区,其商品名为Celsentri。
该项研究提出了一种加强中年人记忆的新方法,有望对痴呆症进行尽早干预。研究人员下一步将组织以早期干预为目标的临床试验,测试Maraviroc对早期记忆丧失的恢复作用。
参考资料:
[1]Shen Y, Zhou M, Cai D, et al. CCR5 closes the temporal window for memory linking. Nature. 2022 May 25. doi: 10.1038/s41586-022-04783-1. Epub ahead of print. PMID: 35614219.
[2]Zhou M, Greenhill S, Huang S, et al. CCR5 is a suppressor for cortical plasticity and hippocampal learning and memory. Elife. 2016 Dec 20;5:e20985. doi: 10.7554/eLife.20985. PMID:27996938; PMCID: PMC5213777.
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