NB：徐许峰/李岩合作报道海马依赖性记忆的新神经机制

染色质重塑因子SMARCA5通过代谢途径维持海马依赖性记忆

Chromatin Remodeling Factor SMARCA5 Is Essential for Hippocampal Memory Maintenance via Metabolic Pathway

曲钰1 • 周楠2 • 张遐1,3,4,5 • 李岩2 • 徐许峰1,3

1青岛大学神经精神疾病研究院，青岛266001，中国

2山东大学齐鲁医院泌尿外科， 济南250012，中国

3渥太华大学皇家心理健康研究所，K1Z7K4，加拿大

4空军军医大学西京医院麻醉科，西安710032，中国

5陕西师范大学生命科学学院现代教学技术重点实验室，西安710032，中国

第一作者：曲钰、周楠

通讯作者：徐许峰、李岩

解开记忆形成和巩固的潜在机制一直是神经科学领域的一个主要目标。近年来的研究发现，表观遗传调控通过非编码RNA、DNA甲基化、组蛋白甲基化和乙酰化以及染色质重塑等过程来修饰组蛋白和DNA进而调控基因表达和新蛋白合成。作为一个重要的染色质重塑因子，到目前为止，SMARCA5在学习记忆中的功能仍不清楚。

本研究主要聚焦SMARCA5在学习记忆中的功能和机制研究。

本研究采用了一种常用的海马依赖性记忆范式—场景性恐惧记忆（contextual fear conditioning, CFC）进行研究。研究人员首先评估了CFC训练后不同时间点海马不同区域SMARCA5表达的变化。研究结果显示，CFC训练能够使海马背侧DG区SMARCA5 蛋白水平明显升高，而腹侧和BLA区DG区SMARCA5 mRNA水平无明显升高。该结果提示背侧DG区的SMARCA5蛋白可能参与海马依赖性记忆。

研究人员接着通过阻断或者过表达海马DG脑区的SMARCA5蛋白来观察小鼠行为学的变化，发现阻断SMARCA5能够显著损伤小鼠CFC记忆的长时记忆，而过表达SMARCA5能够增强小鼠的长时记忆，明确了SMARCA5在CFC记忆中的功能。

进一步通过其他记忆范式，研究人员发现阻断SMARCA5蛋白也能够影响小鼠的空间记忆和物体认知记忆，确认了SMARCA5蛋白在海马依赖性记忆中的功能。

在明确SMARCA5蛋白参与海马依赖性记忆后，研究人员对其背后的机制进行了探讨。首先通过蛋白高通量测序，研究人员发现在CFC训练后阻断SMARCA5蛋白会导致许多基因的表达，这些表达与经过CFC训练的对照小鼠相比发生变化，其中包括许多能量代谢通路中的分子。接着通过RT-PCR、病毒干扰或过表达以及行为学验证等方法，研究人员发现SMARCA5能够通过调控能量代通路的分子如ACY1和NME3等蛋白的表达来参与海马依赖性记忆（图1）。

图1 SMARCA5通过调控代谢途径参与海马依赖性记忆模式图。

综上所述，本研究首次确定SMARCA5参与成年海马记忆维持和神经发生，为揭示SmarCA5基因敲除在CFC形成过程中影响的蛋白质和信号通路提供了证据，并增强了对染色质重塑参与学习和记忆的理解。

关键词：海马；学习记忆；表观遗传；染色质重塑；能量代谢途径

发布于：陕西