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抗癌药物或能发挥机体表观遗传记忆的辅助作用

时间:2022-06-20 作者: 点击:0次

近日,一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“The HDAC inhibitor CI-994 acts as a molecular memory aid by facilitating synaptic and intracellular communication after learning”的研究报告中,来自瑞士洛桑联邦理工学院等机构的科学家们通过研究揭示了如何重新定向抗癌药物来改善机体记忆,其或许能通过支持细胞读取对记忆非常重要的基因的能力来实现,目前研究人员在小鼠机体中揭示了这种药物的表观遗传学机制。

抗癌药物或能发挥机体表观遗传记忆的辅助作用。

图片来源:Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2116797119

如果你害怕蜘蛛,你或许会很快从一种药物中获益从而提高机体解除蜘蛛恐惧症的能力,同时还不会产生任何不良的副作用。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACis,Histone deacetylase inhibitors)是一种特殊的化学化合物,其能作为抵御多种癌症的化疗的辅助剂,这种药物能增强化疗的作用效率,当没有化疗的作用时其并不会产生可观察到的效应;在过去10年里,HDACis能作为一种认知增强剂广泛用于精神病学和神经学的动物模型研究中,这种药物能改善多种动物机体的大脑记忆并不会出现明显的副作用,鉴于这种药物的作用是全身性的,这一点或许让科学家们感到非常困惑。

如今,研究人员发现HDACis或许能作为表观遗传记忆的辅助工具,即其能支持细胞读取对大脑突触可塑性非常重要的基因的能力,从而改善神经元之间的交流沟通。研究者Johannes Graff说道,这种药物能支持非常特殊的基因,即那些能参与机体学习的基因,且并不会影响其它很多基因的表达,比如可能会存在会产生不需要的副作用的基因。文章中,研究人员分析了与记忆储存和衰退相关的表观遗传学机制,随后他们转向小鼠来研究其机体中的HDACis,研究人员将小鼠暴露于电击下,即称之为巴甫洛夫(恐惧)条件反射范式,这是一种联想记忆的测试。在没有药物的情况下,小鼠学到的东西很少,而使用该药物后,其记忆力增加了一倍。

图片来源:https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2116797119

研究者指出,这种药物只有在积极学习某些东西时才会增强大脑记忆,其能够加速已经在运动中学习的基因,比如,一旦你已经开始滑雪了就更容易加速,而不是从站立的位置来加速。此外研究人员还发现,这种药物能通过诱导支持学习的表观遗传学修饰来直接作用于表观基因组,染色质是一种DNA和蛋白质组装的复合体,主要会将长链DNA分子包装成更紧凑的结构,突触可塑性基因的转录需要染色质的可及性才能够发生,的确,利用先进的测序技术,科学家们就能观察到,染色质的可及性能在对突触交流非常重要的特定基因中被增强。

这些研究发现非常重要,因为多种HDACis已经获批用于治疗癌症患者,这意味着其能在人类机体中被安全使用,如今其能被重新定向用于人类的临床试验从而增强机体大脑的记忆;目前研究人员正在欧洲开展两项临床试验,其中一项旨在增强人们克服对蜘蛛的恐惧,另一项则旨在改善阿尔兹海默病患者的记忆。综上,本文研究结果表明,系统性的HDACi给药或许能放大大脑区域性的特定过程,而这些过程能被学习自然诱导。

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