据每日科学网近日报道，美国贝勒医学院研究人员发现，当小鼠脑中一种名为PKR的分子活性受到抑制时，它们在学习和记忆方面都表现得更加出色，由此可能开发出一种PKR标靶药物来提高人们的记忆能力。相关论文发表在最近一期的《细胞》杂志上。
“人们只知道PKR分子（双链结构的RNA活化蛋白激酶）是一种病毒感染的感受器，对它们在大脑中的作用还一无所知。”论文高级作者、贝勒医学院神经科学副教授莫洛·考斯特-马蒂奥里说，但PKR的活性在各种认知紊乱中都改变了。
研究小组用基因技术抑制了小鼠脑中的PKR，然后训练它们和正常小鼠寻找圆形游泳池中的平台。结果发现，这种鼠在各种行为实验中好像拥有了“超级”记忆。考斯特-马蒂奥里解释说：“我们发现抑制PKR能增强脑细胞的兴奋性，使这些小鼠的学习和记忆能力都提高了。小鼠利用视觉线索来寻找隐藏在圆形游泳池中的平台，这是一种空间记忆，对于人类而言是地点和事件。在实验中，正常小鼠必须在许多天里经过多次重复训练才能记住平台位置，而缺乏PKR的小鼠只要一次训练就能学会。”
他们进一步研究了这种分子过程的运作，发现当PKR被抑制时，γ干扰素（一种与免疫力有关的分子）就会提高突触活性，增强神经元之间的信息交流。传统上认为，这两种分子只在病毒感染和免疫反应中起作用。“没想到它们还调控着与长期记忆形成有关的脑活动，在研究怎样更长久地保持记忆、形成新记忆方面扮演重要角色。”考斯特-马蒂奥里说。
此外他们还发现，PKR抑制剂（一种能锁住PKR活性的小分子）也能模仿这一过程，因此可作为一种记忆增强药。“这确实令人震惊，我们能用特殊的PKR标靶药物同时提高记忆和大脑活性。但要将此转化为有效的疗法，还需要更多研究。”考斯特-马蒂奥里说。他们下一步将用这些发现来提高人类的脑功能，为那些记忆力下降的人带来福音。
Suppression of PKR Promotes Network Excitability and Enhanced Cognition by Interferon-γ-Mediated Disinhibition
Ping Jun Zhu, Wei Huang, Djanenkhodja Kalikulov, Jong W. Yoo, Andon N. Placzek, Loredana Stoica, Hongyi Zhou, John C. Bell
The double-stranded RNA-activated protein kinase (PKR) was originally identified as a sensor of virus infection, but its function in the brain remains unknown. Here, we report that the lack of PKR enhances learning and memory in several behavioral tasks while increasing network excitability. In addition, loss of PKR increases the late phase of long-lasting synaptic potentiation (L-LTP) in hippocampal slices. These effects are caused by an interferon-γ (IFN-γ)-mediated selective reduction in GABAergic synaptic action. Together, our results reveal that PKR finely tunes the network activity that must be maintained while storing a given episode during learning. Because PKR activity is altered in several neurological disorders, this kinase presents a promising new target for the treatment of cognitive dysfunction. As a first step in this direction, we show that a selective PKR inhibitor replicates the Pkr−/− phenotype in WT mice, enhancing long-term memory storage and L-LTP.
