211service.com
Av möss och minne
Att behandla hjärnskadade möss med föreningar som påverkar genuttrycket återställer deras förmåga att återkalla långtidsminnen, enligt en studie i veckans Natur . Att föda upp mössen i en stimulerande miljö har samma effekt. Resultaten tyder på att minnen, när de väl har konsoliderats, kan förbli tillgängliga även efter betydande förlust av hjärnceller. De öppnar också för möjligheten att utveckla läkemedel för att behandla minnesförlusten i samband med tillstånd som Alzheimers sjukdom och demens.
Miljöberikning: Möss inhysta i en intressant miljö - i det här fallet, en stor bur som innehåller leksaker i olika färger, former och texturer och ett löphjul som tillåter frivillig träning - kunde bättre återställa långtidsminnen efter hjärnskador. Fynden kan hjälpa till i utvecklingen av minnesförbättrande läkemedel för människor.
Tidigare forskning har gett resultat liknande studiens upptäckt att miljöberikning kan förbättra lärandet. Det är ingen stor sak, säger medförfattaren Li-Huei Tsai från MIT:s Picower Institute for Learning and Memory, men när det gäller återhämtning av långtidsminne … var vi alla häpna.
Tsai och hennes kollegor genomförde studien på möss som är genetiskt modifierade för att uttrycka ett protein som kallas p25 under vissa förhållanden. Proteinet utlöser massiv hjärncellsdöd och har varit inblandat i neurodegenerativa sjukdomar. Forskare kan slå på och av uttrycket av p25 genom att kontrollera mössens diet, vilket framkallar hjärnskador efter behag. Utan specialdieten beter sig mössen som vanliga möss.
För att testa mössens minne började Tsai och hennes kollegor med att konditionera dem att vara rädda för en viss plats. Mössen flyttades från sina burar till en kammare som gav en ny intressant miljö de vill utforska, förklarar hon. Men i den kammaren fick mössen en mild chock på fötterna. Det gör inte ont, säger Tsai, men de hatar det.
Denna rädslakonditionering kodas i hippocampusområdet i hjärnan innan den överförs tre till fyra veckor senare till cortex, där den blir ett stabilt långtidsminne. Efter det, om mössen återförs till kammaren kommer de ihåg den dåliga upplevelsen och fryser på plats istället för att utforska.
Efter att ha etablerat detta minne i de genetiskt modifierade mössen, inducerade Tsai och hennes kollegor hjärnskador genom att slå på p25-genen. Som väntat tappade mössen sin rädsla för kammaren och misslyckades med att frysa som vanliga möss skulle göra efter samma konditionering.
Men att ge de hjärnskadade mössen en förening som kallas en histondeacetylas-hämmare (HDAC) gav mycket olika resultat. Histoner är proteiner som DNA-strängar lindar sig runt och bildar en struktur som kallas kromatin. Det sätt på vilket kromatin sätter ihop sig påverkar genreglering och uttryck. Möss som fått en HDAC-hämmare, som gör att DNA:t kan varva ner från histonerna, vilket gör DNA:t tillgängligt för transkription, kunde återställa långtidsminnen mycket bättre än obehandlade möss.
Detta förbättrade återkallande inträffade också när hjärnskadade möss som inte behandlats med HDAC-hämmaren placerades i en berikande miljö. Enligt Tsai hålls mössen normalt i en liten bur med inte mycket mer än mat och vatten. Att flytta dem till en större bur med massor av leksaker, ett löphjul och andra möss att interagera med gör att de kan vara mycket mer aktiva, fysiskt och mentalt, säger hon. Möss i denna stimulerande miljö uppvisade mycket bättre frysbeteende, vilket visade att de kunde återställa sina långtidsminnen.
Både HDAC-hämmaren och den berikande miljön stimulerar sannolikt tillväxten av kopplingar mellan neuroner, som kopplar om hjärnan på ett sådant sätt att de gör långtidsminnen mer tillgängliga, säger Tsai. Du ser inte nödvändigtvis ett ökat antal neuroner, förklarar hon, men du ser en ökning av bildningen av dendriter och synapser. När det gäller HDAC-hämmarna kan det vara så att förändringar av kromatinets struktur gör att gener som påverkar denna synaptiska tillväxt uttrycks mer.
Resultaten är mycket imponerande, säger Ya-Ping Tang , en neurobiolog vid University of Chicago. Det visar hur epigenetik – förändrat genuttryck som inte är kopplat till förändringar i själva DNA – är involverat i inlärning och minne, säger han.
Det är inte klart varför initiering av hjärnskador hos mössen inte förstör långtidsminnena helt och hållet. Vår studie kan inte tala om det, säger Tsai, men den visar att även med denna betydande neuronala förlust räcker det inte för att bli av med minnet.
Tang säger att det är för tidigt att säga om läkemedel baserade på denna mekanism kan utvecklas för att hjälpa till att återställa minnesförlust hos människor. Tsai och hennes grupp försöker nu andra HDAC-hämmare på möss för att se vilka som fungerar bäst. Det ska bli väldigt intressant att se om HDAC-hämmare kommer att hjälpa människor, säger hon. Det ger verkligen hopp för personer med neuronförlust och demens att något kanske kan göras.