大脑具有难以置信的能力来支持终生的学习和记忆

每种新的体验都会从根本上改变大脑中称为突触的细胞之间的联系。为了适应突触变化，大脑的某些区域是高度可塑性的，这意味着它们具有适应传入信息的能力。在记忆的重要大脑结构中，海马位于整个大脑中一些最可塑性的细胞中，利用突触可塑性的过程来保持启动和灵活。

坐落在高度可塑性的CA1和CA3区之间，CA2区域相当不灵活的神经元不容易经历突触可塑性，这与它的近邻的功能特性形成了鲜明的对比。一旦被低估，CA2区域现在被认为对于记忆的社会，空间和时间方面以及咖啡因的认知增强作用的目标都很重要。确定赋予这种独特的可塑性抵抗力的独特因素可以为学习和记忆的神经基础提供重要的见识。

为了阐明这一可塑性的奥秘，马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所(MPFI)的研究人员与埃默里大学和美国国家环境健康科学研究所的研究人员首次合作，首次确定了富含CA2的新作用蛋白RGS14，并提供了有关其限制可塑性的机制的见解。安田良平实验室的博士后研究员保罗·埃文斯(Paul Evans)和合作者于2018年5月在《 eNeuro》杂志上发表了一项研究，该研究将RGS14抑制可塑性与钙调节的能力联系起来。RGS14是一种特殊的支架蛋白，包含独特结构域的汞齐。Evans及其同事在探索这些结构域之前的蛋白质组学研究工作中，建立了两个新的RGS14相互作用伙伴：CaMKII(一种钙信号蛋白)和Calmodulin，钙结合蛋白和至关重要的钙调节剂。要启动CA1神经元中突触可塑性的信号级联反应，需要钙流入细胞来驱动CaMKII和钙调蛋白的活性。由于这种关系，RGS14有望充当钙调节剂，从而控制CA2中的可塑性。

为了验证这种提议的关系，Evans和合作者更详细地探究了被称为“长期增强(LTP)”的掩盖可塑性形式，该形式在去除RGS14后在CA2神经元中被唤醒。值得注意的是，缺乏RGS14的小鼠除了具有强大的CA2突触可塑性外，还显示出增强的学习能力，与CA1中报道的水平相当。为了确定这种潜在的CA2可塑性是否类似于钙驱动的CA1机制，该团队在缺乏RGS14的小鼠中采用了针对关键钙信号分子的精确药理抑制剂。令人惊讶的是，这些抑制剂取消了缺少RGS14的CA2神经元中新近公开的LTP，证明了CA2中钙信号传导的必要性，并揭示了与CA1可塑性基础相关的机制。

为了证实钙信号传导是CA2静态可塑性的关键组成部分，Evans接下来在含有和缺乏RGS14的小鼠的CA2神经元中，在LTP期间研究了称为树突棘的小神经元区室中的钙流入。含有RGS14的小鼠的棘突中的钙瞬变明显小于缺少RGS14的小鼠的钙瞬变，表明RGS14在调节CA2神经元的钙水平中起重要作用。此外，缺少蛋白质的CA2神经元中RGS14的急性过表达再次消除了可塑性，并且在CA1区表达时可塑性大大降低。细胞外钙水平的增加逆转了可塑性的取消，强化了RGS14通过调节钙来发挥其可塑性限制特性的观念。

“ RGS14似乎很特殊，它是一种分子因素，可在存在时阻止可塑性，从而实现特殊类型的内存编码。进一步了解赋予大脑区域之间细微差异的分子组成，例如在CA1和CA2中所看到的，将使我们能够更好地理解学习和记忆的基础机制。” Evans博士指出。

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