在参加一次不太熟悉的聚会时，人们会彼此介绍互相认识，结交一些新朋友。对那些只有一面之缘的，你可能很快就会忘记，但如果三番两次遇到同一个人，你就很可能记住他的名字。因为你的大脑已经把他的“介绍”从短期记忆变成了长期记忆。那么从短期记忆变成长期记忆的分子机制又是什么呢？
50年前，神经科学家就已知道，形成长期记忆取决于神经元合成新蛋白的能力。
而最近，一个由美国贝勒医学院（BCM）、休斯敦大学等单位研究人员组成的小组发现，哺乳动物体内有一种叫做mTORC2的分子，是把短期记忆转变为长期记忆的关键。相关论文发表在最近的《自然·神经科学》(Nature Neuroscience) 杂志上。
合成新蛋白形成长期记忆
“记忆巩固是个基本过程。”论文作者、BCM神经科学副教授毛罗·科斯塔-马蒂奥利说，“记忆是我们个体身份的核心。人们能长期记住各种人物、地点、时间，有些记忆甚至保持一生。理解了记忆是在大脑中存储的精确机制，就有望开发出治疗记忆减退的新方法。”
新研究发现了一种记忆存储的新机制：mTORC2能通过调节肌动蛋白纤维来调控记忆的形成，肌动蛋白是神经元结构的重要组成部分。“这些肌动蛋白纤维能长期改变突触力度，最终形成长期记忆。” 论文第一作者、BCM研究生黄威说。
进化中保留的mTORC2功能
mTORC2是哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物2的简称。mTOR是一种蛋白激酶，是调节细胞生长和增殖的重要信号转导分子，TOR是雷帕霉素标靶，雷帕霉素常用于抑制组织的移植排斥，还有某些抗癌作用。而mTORC2是雷帕霉素不敏感复合体。
在实验中，研究人员通过基因工程培养了小鼠模型，关闭了它们海马回（记忆形成的关键脑区）及其周围脑区中的mTORC2，发现这些小鼠能形成正常的短期记忆，但却无法形成新的长期记忆。同样，人类海马回如果受到损伤也会出现类似情况。
研究人员还发现，mTORC2的这一功能很可能是在进化中保留下来的，可能与人类也有关系。如缺乏mTORC2的小鼠、缺乏mTORC2的果蝇，都表现出了长期记忆存储方面的缺陷。休斯顿大学行为生物学研究所主管格雷格·罗曼用果蝇进行了类似实验。“5亿年前，果蝇和小鼠有着共同的祖先。这显然表明，mTORC2在记忆调控中的作用确实被保留了下来。”罗曼说。
调制“记忆鸡尾酒”
在一定程度上，用工业方法生产“聪明药”堪称记忆神经科学领域的“圣杯”。我们已经识别出能促进长期记忆形成的分子，“因此我们想知道，如果打开mTORC2分子或者促动肌动蛋白聚合，能否使形成长期记忆变得更容易？”论文合著者、BCM神经科学副教授朱平军（音译）说。
研究小组发现了两种提高记忆的药物。其中一种小分子（药物）能激活mTORC2使肌动蛋白聚合，由此不仅能增强神经元之间突触连接的力度，还能促进长期记忆形成；而另一种药物能直接促进肌动蛋白聚合，使形成长期记忆更容易。
但它们能否用在人类身上，是否真能提高人们的记忆，还难以过早定论。研究人员指出，他们的短期目标是发现人类认知紊乱疾病，如老年病或老年痴呆症，在这些疾病中都存在mTORC2有活动机能障碍。研究如果恢复了mTORC2机能，能否让受损的记忆功能也恢复正常。单独一个小分子可能无法做到这一点，但如果把许多小分子结合起来，提高记忆形成中的不同方面，就可能有效治疗认知紊乱。
科斯塔-马蒂奥利说：“我们应该考虑一种有效的‘记忆鸡尾酒’疗法，而不是一颗‘记忆药丸’，单独一种分子可能是不够的。在开发出确定的疗法之前，可能还要再等几年。但我认为，这条路的方向是正确的。”(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/nn.3351
PMC:
PMID:
mTORC2 controls actin polymerization required for consolidation of long-term memory
Wei Huang, Ping Jun Zhu, Shixing Zhang, Hongyi Zhou, Loredana Stoica, Mauricio Galiano, Kresimir Krnjevic, Gregg Roman & Mauro Costa-Mattioli.
A major goal of biomedical research is the identification of molecular and cellular mechanisms that underlie memory storage. Here we report a previously unknown signaling pathway that is necessary for the conversion from short- to long-term memory. The mammalian target of rapamycin (mTOR) complex 2 (mTORC2), which contains the regulatory protein Rictor (rapamycin-insensitive companion of mTOR), was discovered only recently and little is known about its function. We found that conditional deletion of Rictor in the postnatal murine forebrain greatly reduced mTORC2 activity and selectively impaired both long-term memory (LTM) and the late phase of hippocampal long-term potentiation (L-LTP). We also found a comparable impairment of LTM in dTORC2-deficient flies, highlighting the evolutionary conservation of this pathway. Actin polymerization was reduced in the hippocampus of mTORC2-deficient mice and its restoration rescued both L-LTP and LTM. Moreover, a compound that promoted mTORC2 activity converted early LTP into late LTP and enhanced LTM. Thus, mTORC2 could be a therapeutic target for the treatment of cognitive dysfunction.
