美国弗吉尼亚理工大学发现：调整脑内分子机制可逆转老年记忆衰退

记忆力减退，或许并非只是“变老”的自然结果。美国弗吉尼亚理工大学（Virginia Tech）的最新研究指出，记忆力下降与大脑中的特定分子变化密切相关，而通过精准调控这些分子过程，有可能改善老年期的记忆表现。

该研究由弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院动物科学学院副教授Timothy Jarome及其研究团队完成，利用基因编辑技术在老年实验鼠模型中进行验证。研究成果分别发表于《Neuroscience》和《Brain Research Bulletin》杂志。

针对两大脑区的分子调控：K63多泛素化机制

在第一项研究中，Jarome团队聚焦于一种名为K63 polyubiquitination（K63多泛素化）的分子过程——它在脑细胞中起到“分子标签”的作用，指导蛋白质的功能与行为，从而影响神经元间的信号传递与记忆形成。

研究发现，随着年龄增长，这一机制在大脑的两个关键区域发生不同方向的变化：

• 在海马体（hippocampus）中，K63多泛素化水平随年龄上升。研究人员利用CRISPR-dCas13 RNA编辑系统降低其水平后，老年鼠的记忆能力显著改善。
• **在杏仁核（amygdala）**中，该过程则随年龄下降。令人意外的是，当研究人员进一步降低其水平时，老年鼠的情绪记忆反而得到增强。

“这些结果揭示了K63多泛素化在大脑老化中的重要作用，”Jarome表示，“无论在海马体还是杏仁核，通过调节这一分子过程，我们都能改善记忆表现。”

重新激活支持记忆的基因：IGF2

第二项研究聚焦于**IGF2（胰岛素样生长因子2）**这一与记忆形成密切相关的基因。随着大脑老化，该基因在海马体中逐渐“沉默”，表达活性下降。

“IGF2是少数几个‘印记基因’之一，也就是说，它只来自父母其中一方的拷贝，”Jarome解释道，“当这唯一的活性拷贝因老化被关闭后，记忆支持功能就会丧失。”

团队发现，这种“沉默”是由DNA甲基化（DNA methylation）导致的。通过CRISPR-dCas9基因编辑系统移除这些甲基化标记，他们成功重新激活了IGF2基因，使老年鼠的记忆显著改善。
“我们实际上是把这个基因‘重新打开’了，”Jarome说，“老年鼠的表现明显提升，而中年鼠则没有变化，这说明干预的时机非常关键——要在问题刚出现时介入。”

记忆衰退并非单一路径：多分子系统协同作用

这两项研究共同指出，老年记忆退化并非由单一分子或途径引起，而是多个分子机制共同作用的结果。
“如果我们想真正理解记忆为何会随年龄下降，或阿尔茨海默病为何发生，就必须从更宏观的分子网络角度来研究，”Jarome强调。

研究背后的团队合作与培养

两项研究均由Jarome实验室的研究生主导，并与罗莎琳德·富兰克林大学（Rosalind Franklin University）、印第安纳大学和宾夕法尼亚州立大学的科研团队合作完成。
其中，Yeeun Bae博士主导了K63多泛素化研究，Shannon Kincaid博士生负责IGF2研究。

“这是典型的以研究生为核心的协作性科研项目，”Jarome表示，“学生不仅参与实验设计与数据分析，还在塑造科学问题的过程中发挥了主导作用。”

Jarome总结道：“几乎每个人在变老后都会出现一定程度的记忆力下降，但当这种变化异常加重时，就可能演变为阿尔茨海默病。我们的研究表明，这些分子层面的变化是可以被纠正的——这为未来开发记忆障碍的潜在疗法提供了新的方向。”

参考文献：

Yeeun Bae et al, Age-related dysregulation of proteasome-independent K63 polyubiquitination in the hippocampus and amygdala,Neuroscience(2025).DOI: 10.1016/j.neuroscience.2025.06.032

Shannon Kincaid et al, Increased DNA methylation of Igf2 in the male hippocampus regulates age-related deficits in synaptic plasticity and memory,Brain Research Bulletin(2025).DOI: 10.1016/j.brainresbull.2025.111509

编辑：王洪

排版：李丽