一篇新的研究论文发表在Aging杂志上(MEDLINE/PubMed 将其列为“Aging (Albany NY)”和 Web of Science 的“Aging-US”)第 15 卷第 7 期,题为, “病毒载体介导的内侧前额叶皮质中丝氨酸消旋酶表达的上调改善了中年大鼠的学习和突触功能。”

丝氨酸消旋酶上调改善学习和突触功能

N-甲基-D-天冬氨酸受体 (NMDAR) 介导的突触功能与年龄相关的减少导致突触可塑性受损,并与认知障碍有关。丝氨酸消旋酶 (SR) 是一种合成 D-丝氨酸(一种 NMDAR 共激动剂)的酶,其水平会随着年龄的增长而下降。在这项新研究中,来自佛罗里达大学麦克奈特大脑研究所的研究人员Brittney Yegla、Asha Rani和Ashok Kumar预测,通过增加中年 SR 表达来增强 NMDAR 功能(当认知能力出现细微下降时)可能会增强前额叶皮层的表现——介导的任务对老化敏感。

“我们假设增加 mPFC 谷氨酸能神经元内的 SR 表达会提高中年大鼠的注意力和认知灵活性,并促进 mPFC 中的突触反应。因此,对于这项研究,通过慢病毒技术在 mPFC 的锥体神经元中上调 SR 表达,以增强 NMDAR 功能并评估其对中年大鼠认知灵活性和 NMDAR 介导的突触传递的影响。”

中年(~12 个月)雄性 Fischer-344 大鼠在内侧前额叶皮层 (mPFC) 双侧注射病毒载体 (LV)、SR (LV-SR) 或对照 (LV-GFP)。大鼠接受了操作性注意设定转移任务 (AST) 的训练,以检查认知灵活性和注意力功能。在 AST 的视觉辨别过程中,与对照组相比,LV-SR 大鼠表现出更快的学习速度。

超维集合转移和逆转没有受到影响。免疫组织化学分析表明,LV-SR 显着增加了 mPFC 中的 SR 表达。从 LV-GFP 和 LV-SR 动物获得的 mPFC 切片中突触传递的电生理学表征表明 LV-SR 切片中孤立的 NMDAR 介导的突触反应显着增加。因此,当前研究的结果表明,中年大鼠的前额叶 SR 上调可以改善视觉辨别任务突发事件的学习,并增加谷氨酸能突触传递,包括 NMDAR 活性。

“这项研究的结果支持 D-丝氨酸通路参与 NMDAR 介导的传输和认知功能的有益作用,扩展文献以强调它不仅在海马体中而且在 PFC 中的作用。因此,针对这一途径可能会成为逆转与年龄相关的认知衰退的潜在途径,并应考虑用于未来的研究。”