分醫(yī)所潘俊良教授團(tuán)隊探索壓力改變記憶的神經(jīng)原理

「趨吉避兇」是在大自然中生存的必要策略。藉由外在的刺激與體內(nèi)器官組織的損傷產(chǎn)生連結(jié)，生物體得以形成對該刺激的負(fù)面記憶，進(jìn)而誘發(fā)躲避行為，降低暴露在有害刺激物下的風(fēng)險。此種近似古典制約學(xué)習(xí)的負(fù)面連結(jié)記憶可見於多數(shù)層級的動物體，是神經(jīng)科學(xué)最基礎(chǔ)的現(xiàn)象之一。分子醫(yī)學(xué)研究所潘俊良教授實驗室的最新研究，探討細(xì)胞壓力透過神經(jīng)激素蛸胺（octopamine）的作用，誘發(fā)神經(jīng)迴路產(chǎn)生線蟲的負(fù)面記憶，相關(guān)論文已刊登於知名期刊 Current Biology《當(dāng)代生物學(xué)》。

由於遺傳學(xué)工具的先進(jìn)和電子顯微鏡層次的神經(jīng)迴路解析度提升，體長僅一毫米、只有大約300個神經(jīng)元的線蟲已是當(dāng)代行為和計算神經(jīng)科學(xué)中最有力的模式生物之一。潘俊良教授實驗室先前已建立透過抑制粒線體功能所產(chǎn)生的生理壓力，誘導(dǎo)線蟲對無害細(xì)菌的氣味產(chǎn)生負(fù)面的連結(jié)記憶。在此篇研究中，該團(tuán)隊進(jìn)一步解析一個由包括至少三層感覺神經(jīng)元、調(diào)控神經(jīng)元和中間神經(jīng)元所構(gòu)成的微型神經(jīng)網(wǎng)路，可以主導(dǎo)此種負(fù)面記憶的形成與喚起。尤其是分泌神經(jīng)激素蛸胺（octopamine）的RIC調(diào)控神經(jīng)元，其對細(xì)菌氣味的反應(yīng)是由全身性的粒線體壓力所激發(fā)，與壓力的強(qiáng)弱成正比，只短暫存在於記憶形成的階段。這些證據(jù)顯示RIC負(fù)責(zé)將體內(nèi)的生理壓力轉(zhuǎn)換成負(fù)面記憶所需的特殊訊號，而透過光遺傳學(xué)技術(shù)以紅光在記憶形成的階段激活RIC神經(jīng)元，可以顯著增強(qiáng)線蟲的負(fù)面記憶。此研究將團(tuán)隊先前的發(fā)現(xiàn)往前推進(jìn)一大步，並揭示在單一神經(jīng)元層次進(jìn)行記憶操控的可能性。

本研究由博士班畢業(yè)生廖健博主導(dǎo)，加上博士生譚偉濠、碩士畢業(yè)生江玥蓁、周昰樺和陳彥如同學(xué)通力完成。廖健博於潘俊良教授的實驗室開展線蟲負(fù)面記憶的相關(guān)研究，目前在美國哥倫比亞大學(xué)的Howard Hughes Medical Institute進(jìn)行博士後訓(xùn)練。本研究由科技部及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中心研究經(jīng)費(fèi)支持，特此致謝。

潘俊良教授實驗室：https://chunliangpan.weebly.com/
分子醫(yī)學(xué)研究所：http://molecular.ntu.edu.tw/
本研究成果已於2022年11月30日發(fā)表於Current Biology：https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)01768-7?fbclid=IwAR0uN4GsGsFNSKfPXiMs9SstW-YpliPdv1UBXdwkUpTfarSlwdz9cuCuk1w