认知水平受到年龄因素的影响,然而衰老损伤认知功能的机制尚不清楚。本研究发现,衰老大鼠的认知功能降低与前边缘皮质(PrL)脑区的蛋白激酶Mζ(PKMζ)基因的异常甲基化水平相关。PKMζ被证明在长时程记忆的维持中发挥关键作用。本研究采用多种动物模型验证衰老大鼠的长时程记忆在训练后24小时出现损伤,在PrL脑区过表达PKMζ能够逆转衰老相关的认知功能损伤。青年和成年大鼠在经历恐惧记忆训练后,其PrL脑区的GluR2和PKMζ表达水平均出现增加;然而,在衰老大鼠中并无此现象。检测恐惧记忆训练后PKMζ的DNA甲基化水平发现,青年和成年大鼠的PKMζ DNA非甲基化水平出现显著增加,而衰老大鼠中则没有变化;甲基化的PKMζ在所有年龄组大鼠中均出现降低。研究还发现环境丰富饲养能够逆转衰老大鼠PrL脑区PKMζ基因的高甲基化状态并且改善其认知功能的损伤;然而,失活PKMζ能够反转环境丰富诱导的认知改善效应。综上结果发现PKMζ是改善衰老相关认知功能损伤的潜在治疗靶点。
Chen Chen#, Shiqiu Meng#, Yanxue Xue, Chenyu Sun, Jiahui Deng, Na Chen, Yanping Bao, Feilong zhang, Linlin Cao, Weiguo Zhu, Jie Shi, Weihong Song, Lin Lu *, Epigenetic modification of PKMζ rescues aging-related cognitive impairment. Sci Rep , 2016 (Accepted)