NPTX蛋白下调导致记忆印迹网络紊乱是衰老相关情境恐惧记忆缺陷的关键机制

本研究揭示了神经元五聚蛋白(NPTX)在稳定齿状回记忆印迹网络中的关键作用。研究人员发现NPTX1通过调控Kv7.2通道抑制Fos转录依赖记忆印迹(F-RAM)的过度兴奋，而NPTX2通过增强PV+中间神经元对Npas4转录依赖记忆印迹(N-RAM)的抑制，共同维持情境恐惧记忆的精确表达。该研究不仅阐明了记忆印迹网络稳定性的分子机制，还为衰老相关认知障碍提供了新的治疗靶点。

随着年龄增长，许多人都会经历记忆功能衰退的困扰，特别是对特定情境的记忆能力下降尤为明显。这种与衰老相关的记忆障碍背后隐藏着怎样的神经机制？科学家们一直在探索大脑中负责记忆存储的"记忆印迹"（engram）网络是如何随着年龄增长而发生改变的。记忆印迹理论认为，特定的记忆被编码在稀疏分布的神经元群体中，这些细胞通过形成稳定的连接网络来存储和提取记忆。然而，这些记忆印迹网络如何维持其稳定性，以及它们的紊乱如何导致衰老相关的记忆缺陷，仍然是未解之谜。

复旦大学的研究人员在《Cell Research》发表的重要研究，揭示了神经元五聚蛋白（Neuronal pentraxins, NPTXs）在维持记忆印迹网络稳定性中的关键作用。他们发现NPTX1和NPTX2分别通过不同的分子机制调控Fos转录依赖（F-RAM）和Npas4转录依赖（N-RAM）两类记忆印迹群体的功能，共同确保情境恐惧记忆的精确表达。这项研究不仅阐明了记忆精确性的神经基础，还为理解衰老相关认知障碍提供了新的视角。

研究人员采用了多种先进的技术方法开展这项研究：通过活动依赖的标记系统（RAM）特异性标记记忆印迹细胞；利用狂犬病毒（RV）跨突触示踪技术解析记忆印迹的输入连接；采用免疫共沉淀（co-IP）和膜片钳技术研究蛋白质相互作用和神经元电生理特性；通过单分子荧光原位杂交（smFISH）检测基因表达变化；并建立了条件性基因敲除小鼠模型进行功能验证。这些技术的综合运用为研究提供了坚实的方法学基础。

NPTX1限制MEC兴奋性输入到DG记忆印迹群体

研究发现F-RAM记忆印迹群体主要接收来自内侧内嗅皮层（MEC）的兴奋性输入。通过染色质免疫沉淀（ChIP）分析发现，c-Fos优先富集在Nptx1基因的转录起始位点区域。条件性敲除Nptx1导致F-RAM记忆印迹细胞对MEC输入的兴奋性突触后电流（oEPSC）幅度增大，神经元兴奋性增高，表现为静息膜电位降低和阈值电流减小。进一步机制研究发现，NPTX1通过与K_v7.2通道相互作用，促进其膜表达，从而抑制记忆印迹细胞的过度兴奋。使用K_v7.2/3通道选择性激动剂瑞替加滨可以挽救Nptx1敲除导致的记忆缺陷。

NPTX2促进PV⁺中间神经元对DG记忆印迹的抑制

研究显示N-RAM记忆印迹群体接收更多来自局部PV⁺（parvalbumin阳性）中间神经元的抑制性输入。Npas4优先结合在Nptx2基因的启动子区域。Nptx2敲除导致PV⁺中间神经元AMPA受体（AMPAR）介导的突触后电流减小，GluA4亚基膜表达降低，同时N-RAM细胞接收的抑制性输入减弱。这导致记忆过度泛化，表现为在非恐惧情境中冻结行为增加。通过化学遗传学激活PV⁺中间神经元可以改善这一表型。

衰老小鼠中NPTX表达下调与记忆缺陷

在衰老小鼠中，研究发现Fos⁺和Npas4⁺细胞数量减少，Nptx1在记忆印迹细胞中的特异性表达降低，Nptx2⁺细胞总数和表达水平均下降。电生理记录显示衰老小鼠的M电流（I_M）幅度减小，K_v7.2膜表达降低。行为学测试发现，衰老小鼠在弱恐惧条件训练后表现出记忆提取障碍，在强训练后则出现记忆过度泛化。在F-RAM群体中过表达NPTX1或在N-RAM群体中过表达NPTX2的AMPAR结合域（NPTX2-PTX），可以分别改善衰老小鼠的记忆提取障碍和过度泛化问题。

这项研究的重要发现在于阐明了NPTX1和NPTX2通过不同的分子机制协同维持记忆印迹网络稳定性的工作原理。NPTX1通过K_v7.2通道抑制记忆印迹细胞的过度兴奋，确保对特定情境记忆的精确提取；而NPTX2通过增强PV⁺中间神经元的抑制作用，防止记忆过度泛化。在衰老过程中，这两种蛋白的表达下调导致记忆印迹网络紊乱，表现为记忆提取障碍和过度泛化。这些发现不仅深化了我们对记忆精确性神经机制的理解，还为开发针对衰老相关认知障碍的治疗策略提供了新的分子靶点。特别是研究提出的通过调节K_v7.2通道活性或PV⁺中间神经元功能来改善记忆障碍的方法，具有重要的转化医学价值。