科研人员在成年神经干细胞与学习记忆的表观遗传调控方面取得新进展

4月9日，中国科学院动物研究所焦建伟研究组在国际神经领域杂志Journal of neuroscience （《神经科学杂志》）在线发表了题为《Ezh2调控神经干细胞及神经元产生和学习记忆》的研究论文（Ezh2 Regulates Adult Hippocampal Neurogenesis and

Memory, the Journal of Neuroscience, 2014, 34:5184-5199）。 

了解人类大脑，揭开学习与记忆的奥秘是事关人类健康战略的核心任务之一。成年大脑海马等区域存在神经干细胞，这些神经干细胞经过增殖、分化后整合到特定的学习和记忆神经环路中，探索成年大脑神经干细胞的调控机制是理解学习和记忆的分子细胞基础。然而目前对于表观遗传分子如何参与调控成年神经干细胞的增殖和分化以及具体的机制还具有相当大的空白。 

研究组前期芯片结果显示组蛋白H3K27甲基转移酶Ezh2在成年神经干细胞/前体细胞中高表达，进一步的免疫组化分析Ezh2定位在神经前体细胞。体外实验表明Ezh2敲除后，神经球的数量和大小均有不同程度的减少，体内实验表明Ezh2敲除后，通过BrdU标记的神经细胞增殖受到明显的抑制。进一步的机制实验表明，Ezh2通过增加组蛋白H3K27的甲基化，抑制Pten蛋白的表达，影响Akt/mTOR信号通路，从而调控神经干细胞及神经元的产生。通过水迷宫、八臂迷宫等多种先进的行为学实验及模型，科研人员发现Ezh2被敲除后，短期记忆受到明显的影响，揭示Ezh2在小鼠短期空间记忆中发挥重要作用。该研究可以提高人们对于表观遗传分子如何调控神经干细胞增殖和分化机制的理解，为更好探索学习与记忆提供理论基础，并有可能为未来推动干细胞面向转化应用提供重要的理论依据。 

焦建伟课题组的博士生张娟、助理研究员季芬为该论文共同第一作者，参与该研究的合作课题组还包括中科院生物物理所袁增强研究员、姬广聚研究员等。该研究得到了科技部重大科学研究计划、国家基金委、中科院干细胞先导项目的支持。