محققان در جدیدترین مطالعات خود با استفاده از موش‌های آزمایشگاهی، تغییرات سطوح فسفوریلاسیون پروتئین‌های کلیدی دخیل در شکل‌گیری حافظه بلند مدت را تشخیص داده‌اند.
به گزارش تکناک، تاکنون مطالعات متعددی اثرات تقویت حافظه ملاتونین و مشتقات آن را در نمونه‌های حیوانی نشان داده‌اند. همچنین در این مطالعات مشخص شده است که تشکیل خاطرات کوتاه مدت و بلند مدت نیاز به فسفوریلاسیون پروتئین‌های مرتبط با حافظه دارد. با این حال، تاکنون مکانیسم‌های مولکولی اساسی تقویت حافظه ناشی از ملاتونین مبهم باقی مانده‌اند.
اکنون محققان پزشکی از دانشگاه سوفیا در ژاپن، در مقاله اخیری که در مجله NeuroReport منتشر شده است، به یافته‌های مهمی دست یافته‌اند که به‌طور قابل‌توجهی به روشن شدن مکانیسم‌های زمینه‌ای این فرآیند کمک می‌کند.
فهرست مطالب
بررسی اثرات ملاتونین بر پروتئین‌های مرتبط با حافظه
پروفسور آتسوهیکو چیبا نویسنده اصلی این مطالعه، در رابطه با هدف این مطالعه می‌گوید: مطالعه ما با هدف بررسی اثرات ملاتونین، راملتئون ، N1-استیل و همچنین 5- متوکسی کینورامین بر سطوح فسفوریلاسیون نسبی پروتئین‌های مرتبط با حافظه به منظور کشف مسیرهای سیگنال‌دهی مرتبط با اثرات تقویت‌کننده حافظه ملاتونین با واسطه گیرنده و غیر گیرنده انجام شد.
به عبارت ساده‌تر، این گروه تحقیقاتی که شامل دکتر ماساهیرو سانو و دکتر هیکارو ایواشیتا بودند، اثرات سه ترکیب را بر شکل‌گیری حافظه بررسی کردند. این ترکیبات شامل ملاتونین که هورمونی است که توسط غده صنوبری واقع در مغز ترشح می‌شود، N1-acetyl-5-methoxyquinuramine (AMK) که متابولیت بیولوژیکی ملاتونین است و راملتون که دارویی است که گیرنده ملاتونین را متصل و فعال می‌کند، بودند.
علاوه بر این، آنها فسفوریلاسیون یا افزودن بیوشیمیایی گروه‌های فسفات به ساختارهای پروتئینی را در پنج پروتئین کلیدی دخیل در شکل‌گیری حافظه مورد بررسی قرار دادند. این پروتئین‌ها شامل پروتئین کیناز تنظیم‌شده با سیگنال خارج سلولی (ERK)، کیناز IIα وابسته به کلسیم/کالمودولین (CaMKIIα)، CaMKIIβ، CaMKIV و پروتئین اتصال‌دهنده عنصر پاسخ به cAMP (CREB) بودند.
یافته‌های مطالعه تقویت حافظه
آزمایش‌های اولیه انجام‌شده روی موش‌های نر به وضوح نشان داد که تجویز ملاتونین، راملتون یا AMK با دوز یک میلی‌گرم بر کیلوگرم، شکل‌گیری حافظه بلندمدت را در این حیوانات تسهیل می‌کند. محققان اثرات این سه ترکیب را بر روی موش‌های ماده بررسی نکردند تا از تغییرات احتمالی داده‌های ناشی از چرخه‌های تولید مثلی که در پستانداران ماده رخ می‌دهد، اجتناب کنند.
شکل‌گیری حافظه بلندمدت در موش‌های نر با انجام مجموعه‌ای از آزمایش‌ها بر اساس معیاری به نام تکلیف جدید تشخیص اعتراض یا NORT ارزیابی شد. در این مطالعه، موش‌های آزمایشگاهی مورد بررسی ابتدا به مدت 5 دقیقه در روز به مدت سه روز متوالی با یک عرصه آزمایشی سازگار شدند. در روز چهارم، دو جسم یکسان در میدان آزمایش قرار داده شد و موش‌ها به مدت 5 دقیقه (مرحله تمرین) به کاوش در این اشیا اجازه یافتند. 24 ساعت پس از پایان مرحله تمرین، موش‌های نر تحت آزمایش قرار گرفتند. در مرحله آزمایش، یکی از دو شی آشنا با یک شی جدید یا ناآشنا جایگزین شد. مدت زمان صرف شده توسط موش‌ها برای کاوش هر شی که معیار خوبی برای حافظه تشخیص اشیاء است، توسط یک ناظر آموزش دیده ثبت شد. این یک واقعیت شناخته شده است که موش‌ها زمان بیشتری را صرف کاوش در اشیاء جدیدی می‌کنند که با آنها روبرو می‌شوند و کمتر برای کاوش اجسام آشنا وقت می‌گذراند.
سپس محققان اثرات راملتئون و AMK را بر فسفوریلاسیون ERK، CaMKIIα، CaMKIIβ، CaMKIV و CREB در مغز موش نر پس از کشتن این جوندگان با استفاده از پروتکل‌های استاندارد، مورد مطالعه قرار دادند. در هیپوکامپ که مرکز یادگیری و حافظه مغز پستانداران است، درمان با ramelteon/AMK به‌طور قابل‌توجهی فسفوریلاسیون ERK و CREB را افزایش داد. با این حال، این داروها به‌طور قابل‌توجهی فسفوریلاسیون CaMKIIα/β را در همان ناحیه مغز کاهش دادند. در قشر پریرینال (PRC) که با عملکردهای حافظه نیز مرتبط است، راملتئون و AMK به‌طور قابل توجهی ERK را افزایش دادند و تنها راملتئون به‌طور قابل‌توجهی فسفوریلاسیون CaMKIIβ را افزایش داد. در هیپوکامپ/PRC، راملتئون/AMK بر فسفوریلاسیون CaMKIV تاثیری نداشت.
پیامدهای درمان اختلال حافظه
پروفسور چیبا با صحبت در مورد نتایج این مطالعه، نتیجه می‌گیرد: یافته‌های ما نشان می‌دهد که ملاتونین با تعدیل سطوح فسفوریلاسیون پروتئین‌های مرتبط با حافظه مانند ERK، CaMKII و CREB مسیرهای سیگنال‌دهی با واسطه گیرنده و غیر گیرنده، در ارتقای شکل‌گیری حافظه بلندمدت تشخیص اشیا نقش دارد.
یافته‌های این مطالعه چه پیامدهایی می‌تواند برای انسان داشته باشد؟ محققان بر این باورند که نتایج مطالعه آنها به توسعه داروهای جدیدی کمک می‌کند که می‌توانند عملکرد حافظه را در افرادی که از اختلال حافظه مرتبط با افزایش سن رنج می‌برند با عوارض جانبی کمتر بهبود بخشد. برای جامعه جهانی که همواره درحال پیر شدن است، این در واقع یک کشف قابل توجه است!
