盡管胰島素信號(hào)通路和胰島素樣肽通常與糖尿病等疾病聯(lián)系在一起，來自哈佛大學(xué)的研究人員證實(shí)其在人體內(nèi)發(fā)揮了另一種至關(guān)重要的作用：幫助調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)和記憶。

在新研究中，除證實(shí)了胰島素樣肽在調(diào)控學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的神經(jīng)元活性中發(fā)揮至關(guān)重要的作用之外，由哈佛大學(xué)有機(jī)體和進(jìn)化生物學(xué)副教授張蕓（Yun Zhang，生物通音譯）領(lǐng)導(dǎo)的這一研究小組，還揭示了分子之間的相互作用可以微調(diào)學(xué)習(xí)發(fā)生的方式。這項(xiàng)工作發(fā)布在2月6日的《神經(jīng)元》（Neuron）雜志上。

張蕓說：“人們總是只想到胰島素和糖尿病，然而許多的代謝綜合征都與某些類型的認(rèn)知缺陷和行為障礙有關(guān)聯(lián)，例如抑郁癥和癡呆。這表明胰島素和胰島素樣肽有可能在神經(jīng)功能中起重要作用，然而要確定這一潛在機(jī)制卻非常的困難，因?yàn)檫@些肽不需要通過突觸來發(fā)揮功能。

為了闡明這一機(jī)制，張蕓及同事轉(zhuǎn)而從線蟲（C. elegans）著手展開了研究。利用遺傳工具，研究人員對(duì)線蟲進(jìn)行了改造，使其喪失生成個(gè)別胰島素樣復(fù)合物的能力。研究人員隨后對(duì)這些“突變”的線蟲進(jìn)行測試，看它們是否能學(xué)會(huì)避免食用一種已知會(huì)感染線蟲的、特異類型的細(xì)菌。測試結(jié)果顯示，一些線蟲學(xué)會(huì)了避開細(xì)菌，而另一些則沒有，揭示了去除一種特異的胰島素樣化合物可以阻止線蟲的學(xué)習(xí)能力。

令研究人員感到驚訝的是，她們不僅發(fā)現(xiàn)了去除可導(dǎo)致動(dòng)物喪失學(xué)習(xí)能力的分子，還發(fā)現(xiàn)了一些可以阻礙學(xué)習(xí)的肽。

張蕓說：“我們本沒有預(yù)料到，我們會(huì)從這些肽中發(fā)現(xiàn)正向和負(fù)向兩種調(diào)控子。為什么動(dòng)物需要對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行這樣的雙向調(diào)控？一種可能是，學(xué)習(xí)取決于環(huán)境。有一些東西是你想學(xué)習(xí)的，例如，在這些實(shí)驗(yàn)中線蟲想學(xué)會(huì)不吃這種類型感染性細(xì)菌。這是學(xué)習(xí)的正調(diào)控。但如果是為了生存，即便是壞食物，它們也需要吃下，這時(shí)它們需要一種途徑來抑制這種類型的學(xué)習(xí)。

更令張蕓和同事們感到驚訝的是，數(shù)據(jù)表明各種胰島素樣分子能夠彼此調(diào)控。

“包括人類在內(nèi)的許多動(dòng)物，具有多種胰島素樣分子，這些分子似乎能像網(wǎng)絡(luò)一樣發(fā)揮作用。每個(gè)分子在神經(jīng)系統(tǒng)中有可能發(fā)揮著略有不同的作用，它們一起作用協(xié)調(diào)了與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的信號(hào)。通過改變這些分子互作的方式，大腦能夠以多種不同的方式微調(diào)學(xué)習(xí)，”張蕓說。

展望未來，張蕓表示她希望能夠確定更多胰島素樣肽的特征，以此為途徑更好地了解各種分子的互作機(jī)制，以及它們影響學(xué)習(xí)和記憶神經(jīng)回路的機(jī)制。

了解這些信號(hào)的運(yùn)作機(jī)制，有一天可能會(huì)有助于為大量的認(rèn)知障礙疾病，包括癡呆開發(fā)新治療。

“在哺乳動(dòng)物，包括人類中，胰島素和胰島素樣肽信號(hào)通路高度保守。有一些初步的證據(jù)表明，在某些情況下胰島素治療能夠改善認(rèn)知功能。這是一個(gè)原因使得我們相信如果我們了解這一機(jī)制，將有助于我們更好地理解胰島素信號(hào)在人類大腦中的運(yùn)作，”張蕓說。