研究人员推翻了关于长时程增强（LTP）在记忆和学习中作用的三十年科学共识。研究团队发现，LTP并不依赖于CaMKII的酶活性，而是其结构功能。这一突破为开发新型CaMKII抑制剂开辟了道路，这些抑制剂可以针对阿尔茨海默病而不影响基本的记忆功能。Bayer实验室此前已证明，抑制CaMKII的酶活性可以对抗与阿尔茨海默病相关的β-淀粉样蛋白斑块的破坏性影响。

关键发现

1. 挑战传统认知：研究颠覆了长期以来认为CaMKII的酶活性是长时程增强（LTP）必需的观点，LTP是学习和记忆的关键过程。

2. 新型抑制剂：这一发现引入了一类新型CaMKII抑制剂，可以在不损害记忆和学习的情况下对抗阿尔茨海默病的影响。

3. 治疗潜力：Ulli Bayer实验室已在测试这些CaMKII抑制剂在人类阿尔茨海默病治疗中的潜力。

研究背景

科罗拉多大学安舒茨医学院的科学家们在学习和记忆机制方面取得了“范式转变”的发现，这一发现可能为阿尔茨海默病甚至唐氏综合症带来新的治疗方法。该研究于8月30日发表在《自然》杂志上。

过去30多年，研究人员一直认为LTP（长时程增强）需要CaMKII酶的活性。然而，由科罗拉多大学医学院药理学教授Ulli Bayer博士领导的研究团队发现，LTP需要的是CaMKII的结构功能，而非其酶活性。

研究意义

Bayer表示，这一发现意义重大，因为它为开发仅针对CaMKII酶活性而不影响其结构功能的新型抑制剂打开了大门。Bayer实验室的先前研究表明，抑制CaMKII的酶活性可以对抗β-淀粉样蛋白斑块对大脑的破坏性影响，这是阿尔茨海默病的标志之一。

研究人员发现了一类抑制剂，可以在不影响LTP的情况下对抗β-淀粉样蛋白的影响，这使其在治疗多种脑部疾病时具有潜在的应用价值，且不会产生严重的副作用。

研究展望

Bayer表示，如果这些抑制剂在人类中有效，它们可以与现有的阿尔茨海默病治疗策略结合使用，提供额外的益处。他说：“因为我们针对的是不同的机制。我们针对的是β-淀粉样蛋白的下游效应。虽然我们并不认为这可以治愈疾病，但它有可能显著缓解一些最严重的记忆丧失和学习障碍症状。”

Bayer实验室目前正在测试他们的突破性研究是否能够转化为人类疗法。

引用文献

Original Research: Open access.
“LTP induction by structural rather than enzymatic functions of CaMKII” by Ulli Bayer et al. Nature

研究摘要

学习和记忆被认为需要海马体中的长时程增强（LTP），而分子神经科学中一个三十多年来未被质疑的核心观点是，LTP的诱导需要Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II（CaMKII）的酶活性。

然而，我们在此揭示的实验证据远非结论性的。所有先前抑制CaMKII酶活性和LTP的干预措施也干扰了CaMKII的结构功能，特别是其与NMDA型谷氨酸受体亚基GluN2B的结合。

因此，我们利用新的光遗传学和药理学工具来区分CaMKII的酶活性和结构功能。多项独立的证据表明，LTP的诱导依赖于CaMKII的结构功能，而非其酶活性。酶活性的唯一贡献是通过T286自磷酸化对这一结构功能进行自我调节，这解释了为什么这一区别几十年来一直难以被发现。

直接启动结构功能并绕过T286的作用足以引发强大的LTP，即使CaMKII的酶活性被阻断。

结语

这一研究不仅挑战了神经科学领域的传统理论，还为阿尔茨海默病等神经系统疾病的治疗提供了全新的思路。未来，基于CaMKII结构功能的新型抑制剂有望成为治疗记忆障碍和相关疾病的重要工具。