《Proceedings of the National Academy of Sciences》：Protein synthesis blockade prevents fear memory reactivation via inhibition of engram synapse strengthening
编辑推荐：
本研究揭示了蛋白合成在恐惧记忆巩固中的关键作用：通过双色增强型绿色荧光蛋白突触重建技术（dual-eGRASP）发现，情境恐惧 conditioning（CFC）可特异性增强腹侧CA1区（vCA1）与基底杏仁核（BA）间印迹细胞突触（engram synapse）的密度与脊柱结构可塑性；而多次注射蛋白合成抑制剂茴香霉素（4xANI）会同时破坏自然回忆与光遗传学人工回忆，其机制与印迹突触密度降低及脊柱尺寸缩小直接相关，表明蛋白合成依赖的突触强化是记忆存储与提取的分子基础。
记忆印迹细胞与突触连接的验证
研究通过逆向病毒追踪技术确认基底杏仁核（BA）主要接收来自腹侧CA1区（vCA1）外层神经元的投射。化学遗传学抑制vCA1神经元活动后，小鼠在恐惧记忆提取阶段冻结行为显著减少，表明vCA1印迹细胞对情境恐惧学习具有必要性。进一步通过c-Fos启动子驱动的Tet-on系统标记学习激活的神经元，发现CFC组在vCA1和BA中学习与提取阶段激活神经元的共定位比例显著高于单纯暴露于环境的对照组，证明恐惧记忆形成过程中特定神经元集群被优先招募为印迹细胞。
恐惧学习诱导印迹突触的结构强化
利用双色eGRASP技术对vCA1-BA通路进行突触连接可视化分析，发现CFC组中印迹细胞间突触（E-E）密度显著高于印迹-非印迹细胞突触（E-N），而非印迹细胞间（N-N）或非印迹-印迹细胞间（N-E）突触密度无显著变化。形态学分析进一步显示，CFC组E-E突触的脊柱头直径、脊柱头体积和脊柱总体积均显著增大，而单纯环境暴露组仅见突触密度增加但无脊柱结构强化。该结果提示恐惧学习特异性驱动印迹细胞间突触的结构性强化。
蛋白合成抑制程度决定记忆提取模式
通过不同方案的茴香霉素注射干扰蛋白合成：单次注射（1xANI）仅削弱自然回忆，但光遗传学激活vCA1印迹细胞仍可诱发冻结行为；而6小时内4次注射（4xANI）则同时破坏自然与人工回忆。免疫组化显示4xANI组印迹细胞数量未减少，但其再激活率显著降低。双eGRASP分析表明，1xANI组E-E突触密度与对照组无差异，但脊柱尺寸缩小；4xANI组则同时出现E-E突触密度下降与脊柱尺寸缩减。这表明脊柱尺寸缩小与自然回忆受损相关，而突触密度降低则直接导致人工回忆失败。
突触可塑性与记忆持久性的关联
研究强调印迹突触密度增加（突触发生）是记忆存储的基础，而脊柱肥大则与记忆可提取性相关。1xANI组保留的突触密度支持其人工回忆能力，而4xANI组突触密度降低导致记忆无法通过任何方式提取。此外，TUNEL检测与行为学对照实验排除了4xANI注射引起的细胞死亡或运动学习能力损伤等副作用，证实行为表型变化源于突触可塑性特异性抑制。
技术局限与未来方向
当前系统性注射茴香霉素可能影响全身蛋白合成，未来需通过基因编码的蛋白合成抑制剂实现脑区特异性干预。此外，4xANI组残留的突触密度与冻结行为提示可能存在蛋白合成非依赖的记忆存储机制（如肌动蛋白细胞骨架重塑），或需优化光遗传刺激参数以完全消除记忆痕迹。
本研究通过多尺度突触可视化技术，明确了蛋白合成依赖的印迹突触强化在恐惧记忆巩固中的核心地位，为理解记忆持久性机制提供了突触层面的直接证据。
