中大揭环状RNA助记忆形成 为神经退化病治疗开新路

circHomer1的作用就如一条生物分子桥梁，将信使核糖核酸（mRNA）运送到神经元的树突（即接收站），以传递大脑讯息。而缺乏circHomer1会导致树突棘（即突触的接收结构）变形，并减少关键蛋白的产生，继而削弱大脑的通讯功能。中大供图

香港中文大学（中大）医学院生物医学学院与蔡永业脑神经科学研究所研究团队近日取得突破性发现，揭示环状核糖核酸（环状RNA）在大脑记忆形成机制中扮演关键角色。研究成果为日后探索阿兹海默症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症（又称渐冻人症）等神经退化疾病的诊断及治疗，开辟新的研究方向。相关研究结果已发表于国际期刊《Science Advances》。

研究团队指出，人在学习时，大脑神经元之间会透过电讯号，即神经脉冲，互相传递资讯。随着重复学习，接收讯号的神经元会变得更敏感，较容易接收下一次讯号。与此同时，大脑会制造新的蛋白质，以强化及重塑神经元之间的“通讯桥梁”——突触，将短暂的电讯号活动转化为结构上的改变，从而形成记忆。

核糖核酸（RNA）是一种生物分子。其中信使核糖核酸（mRNA）负责将遗传讯息由DNA传送至细胞制造蛋白质的位置。一般而言，mRNA呈单链结构，具有两个不同末端；惟有一类非编码RNA的两端相互连接，形成封闭且较不易被分解的环状结构，称为环状RNA。过去，环状RNA曾被视为RNA转录过程中的副产品，并无实际功能；但近年愈来愈多研究显示，它与大脑突触功能密切相关。

中大研究团队发现，一种来自Homer1基因、存在于大脑并名为circHomer1的环状RNA，是调控突触功能的重要因子。研究人员安排两组实验小鼠进行巴恩斯迷宫（Barnes maze）测试，以评估其空间学习及记忆能力；其中一组小鼠缺乏circHomer1。结果显示，与对照组相比，缺乏circHomer1的小鼠在实验初段需要较长时间才能锁定目标洞口，出错率亦较高，反映其空间学习及记忆能力受影响。

团队进一步发现，circHomer1犹如一条生物分子桥梁，能将mRNA运送至神经元树突，即神经元的“接收站”，以协助传递大脑讯息。若缺乏circHomer1，会导致树突棘，即突触的接收结构出现变形，并令关键蛋白产生减少，继而削弱大脑神经元之间的通讯功能。

中大医学院生物医学学院助理教授、蔡永业脑神经科学研究所首席研究员叶柏勤。中大供图

中大医学院生物医学学院助理教授、蔡永业脑神经科学研究所首席研究员叶柏勤指出，是次研究彻底改变了学界对环状RNA与健康和疾病关系的理解。研究证明，circHomer1并非RNA转录过程中的副产物，而是一种具特定功能的生物分子；大脑缺乏circHomer1会直接引致突触功能障碍。

他续称，研究为神经退化疾病的诊断和治疗开辟全新方向。环状RNA可作为神经系统疾病的生物标志物；因此，即使存在其他神经病变，恢复circHomer1功能，或可成为维持突触健康及记忆力的新策略。