生长激素对记忆细胞发育至关重要

记忆被储存在一种称为印迹细胞的特殊细胞中，但这一过程背后的分子机制一直不明确。本研究发现，在小鼠齿状回中，印迹细胞成熟需要其内部初始翻译产生生长激素（GH）。通过翻译抑制剂的时间课程实验发现，学习过程中会立即启动关键分子的翻译，而GH正是在印迹细胞巩固的最初几分钟内被特异性翻译的关键因子。用显性负突变体（G118R）阻断GH活性会阻碍印迹成熟，而促进活性依赖的GH摄取则能缓解翻译抑制导致的印迹成熟缺陷。这些发现表明GH是海马印迹细胞成熟的关键调控因子。

为探究印迹细胞成熟的时间窗口，研究人员重新审视了学习的本质。他们认为学习在体验过程中就已开始，因此关键的翻译过程可能发生在学习当时。通过使用蛋白质合成抑制剂茴香霉素（anisomycin）阻断记忆巩固的不同阶段（初始阶段即学习期、早期阶段即学习后立即、晚期阶段即第二波翻译），发现只有同时阻断所有三个阶段（初始、早期和晚期），才能阻止海马印迹细胞的成熟。此时，印迹细胞的树突棘密度降低，突触前释放概率（通过配对脉冲比率PPR衡量）和微小兴奋性突触后电流（mEPSC）频率等突触可塑性指标异常，且光遗传学激活印迹细胞无法引发记忆召回，表明成熟印迹的特性消失。

为寻找驱动印迹细胞成熟的分子机制，研究人员分析了学习后海马体翻译效率的变化，发现学习后5分钟翻译组（而非转录组）中生长激素受体复合物显著富集，其中GH的VIP评分最高，被选为重点研究对象。进一步实验显示，GH在学习后在齿状回局部翻译，且特异性存在于高活性细胞中——这些细胞同时表达c-fos mRNA（神经元活动标志物）。通过CRISPR-Cas9敲除齿状回神经元GH或局部注射茴香霉素，均能阻断GH信号升高，证实GH在齿状回内直接翻译。

为验证GH对印迹成熟的必要性，研究人员在齿状回过表达显性负性GH（DN-GH），结果导致情境恐惧记忆受损，印迹细胞的树突棘密度、mEPSC频率、PPR等突触特性异常，且印迹细胞的记忆召回功能丧失。CRISPR-Cas9敲除GH也得到类似结果，表明GH是印迹成熟所必需的。此外，研究发现外部GH可通过神经元活动被内化，且腹腔注射重组人GH（rhGH）能部分挽救茴香霉素导致的印迹成熟停滞，恢复树突棘密度、突触电生理特性及记忆召回功能。

综上，本研究揭示学习过程中GH在高活性海马细胞中的快速翻译是印迹细胞成熟的关键，GH通过调控突触可塑性（如突触前释放概率增加）介导这一过程，为理解记忆形成的分子机制提供了新视角。