文 | 脑声常谈

我们每天都在“认出”熟悉的人、物或场景，这种能力叫再认记忆，是大脑认知功能的重要部分。当它受损时，可能出现在阿尔茨海默病、精神分裂症等疾病中。

基于此，苏州大学镇学初教授研究团队在《Acta Pharmacologica Sinica》杂志发表了“Selective recognition memory impairment in mitochondrial hydroxylase Clk1 mutant mice, rescued by antipsychotics”揭示了线粒体羟化酶Clk1突变小鼠的选择性再认记忆损伤，可被抗精神病药物所挽救。

作者在Clk1^+/−突变小鼠的前额叶皮层（PFC）中观察到树突棘密度的选择性降低，而在海马（HIP）中则未见此现象。脑源性神经营养因子（BDNF）的表达在PFC中亦显著下降，但在海马中无明显变化。进一步研究显示，Clk1^+/−突变小鼠的PFC中ERK/CREB信号通路受损，这可能是Clk1突变导致BDNF表达下调及树突形态改变的潜在机制。连续7天腹腔注射抗精神病药物阿立哌唑或利培酮可完全逆转Clk1突变所引起的再认记忆缺陷。本研究首次提供了证据，阐明了线粒体Clk1在调控再认记忆中的重要作用并为深入探究线粒体功能在学习与记忆中的机制提供了一个具有启发性的动物模型。

图一 Clk1缺失导致再认记忆障碍

作者使用野生型同窝小鼠和Clk1^+/−突变小鼠来评估部分缺失Clk1对行为的影响。

与先前报道一致，野生型和Clk1^+/−突变小鼠在基础运动活性（旷场实验，VisuTrack软件，上海欣软）方面没有差异；同样，社交互动测试、强迫游泳测试、悬尾测试以及前脉冲抑制实验在雄性和雌性Clk1^+/−突变小鼠中均未发生改变。

随后进行了新物体识别和新臂识别测试以评估Clk1^+/−突变小鼠的再认记忆表现。在新物体识别测试中，雄性和雌性Clk1^+/−突变小鼠对新物体的探索时间均明显少于野生型同窝小鼠。同样，在新臂识别测试中，Clk1^+/−突变小鼠探索新臂的时间更短，进入新臂的次数也更少。

这些结果表明，Clk1缺失会导致雄性和雌性小鼠出现特异性的再认记忆障碍。

图二 Clk1缺失导致前额叶皮层树突棘密度降低

前额叶皮层特定神经环路的激活对再认记忆至关重要。内侧前额叶皮层的正常功能依赖于锥体神经元中涉及树突棘的突触连接。树突棘密度的改变已被证实与精神分裂症等精神疾病中的再认记忆障碍相关。

值得注意的是，Clk1^+/−突变小鼠在表现出再认记忆障碍的同时，其前额叶皮层神经元的树突棘密度显著降低，而在海马神经元中则未见此变化。

这表明Clk1缺失会选择性地降低前额叶皮层的树突棘密度。

图三 阿立哌唑和利培酮的给药挽救Clk1+/−突变小鼠受损的再认记忆

BDNF在维持神经元存活、生长、神经可塑性和分化中发挥关键作用。BDNF水平的降低与精神分裂症密切相关，研究表明精神分裂症患者脑内BDNF水平显著低于健康个体。

鉴于这一关联，作者探讨了抗精神病药物阿立哌唑和利培酮是否能够挽救Clk1^+/−突变小鼠的再认记忆障碍。在第0天，所有三组小鼠在新臂识别测试后均接受腹腔注射生理盐水。与之前结果一致，只有野生型小鼠表现出对新臂更长的探索时间，而Clk1^+/−突变小鼠则无此偏好。随后，Clk1^+/−突变小鼠连续7天每天接受一次阿立哌唑或利培酮治疗，而野生型小鼠则给予生理盐水。分别在给药后第1天和第7天通过新臂识别测试评估再认记忆。两种药物在连续给药7天后均显著改善了Clk1^+/−突变小鼠的再认记忆，其中阿立哌唑起效更快，在给药24小时内即已改善再认记忆。

此外，两种药物均逆转了ERK和CREB磷酸化水平的下降，并恢复了Clk1^+/−突变所导致的树突棘密度减少。

图四 Clk1+/−突变小鼠再认记忆障碍示意图

总结

本研究首次揭示Clk1通过调控线粒体功能影响再认记忆，Clk1+/−小鼠可作为研究线粒体-认知关联及药物筛选的有效模型；同时发现抗精神病药阿立哌唑和利培酮可通过恢复ERK/CREB-BDNF通路和树突棘密度改善其记忆缺陷，为认知障碍治疗提供了新机制与潜在靶点。

• 文章来源：https://doi.org/10.1038/s41401-025-01641-4