平時我們記東西、學新知識時，大腦里負責記憶的神經連接會悄悄發生變化。有的人經歷創傷后容易留下心理陰影，年紀大了又可能記性變差、患上癡呆，這些都和大腦突觸功能異常脫不了關系。但目前我們還不清楚，不同的學習經歷會怎樣具體改變突觸里的蛋白，又和情緒、記憶疾病有什么深層聯系。

基于此，2026年5月15日，荷蘭阿姆斯特丹自由大學Priyanka Rao-Ruiz研究團隊在《Science Advances》雜志發表了“GRASPing experience-dependent protein expression signatures enriched for hippocampal engram cell synapses”，解析受學習經驗調控、富集于海馬記憶印跡細胞突觸的蛋白表達特征。

本研究利用精準標記、細胞篩選和蛋白檢測技術，分別在大鼠自由探索環境、形成恐懼記憶72小時后，分析海馬CA1區記憶相關神經元突觸的蛋白變化。和普通細胞對比后，篩選出影響突觸結構、信號傳遞強弱的關鍵蛋白?？謶钟洃浿饕淖兺挥|后蛋白，日常環境記憶主要改變突觸前蛋白。這些差異蛋白多和認知功能、腦部疾病相關。簡單來說，這項研究找到了不同記憶在突觸層面的蛋白變化規律，為研究記憶如何形成提供了新方向和實驗證據。

圖一 恐懼記憶如何重塑大腦突觸連接

作者用一種高精度突觸標記技術，能精準標記海馬CA3到CA1之間的突觸連接。為了只標記參與記憶的CA1神經元，我們把突觸標記病毒和可識別活化神經元的靶向病毒結合，靠藥物控制，只在被激活的記憶相關細胞里表達標記蛋白。

實驗給小鼠分別設置對照和恐懼記憶學習組，先注射多種靶向病毒，造模后用藥激活標記。驗證發現：這些病毒和標記操作不會影響小鼠學習記憶，恐懼學習后的小鼠依然會出現典型的恐懼僵直反應。

熒光結果顯示：紅色標記主要在 CA1 記憶神經元細胞膜，黃色標記只出現在接收 CA3 信號的突觸部位，不會亂標記其他區域，避免了標記出錯。對比兩組小鼠發現，恐懼學習后，更多記憶相關神經元會在回憶時再次被激活，且這些神經元上的突觸結構更密集、體積更大。

這說明這套標記方法可以精準追蹤CA3?CA1之間的記憶相關突觸，而且恐懼記憶形成 72 小時后，記憶細胞的突觸連接會明顯增強。

圖二 免疫標記流式細胞術驗證蛋白富集程度

為了驗證之前質譜檢測的結果，研究用免疫標記流式細胞術，對比了恐懼記憶組和普通環境探索組小鼠的樣本，檢測不同標記樣本中選定蛋白的含量差異。

研究選了6種候選蛋白驗證，其中4種蛋白只在一種刺激下含量升高（有刺激特異性），2種在兩種刺激下含量都升高。流式檢測結果和質譜結果基本一致：陽性標記的突觸樣本中，目標蛋白的熒光信號都比陰性對照強。

具體來說，突觸后蛋白只在恐懼學習后變多，突觸前蛋白只在普通環境探索后變多，還有2種蛋白兩種情況下都變多。只有1種蛋白的驗證結果和質譜不一致：質譜顯示它只在環境探索組變多，實際兩種情況都明顯變多。

總體來看，不同外界刺激下，兩種記憶相關突觸的蛋白表達，既有各自的特異性，也有共同的規律。

圖三 學習重塑記憶突觸的蛋白密碼

簡單來說：

兩種學習方式都會改變接收信號的記憶細胞突觸，讓突觸結構變大；恐懼學習還會強化神經信號傳遞。

研究找到的這些變化蛋白，大多不是已知的傳統突觸調控蛋白，只有少量重合；不同學習場景會讓一類同源異型蛋白表達不同，精準調控突觸活動。

這些蛋白和阿爾茨海默病的異常蛋白有重合但變化相反，和癡呆、創傷后應激障礙等認知精神問題相關，更偏向罕見認知遺傳病，而非阿爾茨海默病常見致病位點。

總結就是：學習會改變記憶突觸的結構和連接，還會形成一套特有的蛋白模式，這類蛋白既受外界學習影響，也和多種認知、精神疾病有關。

總結

本研究揭示了學習經驗可塑造海馬記憶印跡細胞突觸特有的蛋白表達特征，發現大量非傳統突觸調控新分子，明確同源異型蛋白對不同學習模式下突觸活動的精準調控作用；同時建立了這類突觸差異蛋白與認知障礙、精神疾病及罕見認知遺傳病的關聯，為癡呆、創傷后應激障礙等疾病提供了新的研究靶點與理論依據。

文章來源：

10.1126/sciadv.adv3557

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