身長を伸ばし、身体の成長を助けるものとして知られてきた成長ホルモンが、脳で記憶を作るうえでも重要な役割を果たす可能性を示す研究結果が報告されました。私たちが何かを学ぶまさにその瞬間、脳内で成長ホルモンが急速に産生され、記憶を担う神経細胞を成熟させるというのです。
基礎科学研究院（IBS）記憶・グリア細胞研究団のカン・ボンギュン団長の研究チームは、マウスを用いた実験でこの仕組みを明らかにしたと発表しました。研究成果は国際学術誌 〈サイエンス・アドバンシズ（Science Advances）〉に20日掲載されました。
研究チームは、マウスに特定の環境を危険な状況として認識するよう学習させた後、学習時点を基準に異なる時間帯でタンパク質合成を抑制する薬剤を投与しました。そのうえで、同じ環境に再び曝露した際のマウスの反応を観察し、記憶の形成と想起能力を比較しました。
その結果、学習が終わった後にタンパク質合成を阻害しても記憶の想起能力は維持されましたが、学習が行われるまさにその瞬間と直後にタンパク質合成を遮断すると、記憶の想起能力が大きく低下しました。記憶を担う神経細胞で、神経細胞間の結合が強化されるシナプス変化も認められませんでした。記憶形成には、必要なタンパク質が学習初期のごく短い時間内に合成される必要があることを示しています。
脳は特定の経験をすると、一部の神経細胞だけを選択的に活性化し、そこに記憶を保存します。科学者はこれを「記憶保存細胞」と呼びます。この細胞が記憶を適切に保存し、後に取り出して使えるようにするには、構造と機能が変化する「成熟」の過程を経る必要があります。ただし、この成熟がいつ始まり、どのような仕組みで制御されるのかは明確に分かっていませんでした。
研究チームは、学習直後に作られるタンパク質の中でも成長ホルモンに注目しました。成長ホルモンは学習直後、脳の海馬で急速に増加し、とりわけ学習過程で活性化された神経細胞にのみ選択的に現れました。
成長ホルモンが本当に記憶形成に関与するかを確認するため、研究チームは追加実験を行いました。マウスの成長ホルモンのシグナル伝達を妨げると、記憶保存細胞のシナプス変化が起こらず、記憶を想起する行動も減少しました。
一方、タンパク質合成が抑制されて記憶形成が阻害された状態で、成長ホルモンを外部から投与すると、記憶保存細胞の変化が一部回復し、学習内容を思い出す行動も戻りました。
カン・ボンギュン団長は「これまで記憶形成の過程は、主に神経伝達物質とシナプス変化を中心に研究されてきました」としたうえで、「今回の研究は、身体の成長を調節する因子として知られる成長ホルモンが、記憶保存細胞の機能的変化を直接制御し得ることを示しました」と述べました。
今回の発見は、認知症や記憶力低下といった脳疾患の治療にも新たな可能性を開くものとして期待されます。
