環狀RNA乃大腦形成記憶關鍵

中大研究團隊發現，一個來自Homer1基因並存在於大腦，名為circHomer1的環狀RNA，在大腦記憶形成機制中角色關鍵，為未來治療阿茲海默症或肌萎縮性脊髓側索硬化症等神經退化疾病開闢新的研究路徑。研究結果已發表於國際期刊《Science Advances》。

當我們學習時，大腦神經元之間會相互傳遞電訊號 —— 即神經脈衝。隨著重複學習，接收訊號的神經元會變得更加敏感，更容易接收下一次的訊號。而大腦會透過製造新的蛋白質來強化及重塑「突觸」（Synapse ）—— 神經元之間的通訊橋樑，將短暫的電訊號傳遞活動轉化為結構上的變化，從而形成記憶。

環狀RNA與大腦形成記憶相關

核糖核酸（RNA）是一種生物分子，其中信使核糖核酸（mRNA）負責將遺傳訊息由DNA傳遞至細胞製造蛋白質的部位，RNA通常是單鏈結構，即具有兩個不同的末端。然而，有一種非編碼RNA的末端是連接在一起，形成一個封閉且更不容易被分解的連續環狀結構，就是環狀RNA（Circular RNA）。環狀RNA曾一度被認為是RNA轉錄過程中的副產品，沒有實際作用。但愈來愈多研究指出，環狀RNA其實與大腦的突觸功能息息相關。

香港中文大學醫學院生物醫學學院與蔡永業腦神經科學研究所的研究團隊一項突破性研究發現，環狀核糖核酸（環狀RNA）在大腦記憶形成機制中的關鍵角色。研究團隊發現，一個來自Homer1基因並存在於大腦，名為circHomer1的環狀RNA，是調控突觸功能的重要因子。研究人員安排了兩組實驗小鼠進行巴恩斯迷宮（Barnes Maze）測試，其中一組小鼠為缺乏circHomer1，目的是評估牠們的空間學習和記憶能力。結果顯示，與對照組相比，缺乏circHomer1的小鼠在實驗初段需要更長時間才能鎖定目標洞口，且出錯率亦較高。

缺乏circHomer1出現行為障礙

中大醫學院生物醫學學院助理教授葉栢勤表示：「我們從缺乏circHomer1的實驗小鼠在認知任務中出現的各種行為障礙可見，circHomer1對於建構大腦海馬體的空間學習和記憶能力十分重要。」

團隊進一步研究發現，circHomer1的作用就如一條生物分子橋樑，將mRNA運送到神經元的接收站 —— 樹突，以傳遞大腦訊息，而缺乏circHomer1會導致樹突棘 —— 突觸的接收結構變形，並減少關鍵蛋白的產生，繼而削弱大腦的通訊功能。

葉教授解釋：「是次研究徹底改變了我們對環狀RNA與健康和疾病之間關係的理解。我們證明了circHomer1不是RNA轉錄過程中的副產物，而是一種有特定功能的生物分子，大腦缺乏circHomer1會直接形成突觸功能障礙。這項研究為神經退化疾病的診斷和治療開闢了全新的研究方向。環狀RNA可以作為神經系統疾病的生物標誌物。因此，即使在其他神經病變存在的情況下，恢復 circHomer1的功能，或可成為維持突觸健康及記憶力的新策略。」3