Long-term memories are thought to be stored in neurones and synapses that undergo physical changes, such as long-term potentiation (LTP), and these changes can be maintained for long periods of time. A candidate enzyme for the maintenance of LTP is protein kinase M zeta (PKMζ), a constitutively active protein kinase C isoform that is elevated during LTP and long-term memory maintenance. This paper reviews the evidence and controversies surrounding the role of PKMζ in the maintenance of long-term memory. PKMζ maintains synaptic potentiation by preventing AMPA receptor endocytosis and promoting stabilisation of dendritic spine growth. Inhibition of PKMζ, with zeta-inhibitory peptide (ZIP), can reverse LTP and impair established long-term memories. However, a deficit of memory retrieval cannot be ruled out. Furthermore, ZIP, and in high enough doses the control peptide scrambled ZIP, was recently shown to be neurotoxic, which may explain some of the effects of ZIP on memory impairment. PKMζ knockout mice show normal learning and memory. However, this is likely due to compensation by protein-kinase C iota/lambda (PKCι/λ), which is normally responsible for induction of LTP. It is not clear how, or if, this compensatory mechanism is activated under normal conditions. Future research should utilise inducible PKMζ knockdown in adult rodents to investigate whether PKMζ maintains memory in specific parts of the brain, or if it represents a global memory maintenance molecule. These insights may inform future therapeutic targets for disorders of memory loss.

中文翻译：

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PKMζ 在维持长期记忆中的作用：综述

长期记忆被认为储存在经历物理变化的神经元和突触中，例如长时程增强 (LTP)，并且这些变化可以长期保持。维持 LTP 的候选酶是蛋白激酶 M zeta (PKMζ)，这是一种组成型活性蛋白激酶 C 同种型，在 LTP 和长期记忆维持期间升高。本文回顾了围绕 PKMζ 在维持长期记忆中的作用的证据和争议。PKMζ 通过阻止 AMPA 受体内吞作用和促进树突棘生长的稳定来维持突触增强。用 zeta 抑制肽 (ZIP) 抑制 PKMζ 可以逆转 LTP 并损害已建立的长期记忆。然而，不能排除记忆检索的缺陷。此外，ZIP、并且在足够高的剂量下，对照肽炒 ZIP，最近被证明具有神经毒性，这可能解释了 ZIP 对记忆障碍的一些影响。PKMζ 基因敲除小鼠表现出正常的学习和记忆。然而，这可能是由于蛋白激酶 C iota/λ (PKCι/λ) 的补偿，它通常负责诱导 LTP。目前尚不清楚这种补偿机制如何或是否在正常条件下被激活。未来的研究应该利用成年啮齿动物中的诱导型 PKMζ 敲低来研究 PKMζ 是否维持大脑特定部位的记忆，或者它是否代表全局记忆维持分子。这些见解可能会为未来记忆丧失障碍的治疗目标提供信息。这可以解释 ZIP 对记忆障碍的一些影响。PKMζ 基因敲除小鼠表现出正常的学习和记忆。然而，这可能是由于蛋白激酶 C iota/λ (PKCι/λ) 的补偿，它通常负责诱导 LTP。目前尚不清楚这种补偿机制如何或是否在正常条件下被激活。未来的研究应该利用成年啮齿动物中的诱导型 PKMζ 敲低来研究 PKMζ 是否维持大脑特定部位的记忆，或者它是否代表全局记忆维持分子。这些见解可能会为未来记忆丧失障碍的治疗目标提供信息。这可以解释 ZIP 对记忆障碍的一些影响。PKMζ 基因敲除小鼠表现出正常的学习和记忆。然而，这可能是由于蛋白激酶 C iota/λ (PKCι/λ) 的补偿，通常负责诱导 LTP。目前尚不清楚这种补偿机制如何或是否在正常条件下被激活。未来的研究应该利用成年啮齿动物中的诱导型 PKMζ 敲低来研究 PKMζ 是否维持大脑特定部位的记忆，或者它是否代表全局记忆维持分子。这些见解可能会为未来记忆丧失障碍的治疗目标提供信息。目前尚不清楚这种补偿机制如何或是否在正常条件下被激活。未来的研究应该利用成年啮齿动物中的诱导型 PKMζ 敲低来研究 PKMζ 是否维持大脑特定部位的记忆，或者它是否代表全局记忆维持分子。这些见解可能会为未来记忆丧失障碍的治疗目标提供信息。目前尚不清楚这种补偿机制如何或是否在正常条件下被激活。未来的研究应该利用成年啮齿动物中的诱导型 PKMζ 敲低来研究 PKMζ 是否维持大脑特定部位的记忆，或者它是否代表全局记忆维持分子。这些见解可能会为未来记忆丧失障碍的治疗目标提供信息。