高等生物学习并适应环境的变化,大脑通过将短暂的刺激转化为结构和功能的长期变化从而得到进化。这一转换过程与受体转运、新基因合成、局部mRNA翻译以及蛋白质转换等多方面的改变相关。具体表现为特定的突触释放神经递质,神经递质能够和突触后神经元上相应的受体结合,从而诱导突触后神经元发生一系列生化反应。其中最突出的是突触后特化过程中的钙离子水平发生快速而短暂的升高。局部钙离子浓度的增加会导致突触发生短期或长期的特异性改变,例如细胞膜上谷氨酰胺受体亚基的插入或者是移除以及突触的蛋白质的功能改变或者是翻译和降解等。除了突触上的这些局部变化外,钙离子流入神经元后,还会引发一连串的信号事件,信号最后传递至细胞核内,并导致相关基因表达程序的激活。许多基因的表达都被证明受到神经元活动的调控,其中早期响应基因c-Fos作为神经元活化的marker基因被反复提及,但是其快速变化的原因还不清楚。在本研究中,我们发现lncRNASNHG20能够抑制c-Fos的转录从而影响学习记忆。通过对KCl激活的神经元测序的数据进行分析,发现SNHG20在KCl刺激后显著下调,然后通过体内、体外实验使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)进行了验证。随后,使用慢病毒介导的方式在神经元中过表达SNHG20,早期响应基因c-Fos mRNA以及蛋白水平在神经元活化过程均受到抑制。通过4-Thiouridine(4sU)标记新生成的RNA,发现过表达SNHG20抑制了 c-Fos mRNA的合成。进一步研究发现SNHG20通过调控c-Fos的水平,参与其通路下游靶基因,特别是Annexin A2(ANXA2)的水平调控,进而影响认知功能。在体的海马脑区SNHG20过表达的实验表明,过表达SNHG20的小鼠出现明显的学习记忆功能障碍。