TRPV1通道的功能、门控机制及其调节剂在药物研发中的应用

TRPV1 （transient receptor potential vanilloid-1）是配体门控的非选择性阳离子通道，属于瞬时受体电位通道家族，能够被多种物理和化学刺激激活。TRPV1是药物研发的重要靶点之一，其异常刺激和表达与多种疾病的发病机制有关。一直以来，TRPV1因其调节剂优异的镇痛效果而备受关注。2021年诺贝尔生理学奖对温度和触觉感受器研究工作的认可，使TRPV1再一次成为关注的焦点。TRPV1已有20多年的研究基础，但是其门控机制和药物研发仍然是研究的难点。本文从TRPV1的生理功能、门控机制和药物发现的角度出发，综述了TRPV1的表达分布、功能特点和结构特征，重点阐述了3种门控机制及TRPV1调节剂在药物发现上的进展，并对未来的TRPV1药物进行展望。     

河鲀毒素——一种具有缓解癌性疼痛潜力的药物

河鲀毒素（tetrodotoxin,TTX）是一种剧毒的生物碱类天然神经毒素，具有选择性阻断钠离子通道作用。人体摄入TTX后会产生致命影响，对人类的致死剂量范围1.5～2.0 mg （血药浓度9μg/L）。但以远低于其半数致死量（LD50）给患者施用TTX时，却可以治疗多种疾病，包括海洛因和可卡因戒断症状、脊髓损伤、脑外伤、肿瘤、神经性疼痛和内脏疼痛等。研究人员经过几十年不懈地探索，在TTX应用于生物医学领域，尤其是治疗癌症相关疼痛方面取得可喜进展，本文着重介绍TTX作为缓解癌性疼痛药物的临床开发、作用的有效性和安全性等最新结果，展示TTX缓解癌性疼痛的前景。     

NavRh的结构与工作机理被揭示

清华新闻网5月22日电5月21日,清华大学医学院颜宁教授研究组在《自然》(Nature)在线发表了名为《电压门控钠离子通道细菌同源蛋白的晶体结构》(Crystal structure of an orthologue of the NaChBac voltage-gated     

钠离子通道参与调节小胶质细胞的生物学功能

小胶质细胞作为常驻的免疫细胞,遍布于大脑和脊髓中,提供持续的免疫监视活动。当中枢神经系统组织细胞受到损伤时,小胶质细胞发生激活从而引起多种生物学效应。近年来研究显示多种亚型的电压门控型钠离子通道在小胶质细胞表面表达,并参与调节小胶质细胞的激活、吞噬、多种细胞因子/趋化因子的释放,迁移以及浸润等生理过程。本文针对电压门控型钠离子通道参与调节小胶质细胞生物学功能的最新进展进行了分析与归纳,并探讨其作用机制及未来研究的发展趋势。     

机械敏感离子通道Piezo1在心血管系统中的作用

机械敏感离子通道(mechanosensitive ion channels, MSC)是一类受机械压力影响而产生兴奋电信号的离子通道,广泛分布于生物各组织器官中,参与生物体内的多种生理过程。最近在哺乳动物体内发现了一种新型的MSC蛋白Piezo1,它与其他MSC蛋白不具有同源性,在细胞感应机械应力的过程中发挥着重要作用。大量研究结果表明,Piezo1在动脉血压的控制、红细胞体积的改变、心脏相关因子的分泌等生理过程中扮演了重要角色,与心血管系统关系密切。在哺乳动物心血管系统中,心脏、动脉血管、毛细微血管和红细胞等都可感受来自细胞外环境机械应力刺激,而Piezo1将机械应力转化为生物电信号,进而影响后续的生理过程。本文介绍了Piezo1在心血管系统中的作用,并总结Piezo1蛋白的具体作用机制及其差异,以期为进一步的研究提供有益参考。     

葛氏鲈塘鳢与七彩神仙鱼心肌细胞钠离子通道的温度响应特征

温度适应对于动物的生存至关重要，而目前对于鱼类这样的外温动物的温度适应相关研究仍然缺乏。葛氏鲈塘鳢(Perccottus glenii)可以在结冰的环境中生存数天，而七彩神仙鱼(Symphysodon aequifasciatus)是被广泛饲养的热带观赏鱼类，本研究将这2种鱼类作为冷水鱼与热带鱼的代表，探究其温度耐受性。为此，测定了它们的临界温度以及不同温度下(0 ~ 38 ℃)的心率，并利用原代细胞急性分离，结合膜片钳电生理技术与控温技术，测定了上述2种鱼类心肌电压门控钠离子通道在不同温度下的电生理特征。结果显示，葛氏鲈塘鳢和七彩神仙鱼的温度耐受范围具有较大差异，分别为﹣2.0 ~ 27.4 ℃以及13.1 ~ 39.3 ℃。葛氏鲈塘鳢的心率在0 ~ 19 ℃之间随着温度的升高而稳定升高，在19 ℃时达到最高，其后逐渐降低，这与葛氏鲈塘鳢心肌细胞上的电压门控钠离子通道在20 ℃时电流峰值最大且通道的开放概率最大这一电生理特征具有一致性。而七彩神仙鱼的心率则在14 ~ 31 ℃之间稳定升高，这与其心肌细胞电压门控钠离子通道电流峰值和开放概率在15 ~ 30 ℃的实验范围内随温度的升高而升高的电生理特性也一致。以上结果说明，这2种鱼类的心率、心肌细胞电压门控钠离子通道复合电流对于温度的响应与其自身的温度耐受范围以及原产栖息地温度紧密相关。因此，鱼类心肌细胞上的电压门控钠离子通道可能存在对温度的适应机制，保证鱼类循环系统在不同温度下正常运行。     

蜘蛛多肽毒素研究进展

蜘蛛肽类神经毒素按分子量大小可分为2种,除了黑寡妇蜘蛛毒素属于高分子量多肽,其余的毒素均属于小分子量肽类。不同的多肽毒素其功能不同,它们或仅作用于昆虫,或仅作用于哺乳动物,或对二者皆有影响。本文综述了近十年来这方面的研究成果,根据功能将毒素分成4类,逐一介绍了毒素的结构与作用机制。这些毒素的研究对神经生物学,新药的研究与开发及植物的抗虫育种等方面的发展具有重要的意义。     

基于双层BiGRU网络的哺乳动物组织m6A甲基化位点预测

目的 N⁶-甲基化腺苷（N⁶-methyladenosine，m⁶A）是RNA中最常见、最丰富的化学修饰，在很多生物过程中发挥着重要作用。目前已经发展了一些预测m⁶A甲基化位点的计算方法。然而，这些方法在针对不同物种或不同组织时，缺乏稳健性。为了提升对不同组织中m⁶A甲基化位点预测的稳健性，本文提出一种能结合序列反向信息来提取数据更高级特征的双层双向门控循环单元（bidirectional gated recurrent unit，BiGRU）网络模型。方法 本文选取具有代表性的哺乳动物组织m⁶A甲基化位点数据集作为训练数据，通过对模型网络、网络结构、层数和优化器等进行搭配，构建双层BiGRU网络。结果 将模型应用于人类、小鼠和大鼠共11个组织的m⁶A甲基化位点预测上，并与其他方法在这11个组织上的预测能力进行了全面的比较。结果表明，本文构建的模型平均预测接受者操作特征曲线下面积（area under the receiver operating characteristic curve，AUC）达到93.72%，与目前最好的预测方法持平，而预测准确率（accuracy，ACC）、敏感性（sensitivity，SN）、特异性（specificity，SP）和马修斯相关系数（Matthews correlation coefficient，MCC）分别为90.07%、90.30%、89.84%和80.17%，均高于目前的m⁶A甲基化位点预测方法。结论 和已有研究方法相比，本文方法对11个哺乳动物组织的m⁶A甲基化位点的预测准确性均达到最高，说明本文方法具有较好的泛化能力。