來自中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所的研究人員發(fā)表了題為“Endosome-mediated retrograde axonal transport of P2X(3) receptor signals in primary sensory neurons”的文章,發(fā)現(xiàn)感覺神經(jīng)元中P2X3受體能夠逆向運輸并以內(nèi)吞體的形式傳遞信號,這提供了一種門控離子通道新的信號傳遞機制。相關(guān)成果公布在《Cell Research》雜志上。生物通
領(lǐng)導這一研究的是生物化學與細胞生物學研究所鮑嵐研究員,其早年畢業(yè)于第四軍醫(yī)大學,研究組主要是應(yīng)用分子克隆、抗體制備、免疫熒光雙標記、共聚焦顯微鏡和免疫電子顯微鏡等技術(shù)系統(tǒng)地分析不同神經(jīng)肽受體亞型和離子通道在細胞和亞細胞水平的分布特征等。這一研究得到了中國科學院、國家自然科學基金、科技部蛋白質(zhì)重大研究計劃等項目的資助,由博士研究生陳序譙和王斌等完成。
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ATP門控離子通道P2X3選擇性地表達于初級感覺神經(jīng)元,對生理性和病理性疼痛至關(guān)重要。傳統(tǒng)的觀點認為,位于神經(jīng)末梢的P2X3受體激活后可以引起細胞外的鈣離子內(nèi)流進而引起動作電位的發(fā)放,而對于P2X3受體的長距離以及長時程的信號傳遞的方式及其機制并不十分清楚。
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在這篇文章中,研究人員發(fā)現(xiàn)P2X3受體信號在初級感覺神經(jīng)元的軸突中具有逆向轉(zhuǎn)運的特性。小GTP酶Rab5參與了P2X3受體進入內(nèi)吞體的過程,Rab7則負責其長距離的逆向轉(zhuǎn)運,P2X3受體的內(nèi)吞和逆向轉(zhuǎn)運都是受其配體ATP調(diào)控的,ATP激活的信號通路分子與內(nèi)吞的P2X3受體一起進入到內(nèi)吞體,形成了信號內(nèi)吞體,神經(jīng)元膜上的脂筏介導了P2X3受體的內(nèi)吞和下游信號激活,信號內(nèi)吞體進一步通過神經(jīng)元軸突的逆向轉(zhuǎn)運到胞體,調(diào)節(jié)胞體中轉(zhuǎn)錄因子CREB的磷酸化水平,同時影響神經(jīng)元的興奮性。
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該研究不但證明了感覺神經(jīng)元中P2X3受體能夠逆向運輸并以內(nèi)吞體的形式傳遞信號,而且提供了一種門控離子通道新的信號傳遞機制。
鮑嵐研究組近年來在細胞內(nèi)電壓門控的離子通道研究方面取得了不少成果,他們曾在Nav1.8的跨膜區(qū)段中發(fā)現(xiàn)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位信號,并為多次跨膜的受體和離子通道中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位信號的功能與調(diào)控提供了有力的證據(jù)。生物通
電壓門控鈉離子通道是可興奮細胞產(chǎn)生動作電位的基礎(chǔ),Nav1.8是特異性高表達在背根神經(jīng)節(jié)初級感覺小神經(jīng)元中的一種電壓門控鈉離子通道,它與疼痛的產(chǎn)生有密切的關(guān)系。研究人員發(fā)現(xiàn)電壓門控鈉離子通道Nav1.8的跨膜區(qū)段限制其在細胞膜上的表達量,并促進其通過calnexin蛋白介導的降解。