生化所引进PI最新文章解析离子通道

　　

生物通报道：来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的研究人员发现炎性因子前列腺素E2通过调节Nav1.8的细胞内转运来增加该通道在细胞膜上的表达量，从而增强该通道的功能，这一发现丰富了离子通道转运的基本细胞生物学理论，为炎症因子参与痛觉外周敏化提供了一个新的机制，从而也为疼痛治疗提示了一个新的研究方向。这一研究成果公布在《Traffic》杂志上。

领导这一研究的是生物化学与细胞生物学研究所鲍岚研究员，其早年毕业于第四军医大学，研究组主要是应用分子克隆、抗体制备、免疫荧光双标记、共聚焦显微镜和免疫电子显微镜等技术系统地分析不同神经肽受体亚型和离子通道在细胞和亚细胞水平的分布特征等。

电压门控的钠离子通道对于神经元动作电位的产生和传导至关重要。前列腺素是一类炎性介质，在痛觉信息传递中有重要作用，机体内产生前列腺素的环氧化酶是非甾体抗炎药发挥镇痛的主要作用位点。电压门控的钠离子通道Nav1.8选择性高表达在初级感觉神经元上，前列腺素E2可以增强Nav1.8的功能，这也是前列腺素E2产生作用的最重要途径，然而这种调节的分子和细胞机制并不十分清楚。

在这篇文章中，研究人员发现炎性因子前列腺素E2通过调节Nav1.8的细胞内转运来增加该通道在细胞膜上的表达量，从而增强该通道的功能，PKA信号通路和Nav1.8分子内部的信号介导了这一过程。这一发现丰富了离子通道转运的基本细胞生物学理论，为炎症因子参与痛觉外周敏化提供了一个新的机制，从而也为疼痛治疗提示了一个新的研究方向。

在之前的研究中，研究人员还发现了激肽前体分子通过序列中带电荷小片段的聚集将其分选入大致密芯囊泡的调节型分泌途径，这是神经肽前体分选进入调节型分泌途径的新机制。

分泌蛋白被分泌到细胞外有两条途径：一是持续型分泌途径，进入该途径的分泌蛋白可以持续不断地向细胞外分泌，不受钙离子等信号的调控；二是调节型分泌途径，进入该途径的分泌蛋白在细胞受到外界刺激时进行分泌。P物质在痛觉传递中有重要作用，其前体分子——速激肽前体转运到大致密芯囊泡的调节型分泌途径是其发挥正常功能的一个关键步骤，但是对于速激肽前体如何进入大致密芯囊泡目前还所知甚少。

研究人员通过多个含有带电荷氨基酸小片段的聚集效应能够调节速激肽前体进入大致密芯囊泡的分选过程。速激肽前体分子的N端和C端分别带有相反的电荷，均能被分选入大致密芯囊泡中，随着带电荷氨基酸的数目减少其分选效率降低。由4-5个氨基酸组成的小片段若含有2个带电荷氨基酸可作为基本的分选单位进入大致密芯囊泡中，这些小片段的逐步累积使得通过静电相互作用造成的分子间的聚集逐渐加强，对蛋白的分选效率产生累加作用，最终发挥了分选信号的功能，引导速激肽前体进入到调节型分泌途径。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Prostaglandin E2 Promotes Nav1.8 Trafficking via Its Intracellular RRR Motif Through the Protein Kinase A Pathway

Voltage-gated sodium channels (Nav) are essential for the initiation and propagation of action potentials in neurons. Nav1.8 activity is regulated by prostaglandin E2 (PGE2). There is, however, no direct evidence showing the regulated trafficking of Nav1.8, and the molecular and cellular mechanism of PGE2-induced sodium channel trafficking is not clear. Here, we report that PGE2 regulates the trafficking of Nav1.8 through the protein kinase A (PKA) signaling pathway, and an RRR motif in the first intracellular loop of Nav1.8 mediates this effect. In rat dorsal root ganglion (DRG) neurons, prolonged PGE2 treatment enhanced Nav1.8 currents by increasing the channel density on the cell surface. Activation of PKA by forskolin had the same effect on DRG neurons and human embryonic kidney 293T cells expressing Nav1.8. Inhibition of PKA completely blocked the PGE2-promoted effect on Nav1.8. Mutation of five PKA phosphorylation sites or the RRR motif in the first intracellular loop of Nav1.8 abolished the PKA-promoted Nav1.8 surface expression. Furthermore, a membrane-tethered peptide containing the intracellular RRR motif disrupted the PGE2-induced promotion of the Nav1.8 current in DRG neurons. Our data indicate that PGE2 promotes the surface expression of Nav1.8 via an intracellular RRR motif, and provide a novel mechanism for functional modulation of Nav1.8 by hyperalgesic agents.

作者简介：

鲍岚

性别 女
专业名称 细胞生物学
技术职务 研究员
行政职务 课题组长
Mail地址 [e-mail]
通讯地址 上海岳阳路320号
邮政编码 200031

1980年8月 第四军医大学空军医学系五年制本科
1988年7月 第四军医大学航空航天航海生理学专业获医学硕士学位
1988年8月 第四军医大学航空生理学教研室助教、讲师
1993年8月 瑞典卡罗琳斯卡医学院神经科学系访问学者
1994年8月 第四军医大学航空生理学教研室讲师、副教授
1999年8月 第四军医大学航空航天生理学专业获医学博士学位
1999年11月 中国科学院神经科学研究所感觉系统研究组副研究员
2002年11月 中国科学院神经科学研究所感觉系统研究组合作课题组长
2004年3月 中国科学院生化与细胞生物学研究所课题组长，研究员

研究方向

G蛋白偶连受体和离子通道转运的分子和细胞机制

研究工作

在生理和病理条件下神经肽受体（G蛋白偶连受体超家族成员）和离子通道在初级感觉神经元兴奋性的调控中起重要作用，因此了解调控细胞表面神经肽受体和离子通道转运的分子和细胞机制至关重要。

我们将应用分子克隆、抗体制备、免疫荧光双标记、共聚焦显微镜和免疫电子显微镜等技术系统地分析不同神经肽受体亚型和离子通道在细胞和亚细胞水平的分布特征；用免疫共沉淀、细胞表面生物素化、Western Blot和基因突变等技术, 寻找对其包装和运输途径产生决定性作用的分子和受体、离子通道本身的氨基酸序列；用电生理膜片钳和膜电容记录技术对其功能进行分析。

通过研究明确不同神经肽受体亚型和离子通道的细胞与亚细胞水平分布特征；建立G蛋白偶连受体和离子通道包装运输途径和调控的分子和细胞生物学模型；确认一些在病理条件下调控神经肽受体（G蛋白受体）和离子通道分泌和运输的分子和细胞生物学模型。
以上研究一方面对细胞和神经生物学基本理论有重要意义；另一方面发现一些与痛的发生和发展有关的重要机制和重要分子，对寻找新的镇痛方案和新药开发将提供有价值的新线索。

获奖情况
军队科技进步一等奖壹项
军队科技进步二等奖壹项
国家科技进步三等奖壹项
中国科学院上海生命科学研究院"优秀青年人才计划"
2004年度国家自然科学杰出青年基金