大脑和心脏起搏器的关键调节器被发现

生物学家已经发现了t型通道上的外层屏蔽是如何改变心脏和脑细胞的电化学信号的。了解这些屏障的工作原理将有助于研究人员最终开发出一种治疗癫痫、心血管疾病和癌症的新药物。

滑铁卢大学的这项研究发表在今天的《生物化学杂志》上，并因其重要性被评为“本周论文”。

研究人员发现，池塘蜗牛的t型通道可以从使用钙离子转变为使用钠离子来产生电信号，这是因为通道入口上方有一层叫做炮塔的氨基酸外盾。

低电压t型通道通过有选择地将带正电荷的阳离子通过栅极状通道穿过细胞膜，从而产生有规律间隔的微小电流脉冲。这些通道通常是极具选择性的，每10,000个钙离子只允许一个钠离子通过。

由这种转移产生的有节奏的信号阳离子是支持我们心脏肌肉同步收缩和大脑部分神经元放电的物质，比如丘脑，它有助于调节我们的睡眠-觉醒周期，或昼夜节律。

除了他们发表的发现外，研究人员还发现，在池塘蜗牛体内的盾状炮塔限制了治疗药物进入通道。

池螺和其他无脊椎动物体内的t型通道与人类相似。尽管池塘蜗牛只有7厘米长，但它简单的神经网络和生理机能使它成为神经生物学家们喜爱的模式生物。

过度活跃的t型通道与癫痫、心脏问题、神经性疼痛以及几种癌症的扩散有关。能够抑制失控的t型通道活动的药物无法与通道本身结合。

“我们想了解t型通道的分子结构，”斯帕福德说。“它们如何通过离子电流来产生电活动，并识别药物结合位点，以及可能阻断这些通道来治疗神经疾病或心脏并发症的药物。”

该小组目前正在研究如何拆除这种细胞外炮塔将改善药物在t型通道中的获取和结合。

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滑铁卢大学新闻稿

出版

关伟、布恩、斯帕福德。使用选择性过滤器外的细胞外转塔区(S5-P)， t型通道对钠离子具有高渗透性。生物化学杂志，2014年3月4日出版。doi: 10.1074 / jbc.M114.551473