
此次發(fā)現(xiàn)的用于疼痛控制的分子構(gòu)造
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小鼠后根神經(jīng)節(jié)的感覺神經(jīng)元
發(fā)白光的就是表達(dá)TrkA受體的初級感覺神經(jīng)元(照片出自東京大學(xué)新聞發(fā)布資料) (點擊放大)
KIF分子馬達(dá)是利用ATP的化學(xué)能量,以每秒0.1~1μm的速度,在作為細(xì)胞骨架的微小管(25nm直徑的管狀蛋白質(zhì)復(fù)合體)之上移動的分子機(jī)器蛋白質(zhì)群。以往研究表明,人類細(xì)胞內(nèi)有45種以上的KIF分子馬達(dá),但人們對其作用并不完全了解。
此次培養(yǎng)了作為KIF分子馬達(dá)之一——KIF1A分子馬達(dá)的基因缺失一半的小鼠,揭示了小鼠對熱感及痛感存在進(jìn)行性障礙的表達(dá)模式。對KIF1A缺失小鼠的后根神經(jīng)節(jié)實施解剖后發(fā)現(xiàn),對神經(jīng)營養(yǎng)因子NGF的受體、即TrkA進(jìn)行表達(dá)的初級感覺神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生了進(jìn)行性的細(xì)胞死亡。從細(xì)胞生物學(xué)角度實施分析的結(jié)果表明,KIF1A穿過Rab3-GTP銜接蛋白質(zhì)與含有TrkA的膜泡結(jié)合,TrkA是KIF1A的載體蛋白質(zhì)。
KIF1A缺損小鼠的初級感覺神經(jīng)細(xì)胞對辣椒素這一疼痛引發(fā)物質(zhì)的響應(yīng)性有意減弱。另外,在這些小鼠的神經(jīng)細(xì)胞中,PI3激酶通路對NGF的響應(yīng)性也呈現(xiàn)有意減弱的狀態(tài),這說明KIF1A缺損小鼠不僅神經(jīng)細(xì)胞的生存率在下降,并且作為疼痛受體的TRPV1的作用同時也在下降。
通過對位于TrkA信號傳輸下游的PI3激酶通路進(jìn)行藥理性補(bǔ)充,便可使這些表現(xiàn)模式復(fù)原。此次研究還發(fā)現(xiàn),其中存在NGF/PI3激酶通路使KIF1A基因本身的表達(dá)量上升的正反饋路徑。這些情況表明,KIF1A通過TrkA的輸送,以及位于其下游的PI3激酶通路的自我組織性增強(qiáng)過程,同時為初級感覺神經(jīng)細(xì)胞的生存和功能提供了支撐。
以往研究得知,TrkA是受體型酪氨酸激酶之一,此外FGF受體、EGF受體、BDGF受體、胰島素受體等以同樣的機(jī)制控制細(xì)胞的分化、增殖、癌化、糖代謝等。利用此次發(fā)現(xiàn)的機(jī)制,瞄準(zhǔn)KIF,有望開發(fā)出副作用少、可對受體型酪氨酸激酶的作用給予間接影響的新藥。此次成果已于2016年6月2日刊登在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)期刊《Neuron》的在線版上。(特約撰稿人:工藤 宗介)