研究人员发现基于神经递质的通信的新型模式

加利福尼亚大学尔湾医学院的研究人员发现了基于神经递质的新型沟通方式的第一个例子。该发现发表在自然通讯，挑战当前关于大脑信号机制的教条，并发现了为癫痫，焦虑和慢性疼痛等疾病开发疗法的新途径。

电压门控钾通道（KCNQ2-5）产生M循环，有助于控制神经元兴奋性。这些通道的亚基每个都有高亲和力的抗惊厥药物结合口袋，UCI研究人员发现，这些可容纳内源性神经递质，包括γ-氨基丁酸（GABA），这是神经系统中最具影响力的NEUROTRANSIMTINTERS之一。

UCI研究团队，由博士后研究员RíanManville博士领导。以及首席研究员Geoffrey Abbott，MSC博士，博士学位，以及博士学位博士Maria Papanikolaou博士学位，研究了一个古老的序列基序，以前被确定为药物结合位点，但相对于天然功能而言。在那里，团队发现了一个为GABA的装订口袋。

脑细胞通过释放称为神经递质的化学物质与邻近细胞上的特定位置或受体结合以促进或防止激发或产生小电流。了解哪种神经递质与哪些受体可以允许科学家改变这些细胞的行为方式或开发模仿神经递质的药物……导致潜在的新疗法。

“我们查看了离子上的抗惊厥药物结合部位渠道蛋白质（KCNQ3）以对大脑的电气变化的反应而闻名，并提出了一个问题：为什么这种结合位点在进化中保存了超过十亿年？杰夫·雅培（Geoff Abbott）说，它不可能演变成结合现代药物。通过我们的研究，我们发现该部位以高灵敏度（某些神经递质，某些神经递质，信号化学物质自然出现在大脑中）结合。”

该团队专注于已知的化学特性，这是结合药物脱头押的抗惊厥作用所必需的。他们确定了GABA，主要抑制作用神经递质在具有相似化学属性的后生神经系统中，GABA都与KCNQ基因家族中的几个通道紧密地结合并激活了几个通道。

Abbott说：“这是一个完全的惊喜 - KCNQ属于“电压激活”类离子通道类，这是以前结论的超级家族渠道，并未被神经递质直接激活。

该团队进行了诱变研究和一系列药理控制，进一步巩固了他们的结论，即GABA直接调节了KCNQ家族中的特定离子通道。发现M通道的GABA激活（由KCNQ基因编码）是直接的，与表达系统无关，并且在外源和内源表达的通道中发生。值得注意的是，该小组发现与M通道的GABA结合能够超极化细胞，这种活性预测可防止神经元放电。这与GABA在大脑中已知的主要抑制神经递质的作用一致，但是该发现为GABA履行其抑制性作用提供了一种完全新颖而出乎意料的机制。

雅培说：“我们的发现表明有潜在的反馈机制，因为先前发现M通道可以调节GABA释放。”“此外，我们的结果表明，某些KCNQ通道具有充当细胞外神经递质/代谢物景观的化学传感器，这可以使M通道能够对这些分子的平衡做出反应，并通过随着时间的推移来调节细胞兴奋性。”

KCNQ渠道都存在于古代和现代神经系统中，并且每个人都对GABA的反应不同。这些通道已经是抗癫痫药的靶标，但是，由于不需要的脱靶作用，这些药物中的第一种被撤回。通过鉴定这些通道的直接神经递质激活，开发这种替代化学空间的新癫痫，焦虑和疼痛药物的潜力很好。

该小组还发现，包括β-羟基丁酸（BHB）在内的GABA的合成和天然的代谢产物和类似物也激活了KCNQ通道。他们目前正在进行其他研究，探讨了KCNQ2/3通道在生酮饮食抗惊厥作用中的BHB激活作用，因为BHB是禁食或生酮饮食中第一个酮体以及糖尿病性酮可酸病中​​产生的第一个酮体。

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