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Nature:尼古丁受体结构首次揭晓,有望带来戒烟新药

2016/10/12 来源:药明康德
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导读
日前,美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在尼古丁成瘾研究方面取得重大突破。他们第一次解析出介导尼古丁成瘾的蛋白受体的三维晶体结构。

日前,美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在尼古丁成瘾研究方面取得重大突破。他们第一次解析出介导尼古丁成瘾的蛋白受体的三维晶体结构。该突破不仅对了解尼古丁与其受体的结合过程以及对受体结构的影响提供了重要信息,还有望帮助改善尼古丁成瘾以及这一受体相关的其它疾病(包括癫痫、精神病和老年痴呆症)的疗法。


虽然烟草的健康危害已经广为人知,但是烟草使用仍然每年会在世界范围内造成600万人死亡。大多数吸烟者并不是不知道吸烟的危害,但是其中很多人的烟瘾屡戒不止,主要原因是烟草中的尼古丁有很强的让人成瘾的作用。目前市场上的戒烟药,包括尼古丁贴片和尼古丁口香糖,在治疗尼古丁成瘾方面的效果参次不齐。如果能找到一种有效的尼古丁成瘾疗法,那么将无疑对社会总体的健康水平产生重大的影响。

在这项发布在《Nature》的研究中,西南医学中心的研究人员将他们的研究重点放在称为a4b2的尼古丁受体上。它是人类大脑中媒介尼古丁作用的主要受体,是一种由尼古丁控制的离子通道。当尼古丁与a4b2受体相结合后,会导致离子通道开放,从而激活表达这些受体的大脑神经细胞。这个过程能够增强记忆力和专注力,改善大脑的认知功能,但是同时也让人高度上瘾。


▲尼古丁结构(图片来源:维基百科)

多年来,很多研究团队都试图解析a4b2受体的晶体结构,但是找不到方法能让这个受体蛋白形成结晶。西南医学中心的研究团队摒弃了之前从电鳗的发电器官提取蛋白结晶的方法,将a4b2受体通过病毒转染在人类细胞系中大量表达,然后提纯结晶。在尝试过上千种结晶条件组合之后,他们终于成功结出了晶体,并且解析出a4b2受体与尼古丁结合时的晶体结构。

通过对a4b2受体晶体结构的分析,研究人员可以详细地勾画出它与尼古丁相结合的部位,识别尼古丁的机制和与尼古丁结合对离子通道通透性的影响等作用机理。这些知识将有助于科学家们找出有价值的靶点来开发药物治疗尼古丁的上瘾功能。


▲Ryan Hibbs教授(图片来源:西南医学中心官网)

“这需要一个很大的研发团队和一个制药公司来研究这个蛋白并且开发药物,但是我认为我们的研究结果是实现这一目标的第一块重要的基石,”文章的通讯作者,西南医学中心的神经科学与生物物理教授Ryan Hibbs博士说。

参考资料:

[1] X-ray structure of the human α4β2 nicotinic receptor

[2] Breakthrough in mapping nicotine addiction could help researchers improve treatment

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