大脑“神经元高速公路”如何顺畅运行?中国科学家研究揭秘分子机制

来源: 中青在线
2024-07-02 12:34:48

不知火舞的漫画光胸17漫画「変質的な海賊なのよcそれ」  《通知》明确,新冠患者在所有收治医疗机构发生的、符合卫生健康部门制定的新型冠状病毒感染诊疗方案的住院医疗费用,继续执行前期费用保障政策,由基本医保、大病保险、医疗救助等按规定支付后,个人负担部分由财政给予补助,所需资金由就医地财政先行支付,中央财政按实际发生费用的60%予以补助。医保经办部门对收治患者较多、垫付压力较大的定点医疗机构,可预付部分资金,减轻医疗机构垫付压力。符合卫生健康部门规定的急诊抢救费用,可纳入住院费用一并结算或参照住院待遇政策结算。该政策以患者入院时间计算。跨省和省内异地就医新冠住院患者,符合规定的住院医疗费执行同样保障政策,所发生的费用由医保机构按国家统一部署进行清算。ruDoOu-vd6O5vpUSuBQ0CJIWo9-大脑“神经元高速公路”如何顺畅运行?中国科学家研究揭秘分子机制

  中新网北京12月12日电 (记者 孙自法)人类的大脑中分布着上百亿个神经 元细胞,独立的神经元之间通过“突触”连接。如果把大脑比作城市,物质信息传递则通过一条条“神经元高速公路”,大脑是如何保障“神经元高速公路”顺畅运行的?一直以来备受学界关注和开展相关研究。

  中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心姜道华研究员团队、中国科学院生物物理研究所赵岩研究员团队合作,通过冷冻电镜单颗粒技术解析重构出囊泡单胺转运蛋白VMAT2多种状态的高分辨结构,详细解释了单胺神经递质被转运到囊泡中的过程。这一揭示大脑“神经元高速公路”顺畅运行分子机制的重要研究成果论文,北京时间12月12日凌晨以“人源VMAT2的转运及抑制机制”为题在国际著名学术期刊《自然》(Nature)在线发表。

  研究团队介绍说,神经递质是一类可传递信号的化学物质,在诸如情绪、记忆、生长发育和药物成瘾等多种神经活动中发挥重要作用,科学家迄今已发现多巴胺、5-羟色胺、肾上腺素、乙酰胆碱、氨基酸等多种物质可作为神经递质调控神经活动。其中,5-羟色胺与情绪及睡眠相关;多巴胺则与奖赏、成瘾及满足感有关。当神经递质传递遇到障碍时会出现失眠、抑郁、精神分裂、帕金森、亨廷顿舞蹈症等精神疾病,而VMAT2是大脑中最重要的囊泡单胺转运蛋白,负责将5-羟色胺、多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素和组胺等神经递质转运到囊泡中储存,以便受到外界刺激后释放单胺神经递质。

  目前在临床上,VMAT2是治疗高血压、亨廷顿舞蹈症等运动障碍、精神性焦虑的药物靶点。利血平和丁苯那嗪是两种经典的VMAT2抑制剂,利血平曾被广泛用于治疗高血压;丁苯那嗪在临床上用于治疗亨廷顿舞蹈症等多动性运动障碍。不过,尽管许多研究已揭示VMAT2的生物学和药理学性质,但是对于VMAT2的底物转运机制及药物分子的抑制机制仍不清楚。

  在本项研究中,中国科学家团队针对VMAT2是一种分子量非常小(仅为56千道尔顿)且缺乏可溶结构域的膜蛋白、利用冷冻电镜单颗粒技术对其进行结构解析非常困难这一巨大难题,通过筛选融合蛋白位点,将其他稳定性很好的蛋白质融合在VMAT2的胞外区,成功得到分子量增大、性质稳定、有刚性信号的VMAT2融合蛋白,使结构解析的难度大大降低,并最终成功通过冷冻电镜手段计算并重构出VMAT2与三种不同药物分子及底物5-羟色胺结合的近原子分辨率结构。

  结构分析表明,这次获得的电镜结构代表了VMAT2完整转运循环中的三种典型构象,三种不同的构象也代表不同药物的抑制机制可能存在差异。同时,解析出的结构很好阐释了利血平、丁苯那嗪、酮色林三种不同药物分子能够稳定VMAT2的构象并阻断运输的分子机制。

  研究团队表示,此次研究大大推动VMAT2转运单胺的研究,为理解VMAT2的底物识别、药物抑制、质子耦合转运过程等分子机制提供重要的结构基础,为开发更好的药物分子提供模板信息。同时,该研究中解析VMAT2的方法能够应用于其他小型膜蛋白,将促进膜转运蛋白和其他小蛋白的电镜结构解析。

  尽管大脑神经递质分子机制研究已取得阶段性进展,但研究团队强调,后续还将进一步深入探究下去,努力揭晓“VMAT2可识别多种内源及外源底物,它们的转运机制是共通的吗”“神经递质转运过程中质子是如何参与并驱动蛋白构象转换的”等科学问题的答案。(完)

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