【学术快报】王韵课题组于《Science Signaling》发表论文揭示Cdk5负性调控辣椒素受体TRPV1的组成型内化机制

近年来，“疼痛”被确认为继呼吸、脉搏、体温和血压之后的“人类第五大生命体征”，目前国际疼痛协会从“生物－心理－社会”医学模式的角度更新了疼痛的定义，即“疼痛是一种与组织损伤或潜在组织损伤相关的感觉、情感、认知和社会维度的痛苦体验”。慢性痛被认定是一种疾病而非症状，使一些患者感到无助无望、生活失去意义。因此，疼痛不仅是一个世界范畴的医学问题，也是目前在人群中普遍存在的健康问题之一。开发高效且毒副作用小、给药途径便捷的新镇痛药物是一项紧急而艰巨的任务，而对疼痛信号转导机制的系统性研究是完成这一任务的重要基础。

瞬时受体电位香草酸亚型1（transient receptor potential vanilloid 1, TRPV1），俗称辣椒素受体，是炎症痛发生和维持的关键分子，其功能受多种激酶的磷酸化调控。对TRPV1的磷酸化调控一方面改变其通道特性，另一方面影响其膜转运。王韵课题组前期研究结果表明，周期素依赖性蛋白激酶5（cyclin-dependent kinase 5, Cdk5）可通过磷酸化微管正向运输相关的驱动蛋白家族成员KIF13B，增加TRPV1向细胞膜迁移，或直接磷酸化TRPV1使其在细胞膜分布增多，参与炎症热痛觉敏化（J Neurosci. 2012）。跨膜离子通道的膜转运处于动态平衡的过程，除了向细胞膜表面迁移，其组成型内化，即基础状态下通道蛋白由细胞膜向细胞内的逆向运输，对受体的循环利用或降解及细胞内膜系统的稳定至关重要，但TRPV1组成型内化作用的研究较少，其机制未见报道。

本文综合使用分子生物学、细胞生物学、生物素标记膜表面受体及内化实验、抗体喂养实验、同位素体外激酶实验、钙成像和大鼠炎症痛造模及蛛网膜下腔给药等实验技术，首次揭示TRPV1的组成型内化为网格蛋白clathrin、缢断蛋白dynamin和clathrin适配蛋白复合体adaptor protein complex 2 （AP2）的μ2亚基依赖的内化途径；Cdk5通过结合并磷酸化AP2μ2第45位丝氨酸，干扰AP2μ2与TRPV1的结合，对TRPV1的内化起负性调控作用；利用特异性融合肽干扰Cdk5对AP2μ2的磷酸化作用，能缓解大鼠的自发痛和炎症热痛觉敏化，为临床镇痛提供新的治疗思路。

Working Model:

输

文章于2019年6月12日在线发表于《science signaling》杂志（Liu et al., Sci. Signal. 2019）。原2008级基础医学八年制博士生刘皎（现单位为北京大学医药卫生分析中心）和原北京大学医学部神经科学研究所博士生杜军霞是这篇论文的并列第一作者；北京大学医学部神经科学研究所、北京大学麦戈文脑科学研究所王韵教授是该论文的通讯作者。本研究得到国家自然科学基金和科技部973项目资助。

研究组介绍

王韵

北京大学麦戈文脑科学研究所 PI

北京大学基础医学院 副院长

北京大学神经科学研究所 副所长

实验室研究兴趣：

我们课题组主要从事神经系统细胞信号转导的研究。综合利用多学科手段，整合分子生物学、生物化学、遗传学、电生理学、形态学和行为学等方法，主要进行以下两方面的工作：

1. 痛与痛觉调制的细胞信号转导通路：采用慢性病理性疼痛模型，研究痛觉传导通路中，外周和中枢神经元发生的可塑性变化，并围绕细胞信号转导的核心分子——蛋白激酶，深入探讨慢性痛，相关痛相关负性情绪及痛记忆产生的特异的信号通路，以期发现新的镇痛靶点或镇痛药物，为解决临床镇痛问题提供新思路。

2.神经发育和损伤修复机制：采用体外培养细胞和在体动物模型，探讨参与神经元极性建立、迁移、树突发育、突触形成和修剪等神经发育过程，以及外周神经损伤后修复（与发育过程享有一些共同的分子机制）和神经元缺血损伤/抗损伤过程的关键分子，旨在阐明先天性神经发育疾病，神经退行性疾病及后天性神经损伤如机械、缺血损伤等过程的病理机制，找到其中的关键分子，设计可能的干预策略，从而为一些临床常见神经精神疾病的治疗提出新方法。

北京大学IDG麦戈文脑科学研究所

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