酸敏感离子通道内源性新配体的发现及功能研究

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1、分类号UDC密级编号博士学位论文主国型堂暄丕堂益经抖堂巫窒压』土篷銮通太堂基趟匡堂院申请学位级别盟±学科专业名称控经生物堂论文提交日期2Q曼3生三日论文答辩日期2Q呈兰生圣且培养单位主垦抖堂暄上瀣生金科堂硒究院挫经科堂研究压学位授予单位主国型堂院研究生院答辩委员会主席Discoveryofanovelendogenousligandforacid·-sensingionchannelsanditsfunctionalimplicationsByXiangWangDirectedbyDr．Tian-LeXuChines

2、eAcademyofSciences03，2013㈣5m叭Ⅲ●_舳4¨¨¨¨¨¨--Ⅷ3啪4籼Z删Y中科院上海生命科学研究院研究生学位论文声明本人郑重声明：1)所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容或属合作研究共同完成的工作外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。2)所呈交的学位论文，实验结果均由相应的实验数据分析得出，实验数据真实可靠。该声明的法律结果由本人承担。研究生学位论

3、文版权使用授权声明学位论文作者签名：≥捌日期幺。I弓年；月二1日本人完全了解并同意遵守中科院上海生命科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，即：生科院有权保留送交论文的复印件和电子文件，并提供论文的目录检索及借阅、查阅；生科院可以公布论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编本学位论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：_=啦导师签名：．{迎摘要论文摘要酸敏感离子通道内源性新配体的发现及功能研究中国科学院神经科学研究所／上海交通大学医

4、学院博士研究生t王相指导老师：徐天乐教授／研究员酸敏感离子通道(ASICs)是一类质子门控的非选择性阳离子通道，它们是中枢神经系统以及外周神经系统中感知胞外酸化最为敏感的离子通道，属于上皮钠通道／退化蛋白超家族。截止目前为止，已经发现四个基因至少编码六个亚基(ASICla，ASIClb，ASIC2a，ASIC2b，ASIC3和ASIC4)。大多数ASICs所介导的电流失活很快，但是，主要分布于外周感觉神经元上的酸敏感离子通道亚型3(ASIC3)被胞外酸化激活后，有一个明显的平台电流。而且，已有的研究表明这个平台电流在

5、关节炎、心肌缺血以及炎症等病理过程中具有重作用。因此，ASIC3似乎是一个治疗由于胞外酸化(心绞痛、炎症痛等)引起的疼痛很有前景的治疗靶点。组织酸化和炎症因子在炎症痛的感知过程中发挥重要作用。但是，有关质子、炎症因子以及ASICs之间的相互作用目前还不是很清楚。利用外源表达系统和急性分离得到的DRG丰0经元，我们研究了炎症因子对ASIC3的调控作用，发现五羟色胺能够剂量依赖地增JJHASIC3、ASIC3／la和ASIC3／lb的平台开放电流。在机制上，发现五羟色胺的这种增强作用是直接与酸敏感离子通道本身相互作用的，

6、而不是通过五羟色胺受体，因为五羟色胺受体阻断剂(Y．25130和二甲麦角新碱)并不能阻断这种增强作用。我们发现非质子感受域上关键残基(E79或者E423)的突变能够完全阻断五羟色胺的这种增强作用。同时，在放射性受体亲和实验中发现，非质子感受域上关键残基(ASIC3一E423A)的突变能够显著降低五羟色胺的结合。另外我们通过筛选化合物库的方法发现一个外源的小分子s-[(2．胍基．4．噻唑)甲基]异硫脲(SGI)也能够剂量依赖地增强ASIC3的持续性开放，其作用机制与五羟色胺相似。五羟色胺增强ASIC3的平台开放足以增加

7、神经元的兴奋性。在体注射五羟色胺和酸溶液(或者SGI和酸溶液)能够诱导野生型小鼠产生明显的疼痛行为，但是这种疼痛行为的诱导依赖ASIC3通道的存在，因为在ASIC3敲除小鼠上，这种疼痛行为明显减弱。摘要但是，ASICla敲除并不影响五羟色胺对酸诱导的疼痛行为的敏化。并且SGI也能够产生上述类似五羟色胺的作用。总之，我们的实验结果表明炎症因子五羟色胺能够增强ASIC3同聚和ASIC3／la和ASIC3／lb异聚体的平台开放，从而参与炎症痛觉调控。同时，我们的结果也提示ASIC3可以作为一种同时探测胞外多种因子刺激的感受

8、器，比如质子和五羟色胺。我们的实验结果再次强调ASIC3通道在炎症痛过程中具有非常重要的作用，为ASIC3通道成为新的炎症痛治疗靶点提供了理论支持。ASIC3的持续开放相电流对酸化诱导的痛觉感受以及疼痛信号的整合有很重要的作用，但是ASIC3持续性开放的结构基础至今仍然不是很清楚。天然多肽FMRF．酰胺能够非常显著地增强ASIC3的持续开放相电