脑功能和精神障碍的新视角

科学家们第一次能看到GluN1a-2C NMDA受体的细节。了解这种受体在哪里以及如何与神经递质相互作用，将有助于更好地了解健康的大脑功能，并可能使药物开发人员能够想出许多精神疾病的新疗法。

　　

   

   

NMDA大脑受体变异的三维原子模型，称为GluN1a-2C型。针对这种类型的受体可能有助于治疗神经精神疾病，如精神分裂症和阿尔茨海默症。    

来自冷泉港实验室(CSHL)的科学家们的新图像首次揭示了一组对健康大脑功能至关重要的分子的三维结构。这些分子是大脑中被称为NMDA受体的蛋白质家族的成员，它调节神经元之间基本信号的传递。CSHL团队生成的详细图片将为致力于精神分裂症、抑郁症和其他神经精神疾病新疗法的药物开发人员提供宝贵的蓝图。

“这个NMDA受体是一个非常重要的药物靶点，”CSHL教授Hiro Furukawa实验室的博士后研究员Tsung-Han Chou说。这是因为功能失调的NMDA受体被认为与多种疾病有关，不仅包括抑郁症和精神分裂症，还包括阿尔茨海默病、中风和癫痫。Chou说:“我们希望我们的图像，第一次将受体可视化，将促进基于我们的结构信息的整个领域的药物开发。”

NMDA受体存在于整个大脑的神经元中。当被一种叫做谷氨酸的信号分子激活时，受体就会改变形状，打开进入细胞的通道。谷氨酸是大脑中的一种神经递质。这增加了神经元向邻近细胞发出信号的可能性。神经元之间的交流对从运动到记忆的一切都至关重要。当NMDA受体引起过多或过少的神经交流时，就会导致功能障碍和疾病。

“GluN1-2C, GluN1-2A-2C和GluN1-2D NMDA受体存在于离散的大脑区域，如小脑，在大脑发育的特定时期，”Furukawa解释道。“据推测，含有GluN1-2C的功能异常低下的NMDA受体会导致类似精神分裂症的症状。”

虽然一些NMDA受体的结构已经得到了更好的研究，但Furukawa团队在他们的新研究中关注的那些受体的结构却知之甚少。需要一个更完整的图像，因为针对特定类型的NMDA受体的能力将使药物开发人员能够更好地控制潜在药物在大脑中的哪个部位起作用。当谈到开发更好的疗法时，Chou说，“我们能得到的信息越多越好。”

Furukawa, Chou和他们的同事使用了冷冻电子显微镜的方法来捕捉受体的一系列图像，这些图像精确地揭示了它们的形状。一些图像显示，受体抓住谷氨酸，这是一种天然的神经递质，使它们启动;另一些则显示了被实验室中用来增强NMDA信号的分子激活的受体。通过揭示这些分子相互作用的确切位置和方式，新图片将有助于指导潜在疗法的设计，关闭过度活跃的NMDA受体或打开那些不够活跃的受体。

Structural insights into assembly and function of GluN1-2C, GluN1-2A-2C, and GluN1-2D NMDARs