神经所王以政最新PNAS解析关键通道

　　

生物通报道：来自中科院上海生科院神经所，美国NIH等处的研究人员发表了题为“Canonical transient receptor potential 3 channels regulate mitochondrial calcium uptake”的文章，发现瞬时受体电势C（TRPC）通道蛋白参与调节线粒体摄取Ca2+，揭示了线粒体摄取Ca2+的新机制。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志在线版上。

文章的通讯作者是上海生科院神经所王以政研究员，以及美国卫生研究院Lutz Birnbaumer，这项研究主要由博士研究所生冯昇杰、李洪玉、邰一琳等完成。

瞬时受体电势C（TRPC）通道蛋白在细胞膜上构成非选择性阳离子通道。这些通道存在于哺乳动物的各种细胞中，担负着多种生理功能。其中的成员TRPC3和TRPC6对神经元存活具有重要作用。

线粒体的Ca2+摄取参与调节细胞的能量代谢以及细胞内的Ca2+稳态。响应刺激后，线粒体可以通过快速改变基质中的Ca2+浓度从而影响细胞代谢和存活。线粒体的Ca2+稳态是调控其自身膜电势、ATP的合成以及胞质中Ca2+水平的基础。然而，定位在线粒体上的何种Ca2+通道介导了上述过程一直是未知的。

在这篇文章中，研究人员发现TRPC3定位细胞膜和线粒体内膜上，能够响应线粒体外Ca2+的变化，并且参与线粒体摄取胞质中Ca2+的过程。上调或下调TRPC3的蛋白表达量，可以改变线粒体的膜电势。这揭示了线粒体Ca2+摄取的新机制，为理解TRPC3通道的生理及病理功能提供了新的思路。

关于TRPC，此前王以政研究组曾发现了TRPC6在胶质瘤细胞增殖与细胞周期中的重要作用，这阐述了一类非选择性的阳离子通道作为治疗胶质瘤的靶分子的可能性。

研究人员发现，人胶质瘤组织中TRPC6的表达明显高于正常脑组织，特异地阻断TRPC6通道能将胶质瘤细胞周期阻断在G2期，抑制其增殖。阻断TRPC6通道减小颅内肿瘤体积，可显著提高裸鼠存活率。另外，阻断TRPC6通道后能提高胶质瘤细胞对放射线的敏感性。该项研究提出了TRPC6通道作为治疗胶质瘤的一个新的靶分子的可能性。

王以政研究组在TRPC通道研究方面获得了许多成果，他们曾在在2005年Nature杂志曾经刊登了我国科学家关于发现引导神经生长方向新机制的研究成果。这项成果就是由王以政和袁小兵领衔完成的，这项成果在国际上首次发现：神经纤维最前端生长锥的细胞膜上有一类称为“瞬间受体电位通道”（TRPC）的阳离子通道起着传递神经纤维生长“方向指令”的关键作用。

原文摘要：

Canonical transient receptor potential 3 channels regulate mitochondrial calcium uptake

Mitochondrial Ca2+ homeostasis is fundamental to regulation of mitochondrial membrane potential, ATP production, and cellular Ca2+ homeostasis. It has been known for decades that isolated mitochondria can take up Ca2+ from the extramitochondrial solution, but the molecular identity of the Ca2+ channels involved in this action is largely unknown. Here, we show that a fraction of canonical transient receptor potential 3 (TRPC3) channels is localized to mitochondria, a significant fraction of mitochondrial Ca2+ uptake that relies on extramitochondrial Ca2+ concentration is TRPC3-dependent, and the up- and down-regulation of TRPC3 expression in the cell influences the mitochondrial membrane potential. Our findings suggest that TRPC3 channels contribute to mitochondrial Ca2+ uptake. We anticipate our observations may provide insights into the mechanisms of mitochondrial Ca2+ uptake and advance understanding of the physiological role of TRPC3.

作者简介：

王以政博士1982年毕业于中国医科大学，1985获中国军事医学科学院硕士学位，1991在加拿大 Laval 大学获生物化学和实验医学博士。1991年至1994年分别在美国 Case Western Reserve 大学和法国 Nice 大学从事博士后工作。1995年至2001年先后在加拿大National Research Council 和美国 Thomas Jefferson 大学担任助教授、副教授等职，主要研究谷氨酰胺的信号传导通路与神经元存活和死亡的机制等，其主要研究成果发表在《Science》等国际著名学术杂志上。2001年8月回国后，任中国科学院神经科学研究所神经信号转导研究组组长，研究员，博士生导师，所教育委员会委员、所科研计划委员会委员等职。

王以政博士是中国科学院“杰出人才基金”（2001-2003）、“国家杰出青年基金”（2003- 2006）获得者。“国家重点基础研究发展规划--脑发育和可塑性的基础研究（2002- 2005）”项目的子课题的负责人。