南方医科大学Nature子刊发表神经学研究新成果

　　

生物通报道   来自南方医科大学的研究人员证实，海马神经元核膜上的BK通道通过控制核内钙离子信号调控了基因表达。这一重要研究发现发表在6月22日的《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上。

论文的通讯作者是南方医科大学副校长高天明（Tian-Ming Gao）教授，其是教育部“****”特聘教授，国际著名杂志《Stroke》特约审稿人。主要研究方向：脑损伤与修复机制及其应用研究；突触发育和可塑性分子机制研究；离子通道结构与功能及其调控的研究。

离子通道在神经元的功能调控中起着极其重要的作用。以往的一些研究已经很好地确立了质膜、线粒体、内质网和溶酶体的一些离子通道对于钙离子调控的意义。然而，目前对于核膜上的离子通道功能却知之甚少。

BK通道是一类既受细胞膜电位控制又能被钙离子激活的大电导钾通道，由功能亚基（α）和辅助亚基（β）共同形成复合体参与生理功能。它在人体的绝大部分组织中均有分布，参与多种细胞功能过程，包括动作电位复极化、快速后超极化、神经兴奋性、神经递质释放、血管平滑肌以及激素分泌等。BK通道对神经系统、心血管系统等重大人类疾病的发生、机制及治疗有着十分密切的联系与重要科研应用价值，倍受各国各领域科研工作关注（延伸阅读：浙江大学Nature子刊揭示泛素化调控新机制 ）。

在这篇文章中，研究人员证实在啮齿动物的海马神经元核膜上存在功能性的BK通道。功能研究表明，阻断核BK（nBK）通道可诱导突触活性引起的核膜源性的Ca2+释放，核质Ca2+升高以及cAMP反应元件结合蛋白(CREB)依赖性基因转录。更为重要的是，研究人员发现阻断nBK通过可调控核Ca2+敏感性基因表达，以一种核Ca2+依赖性方式促进了树突分支（dendritic arborization）。

这些结果表明，nBK通道的功能是充当了神经元活性与核Ca2+之间的一个分子链接，将来自突触的信号传送至细胞核中，因此，在核膜上起作用的nBK通道是突触活性依赖性神经元功能的一种新型调控器。

（生物通：何嫱）

作者简介：

高天明

博士，南方医科大学神经生物学教研室主任、教授、博士生导师、“****”特聘教授.主要学术职务：中国生理学会理事，广东省生理学会副理事长，全军生理、病生专业委员会委员，广东省神经科学学会理事, 美国科学促进会、美国神经科学会、国际脑血流代谢学会及国际脑研究组织会员。国际著名杂志《Stroke》特约审稿人。国家杰出青年基金获得者。主要研究方向：1）脑损伤与修复机制及其应用研究；2）突触发育和可塑性分子机制研究；3）离子通道结构与功能及其调控的研究。

生物通推荐原文摘要：

Nuclear BK channels regulate gene expression via the control of nuclear calcium signaling

Ion channels are essential for the regulation of neuronal functions. The significance of plasma membrane, mitochondrial, endoplasmic reticulum and lysosomal ion channels in the regulation of Ca2+ is well established. In contrast, surprisingly little is known about the function of ion channels on the nuclear envelope (NE). Here we demonstrate the presence of functional large-conductance, calcium-activated potassium channels (BK channels) on the NE of rodent hippocampal neurons. Functionally, blockade of nuclear BK channels (nBK channels) induces NE-derived Ca2+ release, nucleoplasmic Ca2+ elevation and cyclic AMP response element binding protein (CREB)-dependent transcription. More importantly, blockade of nBK channels regulates nuclear Ca2+–sensitive gene expression and promotes dendritic arborization in a nuclear Ca2+–dependent manner. These results suggest that the nBK channel functions as a molecular link between neuronal activity and nuclear Ca2+ to convey signals from synapse to nucleus and is a new modulator, operating at the NE, of synaptic activity–dependent neuronal functions.