針對中風和癲癇發(fā)作的隱藏口袋
理想的藥物是僅影響其設計治療的確切細胞和神經元的藥物,沒有不必要的副作用。在治療精致復雜的人類大腦時,這一概念尤為重要?,F在,冷泉港實驗室的科學家已經發(fā)現了一種機制,可以導致這種長期尋求的特異性治療中風和癲癇發(fā)作。
據負責這項工作的資深科學家Hiro Furukawa教授說,“這真的歸結為化學。”
當人腦受傷時,例如在中風期間,大腦的一部分開始酸化。這種酸化導致谷氨酸的猖獗釋放。
“我們突然在整個NMDA受體的地方獲得更多的谷氨酸,這導致NMDA受體開始發(fā)射相當多,”Furukawa解釋說。
在健康的大腦中,NMDA(N-甲基,D-天冬氨酸)受體負責控制帶電原子或離子流入和流出神經元。這些信號的“發(fā)射”對學習和記憶形成至關重要。然而,過度活躍的神經元可能導致災難性的后果。已經在各種神經疾病和病癥中觀察到異常的NMDA受體活性,例如中風,癲癇發(fā)作,抑郁癥和阿爾茨海默病,以及出生時具有基因突變的個體。
Furukawa的團隊與埃默里大學的科學家合作,尋找一種方法來防止過度激發(fā)NMDA受體而不影響大腦的正常區(qū)域。
以前的工作已經確定了有希望的化合物,稱為93系列,適用于此目的??释谒嵝原h(huán)境中與NMDA受體結合,這些化合物即使在谷氨酸存在下也會下調受體活性,從而防止過度的神經元放電。
然而,93系列化合物有時會導致抑制腦部健康部位NMDA受體的不良后果。這就是為什么古河和他的同事們決定如何改進93系列的獨特功能。
他們的最新成果詳見Nature Communications。
使用一種稱為X射線晶體學的方法,研究人員能夠看到93系列化合物上的一個基序插入NMDA受體內一個前所未有的微小口袋中。實驗表明,這個口袋對它周圍的pH特別敏感。
“現在我們看到NMDA受體內的pH敏感口袋,我們可以提出不同的支架,”Furukawa解釋道。“我們可以重新設計93系列化合物 - 我們稱之為94系列 - 這樣可以更有效地適應那個口袋,并且可以獲得更高的pH靈敏度。所以,我們基本上只是剛開始我們努力做到這一點。“
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