近日，北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)研究所、北京大學(xué)-清華大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心研究員陳雷研究組與迪哲醫(yī)藥有限公司首席執(zhí)行官、北京大學(xué)分子醫(yī)學(xué)所客座教授張小林博士合作，在《細(xì)胞研究》雜志發(fā)表《人源受體激活的TRPC6和TRPC3通道結(jié)構(gòu)》（Structure of the receptor-activated human TRPC6 and TRPC3 ion channels），報道了人源TRPC6（3.8?）和TRPC3（4.4?）通道的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了TRPC通道組裝模式，為進(jìn)一步研究其工作機(jī)制提供了結(jié)構(gòu)模型。

人源TRPC6和TRPC3通道的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)

在果蠅光感受機(jī)制的研究過程中，人們發(fā)現(xiàn)并克隆了TRP通道。隨后果蠅TRP通道在哺乳動物中的同源通道蛋白也被逐一發(fā)現(xiàn)并克隆，它們組成了龐大的TRP通道家族。其中TRPC（TRPC1-7）通道亞家族和果蠅中TRP通道同源度最高。而TRPC3/6/7亞類也像果蠅TRP通道一樣，可以被受體偶聯(lián)的磷脂酶C（PLC）水解PIP2 所生成的DAG所激活，因此被稱為受體激活的TRPC通道亞類。這些受體激活的TRPC通道開放后會導(dǎo)致膜電位的去極化和鈣離子的內(nèi)流。它們廣泛地分布于人體組織，并參與了多種生理過程，例如神經(jīng)突觸形成、運動協(xié)調(diào)、腎功能、傷口愈合、癌癥擴(kuò)散、平滑肌收縮及誘導(dǎo)心肌肥大等。值得一提的是TRPC6對于腎小球臟層足細(xì)胞足突形成過程至關(guān)重要。TRPC6激活突變可以導(dǎo)致家族遺傳性局灶性節(jié)段性腎小球硬化（FSGS），這是臨床上導(dǎo)致大量蛋白尿的一個病因，其中部分患者比較快地發(fā)展至終末期腎功能衰竭，目前沒有較好的臨床療法。而開發(fā)針對TRPC6的抑制劑是治療該類腎病的一個較有前途的方向。盡管TRPC6通道如此重要，但其分子水平上的工作機(jī)制仍不清楚，歸根結(jié)底是因為缺乏TRPC6通道高分辨率的結(jié)構(gòu)信息。

近年來，得益于冷凍電鏡技術(shù)的飛速發(fā)展，除了TRPC家族以外，其它TRP通道家族的結(jié)構(gòu)都已經(jīng)得到了解析。而TRPC通道除了6次跨膜螺旋構(gòu)成的孔道區(qū)以外，還具有較大的胞內(nèi)N端結(jié)構(gòu)域及C端結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域是如何參與組裝TRPC通道四聚體的仍不為人知。張小林首先開發(fā)了針對TRPC6通道的高親和力抑制劑，陳雷研究組通過冷凍電鏡技術(shù)解析了TRPC6通道與抑制劑復(fù)合物的分辨率為3.8?的結(jié)構(gòu)，同時也解析了TRPC3通道分辨率為4.4?的結(jié)構(gòu)。這兩個結(jié)構(gòu)清晰地展示了TRPC通道的組裝模式。通過對突變體的功能研究及結(jié)構(gòu)比對，抑制劑的結(jié)合位點也得到了確認(rèn)。

該項工作由陳雷研究組和迪哲醫(yī)藥有限公司共同完成，其中分子醫(yī)學(xué)所二年級學(xué)生湯晴麟和郭文君為共同第一作者。該工作最終的冷凍電鏡數(shù)據(jù)采集在上海國家蛋白質(zhì)科學(xué)設(shè)施和北京大學(xué)冷凍電鏡平臺完成，數(shù)據(jù)處理得到了北京大學(xué)CLS計算平臺和未名一號高性能計算平臺的支持。此外，生物物理所冷凍電鏡平臺在前期的工作中給予一定支持。本工作獲得科技部重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委、生命科學(xué)聯(lián)合中心、青年千人計劃等的經(jīng)費支持。