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针对中风和癫痫发作的隐藏口袋

理想的药物是仅影响其设计治疗的确切细胞和神经元的药物,没有不必要的副作用。在治疗精致复杂的人类大脑时,这一概念尤为重要。现在,冷泉港实验室的科学家已经发现了一种机制,可以导致这种长期寻求的特异性治疗中风和癫痫发作。

针对中风和癫痫发作的隐藏口袋

据负责这项工作的资深科学家Hiro Furukawa教授说,“这真的归结为化学。”

当人脑受伤时,例如在中风期间,大脑的一部分开始酸化。这种酸化导致谷氨酸的猖獗释放。

“我们突然在整个NMDA受体的地方获得更多的谷氨酸,这导致NMDA受体开始发射相当多,”Furukawa解释说。

在健康的大脑中,NMDA(N-甲基,D-天冬氨酸)受体负责控制带电原子或离子流入和流出神经元。这些信号的“发射”对学习和记忆形成至关重要。然而,过度活跃的神经元可能导致灾难性的后果。已经在各种神经疾病和病症中观察到异常的NMDA受体活性,例如中风,癫痫发作,抑郁症和阿尔茨海默病,以及出生时具有基因突变的个体。

Furukawa的团队与埃默里大学的科学家合作,寻找一种方法来防止过度激发NMDA受体而不影响大脑的正常区域。

以前的工作已经确定了有希望的化合物,称为93系列,适用于此目的。渴望在酸性环境中与NMDA受体结合,这些化合物即使在谷氨酸存在下也会下调受体活性,从而防止过度的神经元放电。

然而,93系列化合物有时会导致抑制脑部健康部位NMDA受体的不良后果。这就是为什么古河和他的同事们决定如何改进93系列的独特功能。

他们的最新成果详见Nature Communications。

使用一种称为X射线晶体学的方法,研究人员能够看到93系列化合物上的一个基序插入NMDA受体内一个前所未有的微小口袋中。实验表明,这个口袋对它周围的pH特别敏感。

“现在我们看到NMDA受体内的pH敏感口袋,我们可以提出不同的支架,”Furukawa解释道。“我们可以重新设计93系列化合物 - 我们称之为94系列 - 这样可以更有效地适应那个口袋,并且可以获得更高的pH灵敏度。所以,我们基本上只是刚开始我们努力做到这一点。“

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