science：新研究鉴定出了偏头痛关键受体的结构和动力学，为更好的疗法铺平了道路！

来源：本站原创 2021-03-06 14:59

2021年3月6日讯/生物谷BIOON/--在一项研究中，来自澳大利亚莫纳什大学、ARC膜蛋白低温电镜中心、日本东京大学和新西兰奥塔哥大学的研究团队鉴定了一种重要的细胞表面（膜）受体的形状和动力学，这种受体叫做降钙素相关基因肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)，长期以来一直被认为与偏头痛有关联。相关研究结果已经发表在

2021年3月6日讯/生物谷BIOON/--在一项研究中，来自澳大利亚莫纳什大学、ARC膜蛋白低温电镜中心、日本东京大学和新西兰奥塔哥大学的研究团队鉴定了一种重要的细胞表面（膜）受体的形状和动力学，这种受体叫做降钙素相关基因肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)，长期以来一直被认为与偏头痛有关联。相关研究结果已经发表在近期的Science杂志上，标题为Structure and dynamics of the CGRP receptor in apo and peptide-bound forms。

图片来源：Patrick M. Sexton, PhD.

偏头痛是一种并不简单的头痛。超过300万的偏头痛患者每年至少发作一次，其中60%以上是女性。小部分患者会经历慢性偏头痛，即每月发作15天或以上、连续3个月及以上的偏头痛。虽然患者会经历许多不同强度的不同症状，通常是恶心、头晕、对光和声音敏感、头部一侧或两侧剧烈疼痛，但偏头痛发作和疼痛的生理过程不同于其他类型的头痛，如肌肉紧张或窦性疼痛。虽然偏头痛长期以来被认为是一种神经血管疾病，涉及到颅骨、面部和脑膜的血管扩张，但研究已经排除了血管扩张是这种类型疼痛的一个因素。最近的研究证实了三叉神经感觉神经疼痛通路中CGRP的增加导致了头痛。

东京大学的Radostin Danev博士说：“我们确定了与偏头痛有关的一个重要的细胞表面(膜)受体的原子结构。在这项初步研究中，我们确定了受体单独的结构，以及其与天然靶分子结合的结构。这让我们清楚地了解了受体在体内的正常功能是如何工作的。”

未来的研究将扩大对潜在药物靶点的筛查。Danev博士表示，目前已经有几种针对该受体的偏头痛药物，但关于蛋白结构知识对于理解药理学和未来的治疗发展是至关重要的，这将帮助我们理解慢性疾病的病理机制，并有助于开发更有效和更容易获得的治疗方法。

莫纳什大学药理学教授、该论文的通讯作者Patrick M. Sexton博士解释道，识别CGRP的结构是第一个与偏头痛相关的起始事件的分子启示。“我们用来做这项工作的方法(低温电子显微镜)与支持新冠病毒疫苗和药物研发的方法类似。”他说。

三叉神经是第五脑神经，负责将面部、脑内膜、眼睛、鼻窦、颞下颌关节、耳朵、唾液腺、口腔、鼻腔和牙齿的感觉传递到大脑。它由三个分支组成;眼部、上颌和下颌。它也是控制咀嚼肌肉的神经。来源：orofacialpain.org.uk

虽然这项研究和所有关于COVID-19的研究都是近期的，但低温电子显微镜(cryo-EM)自20世纪70年代以来就开始使用了。过去十年的进步改善了探测技术和计算成像，使低温电子显微镜能够以近原子分辨率揭示生物分子结构。Danev博士对低温电子显微镜研究的未来感到兴奋:“这是第一个关于孤立的、没有G蛋白存在的G蛋白偶联受体在无活性和预激活状态下的成功的高分辨率低温电子显微镜研究。它展示了低温电子显微镜在小膜蛋白结构测定方面不断扩展的能力。”Danev博士说，团队对他们的工作结果感到兴奋，而真正的益处即将展现出来。“这项工作为非活性GPCRs的进一步研究铺平了道路，而到目前为止，这只是x射线晶体学的特权。”

既然他们对CGRP的结构有了这样的了解并且有能力对其进行研究，那么未来的计划和方向如何呢？Sexton博士解释说:“新的结构和对受体运动的理解可以用来设计更好的受体激活方法。这项工作揭示了偏头痛的一个关键事件，因此我们最近已经得到了针对我们研究的受体的有效疗法的批准。不管怎么说，我们还想要通过增加受体的激活来治疗其他疾病。”（生物谷Bioon.com）

原始出处：Tracy M. Josephs et al. Structure and dynamics of the CGRP receptor in apo and peptide-bound forms, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abf7258

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