近日，北京大學分子醫(yī)學研究所、北京大學-清華大學生命科學聯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、北京大學分子醫(yī)學所客座教授張小林博士合作，在《細胞研究》雜志發(fā)表《人源受體激活的TRPC6和TRPC3通道結構》（Structure of the receptor-activated human TRPC6 and TRPC3 ion channels），報道了人源TRPC6（3.8?）和TRPC3（4.4?）通道的冷凍電鏡結構，揭示了TRPC通道組裝模式，為進一步研究其工作機制提供了結構模型。

人源TRPC6和TRPC3通道的冷凍電鏡結構

在果蠅光感受機制的研究過程中，人們發(fā)現并克隆了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通道開放后會導致膜電位的去極化和鈣離子的內流。它們廣泛地分布于人體組織，并參與了多種生理過程，例如神經突觸形成、運動協調、腎功能、傷口愈合、癌癥擴散、平滑肌收縮及誘導心肌肥大等。值得一提的是TRPC6對于腎小球臟層足細胞足突形成過程至關重要。TRPC6激活突變可以導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制仍不清楚，歸根結底是因為缺乏TRPC6通道高分辨率的結構信息。

近年來，得益于冷凍電鏡技術的飛速發(fā)展，除了TRPC家族以外，其它TRP通道家族的結構都已經得到了解析。而TRPC通道除了6次跨膜螺旋構成的孔道區(qū)以外，還具有較大的胞內N端結構域及C端結構域，這些結構域是如何參與組裝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解析了TRPC6通道與抑制劑復合物的分辨率為3.8?的結構，同時也解析了TRPC3通道分辨率為4.4?的結構。這兩個結構清晰地展示了TRPC通道的組裝模式。通過對突變體的功能研究及結構比對，抑制劑的結合位點也得到了確認。

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)學所二年級學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據采集在上海國家蛋白質科學設施和北京大學冷凍電鏡平臺完成，數據處理得到了北京大學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、國家自然科學基金委、生命科學聯合中心、青年千人計劃等的經費支持。