DREAM/Calsenilin/KChIP3与NMDA受体的相互作用及其细胞保护作用研究

DREAM/Calsenilin/KChIP3是新近发现的一种多功能蛋白，在神经系统高表达，已知其可以发挥转录因子、presenilin作用蛋白和Kv4通道调节蛋白的功能。本科研组在预实验研究中发现，DREAM可以与中枢兴奋性神经递质谷氨酸的一种重要受体- - NMDA受体相结合，并抑制NMDA受体功能。目前，国内外尚无人报道过DREAM的此项功能。本项目旨在前期工作的基础上，通过生物化学、分子生物学、电生理学、形态学和动物行为学等多种手段，深入探讨DREAM与NMDA受体的相互作用及其功能调节。更重要的是，由于NMDA受体是兴奋性毒性损伤的核心分子，我们拟根据DREAM与NMDA受体结合的关键位点，设计具有穿膜能力的Tat融合肽，为兴奋性毒性损伤的临床治疗探索新方法。该项研究对于深入了解NMDA受体的调控机制，突破兴奋性毒性损伤治疗的现有靶点，开发新的细胞保护药物，具有重要的理论和现实意义。

谷氨酸兴奋性毒性损伤参与中风、癫痫和多种神经退行性疾病的发生，NMDA受体在其中发挥重要作用。但临床应用NMDA受体拮抗剂作为神经保护药物的效果并不满意，探索新的神经保护药物靶点意义重大。我们综合应用生物化学、分子生物学、细胞生物学、电生理学、动物学等实验方法，证实DREAM/calsenilin/KChIP3可以与NMDA受体的NR1亚基作用，抑制NMDA受体在胞膜的表达和NMDA通道电流。过表达DREAM可发挥对神经元兴奋性毒性损伤的保护作用，而敲低DREAM可加重细胞损伤。NMDA受体NR1亚基与DREAM结合的位点位于其胞内C端C0结构域，而DREAM蛋白含有多个位点可以与NR1亚基结合，但N端21-40位氨基酸具有最强的结合能力。据此位点设计的穿膜肽TAT-21-40，可抑制NMDA通道电流，并且离体和在体模型均显示出减轻神经元兴奋性毒性损伤的效应，具有细胞保护作用。本研究是对DREAM与NMDA受体作用的首次报道，并且为新近揭示的DREAM参与学习记忆的功能提供了重要的理论支持。DREAM作为一种NMDA受体的负性调控分子，以及具有保护兴奋性毒性损伤作用的穿膜肽TAT-21-40的发现，将为NMDA受体的功能调控及兴奋性毒性损伤相关疾病的治疗提供新的靶点。本项目资助发表SCI论文2篇，申请中国发明专利2项，论文通讯作者应邀撰写相关综述1篇，应邀在国际会议专题报告1次，国内会议专题报告2次，项目负责人和通讯作者参与编写专著1本。