FGF13

电压门控钠通道Nav1.6在中枢神经系统(CNS)神经元放电中起着至关重要的作用。Nav1.6的功能异常可能导致癫痫等神经系统疾病。因此，Nav1.6的特异性抑制剂具有治疗潜力。 电压门控钠通道Nav1.6在中枢神经系统(CNS)神经元放电中起着至关重要的作用。Nav1.6的功能异常可能导致癫痫等神经系统疾病。因此，Nav1.6的特异性抑制剂具有治疗潜力。 2023年1月25日，普林斯顿大学/清华大学颜宁团队在PNAS 在线发表题为“Cryo-EM structure of human voltage-gated sodium channel Nav1.6”的研究论文，该研究揭示了人电压门控钠通道Nav1.6的冷冻电镜结构。该研究展示了人类Nav1.6在辅助亚基β1和成纤维细胞生长因子同源因子2B (FHF2B)存在下的冷冻电镜结构，总体分辨率为3.1 Å。 整体结构表现为封闭孔隙域(PD)和所有“向上”电压传感域的失活状态。一种涉及Trp302和Asn326的保守碳水化合物-芳香相互作用，以及β1亚基，稳定了重复I中的细胞外环。除了在EM图中被分解的常规脂质外，一种前所未有的Y型密度属于一种未知分子，与PD结合，揭示了开发Nav1.6特异性阻滞剂的潜在位点。对疾病相关的Nav1.6突变进行结构定位，可以深入了解其致病机制。 最后，iNature编辑部结合Pubmed及Web of Science发现颜宁团队从2014年到2023年（截至2023年3月20日）在Nature（9篇），Science（10篇），Cell（7篇），Cell Research（6篇），PNAS（12篇），Nature Communications （8篇），Protein Cell （5篇）及Cell Reports（2篇）等发表78篇文章（包括综述及研究论文，通讯作者的有67篇文章）（文章后附列表），专注于膜蛋白结构的解析，尤其是钙离子及钠离子通道蛋白。另外，由于时间匆忙，如有错误，可向编辑部反馈。 人Nav1.6-β1的冷冻电镜结构（图源自PNAS ） Nav通道受辅助子单元的调节。四种不同的β亚基，β1到β4，调节Nav通道的细胞运输和生物物理特性。β1对于Nav1.6介导的远端AIS重复放电是必需的。成纤维细胞生长因子同源因子2 (FHF2)是另一个调节亚基家族，它通过与Nav1.6的羧基末端结构域(CTD)相互作用来改变复苏电流。两种辅助亚基的共表达增加了全细胞记录的峰值电流。 自冷冻电镜(Cryo-EM)的分辨率革命以来，人类Nav通道的7个亚型的高分辨率结构已经被解析，只有Nav1.6和Nav1.9是异常值。在这里，该研究展示了与β1和FHF2B共表达的人全长Nav1.6的冷冻电镜结构。比较结构分析揭示了第四个电压传感结构域(VSDIV)的构象移位和一个更好的糖基化位点，稳定了第一次重复(ECLI)中的细胞外环。疾病相关突变已映射到结构进行全面分析，这为潜在的抗癫痫治疗提供了见解。 最后，iNature编辑部结合Pubmed及Web of Science发现颜宁团队从2014年到2023年（截至2023年3月20日）在Nature （9篇），Science （10篇），Cell（7篇），Cell Research（6篇），PNAS（12篇），Nature Communications （8篇），Protein Cell （5篇）及Cell Reports（2篇）等发表78篇文章（包括综述及研究论文）（文章后附列表），专注于膜蛋白结构的解析，尤其是钙离子及钠离子通道蛋白。另外，由于时间匆忙，如有错误，可向编辑部反馈。下面是78篇文章列表： 原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2220578120

▎药明康德内容团队编辑 急性髓系白血病（AML）是一类常见的白血病，在儿童和成人中都有可能发生。这种恶性肿瘤由骨髓中异常成髓细胞的分化阻断和克隆增殖而导致，其分子特征包括表观遗传修饰因子、转录因子和激酶的突变。根据不同的分子特征，AML可以细分为数十种亚型，不同亚型的生物学特性有很大的差异。日前，来自美国西北大学医学院讲席教授岳峰和宾夕法尼亚州立大学的郑弘教授合作，在顶尖学术期刊《自然》上发表论文，整合了25名AML患者的样品和7个健康捐赠者的样本，采用转录组测序、表观基因组测序、染色质构象捕获（Hi-C）、CRISPR等技术，第一次系统研究并揭示了顺式调控元件、DNA甲基化与3D基因组在AML中的作用。研究团队指出，这项工作总共生成了199个来自原发性AML患者样本的基因组数据集，创建出迄今为止最全面的AML图谱，为白血病研究提供了重要资源。▲研究流程和方法示意图（图片来源：参考资料[1]）利用染色质构象捕获技术，研究人员探索了AML中的突变在多大程度上驱动染色质3D结构的改变，发现基于A/B染色质区室的分组能够准确反映AML遗传亚型，例如RUNX1和 CEBPA突变。此外，有一组样本包含KMT2B突变，这是一种以前未被用作主要 AML 亚型的分类。对比健康样本，原发性AML患者样本的基因组中有3.2%从区室A状态转变为区室B，有2.9%从区室B状态变成A。这些AML或AML亚型特异的A/B 区室切换区域也能够按其基因突变谱进行分组，并包含已知AML基因如POUA2F1、FGF13 和 BCL11。进一步分析还表明，在AML中基因拓扑相关域和染色质环也发生了复发性和亚型特异性改变。 为探究AML特异的染色质环在AML发病机制中的作用，研究人员在相同的AML样本中进行了RNA测序、ATAC测序和CTCF、H3K27ac和H3K27me3的CUT&Tag。通过这些方法，研究人员揭示了广泛、反复出现的具有AML特异性的启动子-增强子（P-E）和启动子-沉默子（P-S）环。▲在每个AML样本中发现了大约200个AML特异性染色质环，呈现亚型特异性模式，含有许多已知的AML原癌基因（图片来源：参考资料[1]）随后，在人AML细胞系中，研究人员通过CRISPR删除和干扰实验验证了抑制环对其靶基因的作用。以和不良预后有关的IKZF2基因为例，研究人员进行了4C-seq和荧光原位杂交，随后利用CRISPR 删除和干扰验证了RTTN和IKZF2 P-S环。对IKZF2 P-S环的干扰导致了其靶基因表达显著增加超过35倍。对RTTN P-S环的删除导致了3倍的基因表达增长，同时减慢了AML细胞增殖和克隆形成能力。基因组结构变异（SV）导致的增强子劫持是肿瘤发生的重要驱动因素。为了检测增强子劫持事件，研究人员通过异常的Hi-C信号预测了SV，并利用同一实验室研发的软件预测SV 诱导的新染色质环，随后在AML样本中进一步鉴定。通过CRISPR筛选，研究人员证明被劫持的增强子在AML 细胞生长中发挥了重要作用。值得注意的是，这项研究还第一次提出了沉默子劫持概念，并通过在EXD1和ALG10基因位点的CRISPR 干扰介导证明了被劫持的沉默子对其靶点基因具有下调作用。▲根据增强子劫持或沉默子劫持以及不同类型的SV（包括缺失、倒置和染色体间易位）进行分类（图片来源：参考资料[1]）最后，研究团队利用20个AML和正常样本的全基因组亚硫酸氢盐测序揭示了DNA甲基化、CTCF结合和 3D基因组结构之间的微妙关系。使用DNA低甲基化药物处理AML细胞，并对DNMT1、DNMT3A和DNMT3B进行三重敲减，对DNA甲基化的操纵，能够恢复3D基因组结构和基因表达。研究人员总结说，该结果揭示了新的AML致病机制，强调了抑制环和被劫持的顺式元件在人类疾病中的作用，为新疗法的研发提供信息。作为一种极具侵袭性的恶性肿瘤，AML对临床治疗来说仍是一个艰巨挑战，成人的5年存活率仅为27%。。期待科学家对其发病基础的深入探索为AML患者和其他癌症患者带来新的治疗思路。本项工作的共同一作是徐洁和宋凡博士。吕慧珏、Mikoto Kobayashi和张宝珍博士也做出了重要贡献。参考资料：[1] Jie Xu et al., Subtype-specific 3D genome alteration in acute myeloid leukaemia. Nature (2022) Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05365-x本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。更多推荐点个“在看”再走吧~