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新型阳离子通道ANO8的电生理特性及其在神经病理性疼痛中的作用机制研究

批准号:
32100806
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
卢焕俊
依托单位:
学科分类:
感觉与运动系统神经生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢焕俊

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
Anoctamin(ANO)家族是一类具有8次跨膜结构的膜蛋白,包括ANO1-ANO10十个成员。各成员的特点和生理学功能差异很大,有些成员已被证实是离子通道。ANO8在基因进化角度上与其它成员差异最大,目前对其的功能特点、是否也是离子通道,鲜有报道。我们前期结果显示: ANO8为cAMP/PKA激活的阳离子通道;在DRG中主要表达在非肽能中小直径神经元;敲低DRG中 的ANO8缓解了小鼠的神经病理性疼痛;在神经病理性疼痛状态下,DRG中ANO8介导的阳离子内流功能性增强。本项目将采用电生理学、药理学、分子生物学、行为学等检测手段,研究 1)ANO8的电生理学特性;2)ANO8在神经病理性疼痛发生和维持中的作用;3)ANO8参与疼痛调节的机制。本研究将阐明ANO8作为cAMP激活的新型阳离子通道的电生理特性及其在神经病理性疼痛中的作用和机制,为研发以ANO8为靶点的镇痛药物提供思路。
英文摘要
The Anoctamin (ANO) protein family is a class of membrane proteins with 8 transmembrane domains, including ten members(ANO1-ANO10). The characteristics and physiological functions of each member are quite different. Some members have been proven to be ion channels. ANO8 is very different from other members in terms of genetic evolution, and its physiological characteristics function and whether it is ion channel have not been studied yet. Our preliminary data showed that:(1) ANO8 was a cation channel activated by cAMP/PKA; (2) ANO8 was mainly expressed in non-peptidergic small-medium diameter neurons in the DRG; (3) Knocking down ANO8 in the DRG alleviated hyperalgesia and allodynia in neuropathic pain mice.(4)The inward cationic current mediated by ANO8 in DRG was enhanced under neuropathic pain states. In this project, we will use electrophysiology, molecular biology, pharmacology, and animal behavior methods to investigate (1) The electrophysiological characteristics of ANO8; (2) The role of ANO8 in the development and maintenance of neuropathic pain; (3) The mechanism of ANO8 in neuropathic pain at the gene, ion channel, and cell level. This research will not only reveal the electrophysiological properties of ANO8 and its role and mechanism in neuropathic pain, but also provide ideas for the development of novel analgesic drugs.
神经病理性疼痛是临床上常见的难治性疾病,对市面上传统阿片类镇痛药物和非甾体类抗炎药物不敏感,同时阿片类药物长期使用会产生成瘾副作用,寻找更有效的治疗方法是疼痛研究领域的迫切需求。离子通道类镇痛药物因具有良好选择性、耐受性和不易成瘾等特性被广泛研究。人类基因组中存在215个离子通道编码基因,其中85个与疼痛紧密相关,但仅有少数可用于疼痛治疗。Anoctamin(简称为ANO,也称为TMEM16)家族包括10个不同的成员,即ANO1-ANO10,是具有8个跨膜螺旋结构的跨膜蛋白。一些ANO家族中的成员在DRG中能够影响外周神经元的兴奋性,参与了疼痛信号的传递并从而调节了神经病理性疼痛等慢性疼痛。本项目对ANO家族中的ANO8的电生理学特性以及其在神经病理性疼痛中的机制进行了探讨。首先通过基因克隆,蛋白过表达转染以及膜片钳技术对其功能进行了探索。通过实验结果我们发现ANO8在细胞膜上有表达,胞内浓度上升的环磷酸腺苷cAMP可以激活ANO8开放;通过改变记录外液离子种类证明ANO8开放后介导的为胞外的阳离子,且无明显的选择透过性,同时对电压不敏感;在单通道记录水平上我们观察到cAMP是通过PKA途径磷酸化ANO8使其激活开放,胞内的钙离子浓度与ANO8激活后介导的电流大小成正相关;通过qPCR以及免疫荧光的方法,我们观察到ANO8主要表达在介导伤害性疼痛感知的DRG神经元上,通过利用AAV病毒敲低ANO8的表达,可以显著缓解神经病理性疼痛小鼠痛觉敏化。因此靶向调节ANO8通道蛋白可能可以为我们开发治疗神经病理性疼痛的药物提供新的思路和理论基础。
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