DGIST 脑科学系 Suh Byung-chang 教授的研究团队于 11 月 23 日星期三宣布，他们已经确定了激活“电压依赖性钙通道”的分子机制，这是一种调节神经递质分泌的重要蛋白质在神经细胞末梢。
开发一个只调节特定电压依赖性钙通道活动的系统，有望为治疗各种精神疾病和慢性疼痛等神经系统疾病的新研究提供线索。
在调节钙离子流入的电压依赖性钙通道中，“CaV2.2”通道在神经细胞间的信号传递中起着至关重要的作用，表达于神经细胞的轴突末端，调节神经递质的分泌。据报道，当调节 CaV2.2 的活性出现问题时，就会出现双相情感障碍、精神分裂症、自闭症、癫痫和慢性疼痛等精神疾病。
细胞膜由称为磷脂的物质形成。PIP2 是一种磷脂，已知对电压依赖性钙通道的活性很重要。然而，由于多个亚基结合的复杂结构，关于 PIP2 如何调节钙通道活性的问题尚未明确。
Suh Byung-chang教授的研究小组研究了PIP2激活各种受体和离子通道的分子机制。特别是，研究小组阐明了钙通道对 PIP2 的敏感性取决于电压依赖性钙通道的辅助亚基 β2 单元是否与细胞膜结合。
基于这些研究，本研究试图确定 PIP2 如何根据 β2 单元是否在分子水平上与细胞膜结合而不同地调节 CaV2.2 活性的原理。研究团队通过基因重组建立了CaV2.2通道和β2单元的多种突变模型，并利用电生理技术进行了证实。
结果，发现 PIP2 分别与 CaV2.2 通道中的“I-II 环”(β2 单位结合的“I-II 环”)和电压感应域之一的“S4II”结合，以调节活性频道的。此外，发现PIP2与I-II环的结合取决于β2单元是否与细胞膜结合，从而调节CaV2.2的活性。
此外，通过开发一种系统，可以通过应用 β2 单元人工控制 PIP2 与 CaV2.2 的 I-II 环的结合，证实可以实时调节 CaV2.2 的活性。
结果确定了CaV2.2通道活性的新作用机制，它在神经细胞间的信号传递中起着至关重要的作用。有望为未来治疗自闭症、双相情感障碍、精神分裂症等精神障碍和癫痫、慢性疼痛等致命性神经系统疾病提供重要线索。
本研究中，DGIST脑科学系Park Chun-Kyu博士作为第一作者参与，Suh Byung-chang教授作为通讯作者参与。研究结果发表在eLife 上。
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