细胞瓣膜结构开启了潜在的新疗法

苏黎世大学的生物化学家已经确定了体积调节氯离子通道的详细结构。这个细胞瓣膜被激活以应对肿胀，防止细胞破裂。该蛋白在卒中后对化疗药物的摄取和神经递质的释放也起着重要作用。对其活性的可控调节为新型治疗方法开辟了前景广阔的策略。

人体细胞被膜包裹，并与其环境处于渗透平衡状态。如果细胞周围液体中溶质分子（渗透压）的浓度降低，细胞开始肿胀；在极端情况下，这可能导致细胞破裂。为了避免这种情况，细胞激活了LRRC8蛋白家族的体积调节氯通道（VRACs）。如果由于进水而使电池体积增加，这些电池阀打开，让带负电荷的氯化物离子和未充电的渗透剂流出，使电池返回到原来的状态。

虽然只是在五年前才被发现，但这些蜂窝阀的重要特性已经被描述过了。例如，众所周知，挥发性有机化合物除了在体积调节方面的作用外，对癌症治疗中使用的药物的吸收也起着重要作用，而且它们对中风后神经递质的不受控制的释放负有责任。尽管取得了这些进展，但VRACs的分子结构及其选择性的基础仍然难以确定。苏黎世大学生物化学系的研究人员现在已经弥合了我们理解上的这一差距。在Raimund Dutzler教授的领导下，该小组利用低温电子显微镜和X射线晶体学确定了VRAC的详细分子结构。此外，研究人员还通过电生理技术分析了蛋白质的功能特性。

VRACs由六个亚基组成，它们围绕一个确定离子渗透孔的轴排列。该蛋白位于细胞膜中，含有一个小的胞外区和一个大的胞内区。后者可能在信道激活中起着重要作用。细胞外区收缩通道，起到选择性过滤器的作用。“这种过滤器中的正残基吸收负电荷的氯离子，并允许它们的渗透，同时将更大的分子排除在细胞外。”Raimund Dutzler解释说。

在他们的工作中，UZH的科学家已经为更好地了解细胞体积控制的分子机制提供了基础。“这一知识为开发潜在的新药提供了宝贵的基础。”Dutzler说。一旦发生脑缺血或中风，大脑中的星形胶质细胞就会肿胀。由此而产生的神经递质谷氨酸的不受控制的流出，是由VRACs调解的，对受影响的人产生有害的后果。这类案件可得益于开发特定的阻断剂。另一个潜在的应用与VRACs在癌症治疗中的作用有关：细胞特异性激活VRACs可以促进肿瘤细胞对治疗药物的吸收。