Cell：鉀離子通道Kv3.3參與細胞骨架構建，決定神經元存活！

　　某些被稱作離子通道的蛋白的功能就是調節神經細胞如何興奮，或者說發送信息。在一項新的研究中，來自美國耶魯大學等機構的研究人員揭示出一種特定離子通道之前未知的功能：當它發生突變時，能夠導致一種罕見的腦部疾病。他們的發現提供一種新的大腦研究方法。相關研究結果于2016年3月17日在線發表在Cell期刊上，論文標題為“Kv3.3 Channels Bind Hax-1 and Arp2/3 to Assemble a Stable Local Actin Network that Regulates Channel Gating”。

　　鉀離子通道Kv3.3發生突變導致一種罕見的小腦神經退行性疾病，這種疾病影響年輕病人甚至新生兒的平衡感和運動能力，不過這種疾病也能夠在中年時候發生。在研究突變時，耶魯大學醫學院藥物學系教授Leonard Kaczmarek和他的同事們取得一些意想不到的發現。相比于其他的離子通道，Kv3.3離子通道能夠構建細胞骨架，即一種組織和塑造細胞的結構。

　　詳細而言，Kv3.3的羧基末端位于細胞質中，含有富含脯氨酸的結構域，而且這個結構域在通過Arp2/3激活肌動蛋白聚集（actin nucleation）的蛋白中是保守的。研究人員發現Kv3.3招募Arp2/3到細胞質膜上，從而導致一種相對穩定的皮層肌動蛋白纖維網絡（actin filament network）形成，而且這種網絡抵抗細胞松弛素D（cytochalasin D）的作用。Kv3.3羧基末端與Hax-1的結合也會調節Kv3.3對肌動蛋白細胞骨架的影響，其中Hax-1是一種通過Arp2/3調節肌動蛋白聚集的抗凋亡蛋白，調控神經元存活還是死亡。

　　研究人員還發現，人Kv3.3的保守性富含脯氨酸結構域發生的基因突變產生的鉀離子通道，能夠結合到Hax-1上，但是會讓將Arp2/3招募到細胞質膜上的能力遭受損傷，從而導致神經元生長錐缺乏肌動蛋白的保護。

　　Kaczmarek說，“這是引人關注的。離子通道應當不會與細胞死亡蛋白（如Hax-1）相互作用。它有點好似突然發現你最好朋友在過去20年以殺手的身份工作。”

　　這項研究有助人們深入認識一種不治之癥和大腦功能。Kaczmarek注意到，“這項研究的關鍵發現是一種之前僅被認為調節神經元如何興奮的蛋白也有第二項工作：參與控制決定神經元生存或死亡的蛋白的活性，而且它是通過組織它下面的細胞結構來實現這點的。知道離子通道能夠以這種方式發揮功能給我們提供一組用于研究和治療的靶標。”