中国科学院研究团队成功解析大脑掌管学习记忆的“分子开关”

IT之家 1 月 26 日更新：人类大脑微观世界中存在一类被称为“NMDA”的神奇受体，这些受体就像是嵌入在神经突触上的“分子开关”，控制着神经信号传递的学习和记忆等功能，参与神经发育、突触可塑性、认知和情绪等高级脑功能。

中国科学院脑智卓越中心的竺淑佳研究员团队最近成功从成年哺乳动物的大脑皮层和海马中提取NMDA受体，首次展示了内源NMDA受体的三维结构，并详细描述了该受体的三种主要亚型及其比例。

这一研究成果于1月23日在国际学术期刊《细胞》上发表，题为《成年哺乳动物大脑皮层和海马内源NMDA受体的组装和结构》，该研究是竺淑佳研究组和上海药物研究所李扬研究组合作完成的。

团队通过提取大鼠大脑皮层和海马中的内源NMDA受体，并解析出受体的三种主要亚型及其比例，展示了内源NMDA受体的原子分辨率三维结构。这一突破有助于克服NMDA受体研究受限于异源重组表达系统的挑战，为开发以NMDA受体为靶点的治疗神经或精神类疾病的新药提供了重要理论基础。

学习和记忆是人类认知和感知世界的高级脑功能，突触可塑性的改变被认为是学习和记忆的生物基础。N-甲基-D-天冬氨酸（简称NMDA）受体是存在于突触上的离子型谷氨酸门控通道家族，参与神经发育、突触可塑性、学习、记忆、认知和情绪等高级脑功能的调控，在大脑皮层和海马等负责高级认知功能的脑区起着关键作用。

在哺乳动物中，NMDA受体由7个不同基因编码，形成不同的亚单位。研究揭示，功能正常的NMDA受体通常由两个GluN1亚单位和两个可变的GluN2/3（N2A-N2D，N3A-N3B）亚单位组装形成。这一研究突破了体外重组表达系统的限制，首次以原子分辨率展示了内源NMDA受体结构，深化了对其功能和生理作用的认识。

研究团队通过结构对比发现了不同内源NMDA受体之间的构象差异，这为理解受体的功能多样性和药物设计提供了分子基础。这些发现为研究和设计具有特异性并具有亚型偏好性的药物提供了可能性，有望提高NMDA受体药物的治疗效果。

上述研究打破了NMDA受体结构研究长期受限于体外重组表达系统的局限，首次以原子分辨率揭示了调控学习和记忆的内源NMDA受体的结构，对神经科学领域的研究和药物开发提供了重要的理论支持。

文中提供的附论文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00033-9

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