【农大学者】破解镇痛药物作用机制的“关键密码”——访生物科学技术学院副教授陈金军

时间: 2018/05/15   作者:徐利平 周慕晴   来源:湖南农业大学报   编辑:喻诚   点击:

临床一线镇痛药物加巴喷丁治疗神经性疼痛,谁是起作用的关键?我校生物科学技术学院副教授陈金军找到了其中的“密码”———α2δ-1-NMDAR2018年,陈金军作为第一作者,同美国安德森肿瘤中心共同署名,在国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell Reports》(影响因子8.28)发表研究论文,指出新型复合体α2δ-1-NMDA受体在神经性疼痛中的分子机制,挑战了有关治疗神经性疼痛和癫痫的一线用药加巴喷丁(Gabapentin)作用于钙离子通道的传统观念,在细胞生物学和神经药理学领域做出重要的研究工作,对疼痛产生机制及治疗的研究有突破性的贡献。

2013年,陈金军博士凭借自己的努力获得国家访问学者名额,并通过电子邮件和远程面试申请到美国的职位。在收到来自美国安德森肿瘤中心的接收函后,她怀揣着喜悦和期待,踏上了前往美国的征途。

跨出国门的陈金军深知学习机会来之不易,为了不虚此行,她暗下决心一定要在短短一年的交流期内做出成绩。参观完美国学校的中心实验室后,陈金军要确定一个课题进行研究,当时她的导师潘惠麟教授推荐她看自己1999年发表的关于“加巴喷丁(Gabapentin)”的论文。

加巴喷丁是一种镇痛药物,可以口服,且有抗痉挛、癫痫的作用,在医学界已经用了三十几年,全球年销售额有一二十亿美金。2000年有文献发表,证明药物是结合在电压门控钙离子通道的一个亚基上,结合位点也鉴定出来了。但是对于该药物对钙电流的影响大家众说纷纭。陈金军说:“在发展迅速的生物学研究中,这篇1999年发表的文献已经算是很久远的了,但是我的导师还记得这个课题,就说明这个方向的课题很有意义。”结合之前自己在多肽与膜蛋白相互作用方面的研究积累,经过再三思考,她决定对这种药物的药理机制进行进一步的研究,并选定了研究加巴喷丁对钙电流的影响,同时她认为不仅仅是电压门控钙离子通道单独起作用。

谈及在美国做研究的过程,陈金军感慨万分。初到陌生的环境,除了生活方面要安顿之外,更重要的是安德森肿瘤中心有非常严格的科研常规。“磨刀不误砍柴工,扎扎实实进行系统的实验科研培训,就花了近2个月的时间。”

从实验方法的设计,到实验器材的磨合,每一个细小的步骤,陈金军都会查阅文献,与同事讨论或请教,研究进展很快,但并不是一帆风顺。

在研究“发光共振能量转移”(LRET)时陈金军就遇到了问题。因为要用到合作实验室的一些质粒突变体,而突变的位点不同,结果将大相径庭。第一次用的质粒,得出的是阴性结果,在同组其他人不知所措时,陈金军采用电生理的方法证明这次用的质粒并不适用于这项实验。通过与合作实验室的交流和讨论,重选质粒进行实验,最终得到了预期的结果。

实验进行到重要阶段,“阴性对照”的实验,却出现了阳性的结果,陈金军百思不得其解。“这个问题解决不了,下面的实验就没办法继续。”陈金军的研究仿佛进入了瓶颈期。“那段时间,我查看大量文献,并与多个实验室的研究人员讨论、分析,不断改进方法。”当时因为国内的事务,陈金军不得不赶回国处理,即便如此,陈金军也没有忘记思考。“在飞机上,我脑子里都一直在想这个事情。”结合自己多年从事《细胞生物学》教学的理论基础,抽丝剥茧,她找到了问题所在。再次回到美国的陈金军很快找到了突破,把实验顺利地做了出来。

“有句很流行的话,世上没有白走的路、没有白读的书。科研的每一个阶段都是这样,必须一步步去解决每个问题,要沉下心来,不能急于求成。”陈金军说。

作为交流访问学者,陈金军每月的消费需要1700美金左右。“如果国家不资助,我无法承担这笔费用,国家留学基金委的资助,让我有勇气和底气迈出国门,深造学习。”而国家的资助只持续一年,眼看一年时间即将结束,实验进展虽然很好,但是还是没有完全结束。一边是资金短缺,一边是实验进入了“欲罢不能”的阶段,这让陈金军不得不担忧起来。后来她的导师潘惠麟教授发现了这一情况,为了让她安心做下去,继续给她提供了资助。

通过3年的研究,陈金军发现电压门控钙离子通道的辅助亚基可以和谷氨酸受体形成一种复合物,即一种膜受体α2δ-1-NMDAR。这个新发现不仅揭示了疼痛发生的机制与加巴喷丁的药理机制,而且可以此作为药物研究的靶点,为之后新药的研发提供了基础。

“真正支持我走下去的,是对科研的兴趣。”陈金军坦言,自己对生物研究产生这么大的兴趣,主要归功于自己的硕士导师张学文教授和博士导师梁宋平教授。

“因为他们对科学研究的热爱和执着深深感染了我,我对科学研究的兴趣才日渐深厚。我也要为我的研究生做榜样,教会他们知识的同时,也要培养他们的兴趣。”    

如今陈金军也让这种科研精神传承了下去。为了给自己的研究生提供更好的科研平台,陈金军已经和美国德州大学美国安德森肿瘤中心潘惠麟教授达成协议,让她的研究生在第二学年可以到美国德州大学美国安德森肿瘤中心进行学习交流。

如果研究加巴喷丁这类治疗神经性疼痛和癫痫药物是一条“航线”,那么陈金军就是这条“航线”上重要的开辟者。陈金军说:“我希望利用已有的基础研究,从我国丰富的天然产物资源中研制开发出不上瘾、副作用小的新型镇痛药物。”

(学生记者 徐利平 周慕晴)

 

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