福建醫科大學聯合培養博士研究生在《Neuron》上發表研究成果！

近日，福建醫科大學與中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心聯合培養的2023級博士研究生黃雪晶以第一作者在神經科學期刊《Neuron》上發表重要研究成果《鎂離子對NMDA受體多重調控機制的結構基礎》。此項成果是中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）和福建醫科大學合作共同完成的。中科院腦智中心的竺淑佳研究員和學校陳萬金教授為共同通訊作者。

Mg2+是神經系統中一種重要的二價陽離子，廣泛參與神經發育、突觸可塑性以及體內穩態的維持，其胞外濃度約為1 mM。Mg2+最為人熟知的功能之一是作為NMDA受體的電壓依賴性阻斷劑，在靜息膜電位下，Mg2+會結合NMDA受體并阻斷其電流；當膜電位去極化時，這種阻斷作用會被解除。這種雙信號協同調控機制，使NMDA受體能夠作為突觸可塑性的“coincidence detector”，在突觸前神經遞質釋放與突觸后去極化同步發生時才被激活，進而觸發Ca2+依賴的胞內信號級聯反應。這一特性奠定了NMDA受體在學習記憶、長時程增強及神經發育中的核心地位。

然而，由于Mg2+離子半徑小，冷凍電鏡的分辨率不足以清晰捕捉其結合位點。Mg2+在NMDA受體中的具體結合位點及其調控機制，以及Mg2+阻斷而Ca2+通透的結構基礎，一直未得到全面解析。研究團隊通過整合單顆粒冷凍電鏡、電壓鉗記錄和分子動力學模擬等技術，系統揭示了Mg2+在NMDA受體中的多重作用機制，發現存在三個獨立的Mg2+結合位點：位點Ⅰ位于選擇性過濾器上——由天冬酰胺形成的環形結構，通過配位鍵與Mg2+結合，負責經典的電壓依賴性阻斷功能。位點Ⅱ和Ⅲ則位于GluN2B亞基的N端結構域（NTD），分別介導Mg2+的變構增強與抑制作用（圖1）。該工作還詮釋了Mg2+阻斷和Ca2+通透的差異性分子機制。為理解NMDA受體在興奮性突觸傳遞中的功能及其在突觸可塑性中的作用提供了新的視角。

圖1. Mg2+作用于GluN1-N2B受體的示意圖。位點Ⅰ位于TMD區域內選擇性濾器的頂端，在靜息膜電位下被Mg2+阻斷。這種阻斷在膜去極化時得到解除，從而允許Ca2+流入神經元。位點Ⅱ和位點Ⅲ分別位于GluN2B-NTD的兩側，位點Ⅱ參與GluN2B-NTD驅動的變構增強，而位點Ⅲ參與變構抑制作用。

福建醫科大學與中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心于2020年啟動聯合培養項目，旨在共同培養具備科研創新與轉化能力的高素質、高層次生物醫學博士研究生。該項目采用“基礎-臨床”協同培養模式，自啟動以來已招收16名碩士研究生和4名博士研究生并取得了顯著成果。研究生們以第一作者或共同第一作者身份在國內外核心期刊發表了5篇高質量學術論文。其中一人榮獲2023年度中國科學院上海分院“中銀-科苑優秀學子”獎。研究生們積極參與國內外學術會議，獲得"CSH-Asia Conference: Alzheimer's Disease "海報獎學金（全場唯一）以及腦智中心2024年度學術年會海報優勝獎。此外，研究生們還積極投身科普公益活動，連續多年擔任腦科學科普夏令營志愿者。這種"基礎-臨床"協同培養模式積極響應了國家"新醫科"建設和"六卓越一拔尖"計劃的要求，為醫學創新型復合人才的培養提供了成功范例。