西湖大学团队耗时6年设计的dVGAC人工离子通道，能精准抑制神经元放电60%以上，为治疗癫痫等疾病开辟新路径。这项突破首次实现动态响应型跨膜蛋白设计，结合AI技术攻克了蛋白质设计领域长期瓶颈。
最近科学圈又搞出大动静啦！北京时间2025年10月16号，西湖大学卢培龙团队联合李波、黄晶等一众“科研大神”，在国际顶级期刊《细胞》上甩出一篇重磅论文，标题那叫一个酷炫——“De novo designed voltage-gated anion channels suppress neuron firing”，翻译成人话就是：全新设计的电压门控阴离子通道能抑制神经元放电。这消息一出来，科学界直接“炸锅”了，有媒体20号一报道，全世界都知道了西湖大学又干了件“惊天地泣鬼神”的大事。
这研究可不是一朝一夕搞成的，卢培龙团队那可是“咬定青山不放松”，整整花了6年时间才啃下这块“硬骨头”。团队里个个都是“高手”，通讯作者卢培龙是西湖大学特聘研究员，蛋白质设计领域的“扛把子”；李波是讲席教授，神经生物学团队的“带头大哥”；黄晶也是研究员，实力杠杠的。第一作者周晨、李辉灿、王佳兴这几个博士生，那也是“初生牛犊不怕虎”，跟着前辈们一路“打怪升级”。
他们设计出来的人工通道叫dVGAC，这名字一听就“高大上”。这通道结构特别“牛”，是个五聚体跨膜蛋白，由15根α螺旋组成，就像个“倒漏斗”，内腔直径还能根据情况动态调整，简直就是个“智能小孔”。用冷冻电镜解析，分辨率能达到2.9 Å，跨膜区Cα原子均方根偏差（RMSD）才1.09 Å，和设计模型那叫一个“严丝合缝”，就像量身定做的衣服一样合身。
功能方面，这dVGAC更是“神通广大”。电压响应特别灵敏，膜电位超过40 mV的时候，通道就像被“激活”了一样打开，电流随着电压升高就像坐火箭一样呈指数级增长，开放概率和电压还是正相关。离子选择性也超厉害，只让阴离子（像Cl⁻、Br⁻这些）通过，阳离子（比如Na⁺）想都别想，完全被“拒之门外”，选择性顺序是Cl⁻ > Br⁻ > F⁻ > NO₃⁻ > I⁻，就像个严格的“门卫”。
为了验证这人工通道的效果，团队还拿小鼠做了实验。把dVGAC植入Prkcd-cre小鼠杏仁核中央核（CeA）神经元里，结果发现，表达dVGAC的神经元放电频率直接“跳水”，降幅超过60%，而没感染的细胞啥变化都没有。而且这人工通道在小鼠体内特别“听话”，没引发免疫反应，也没造成组织损伤，生物相容性那是杠杠的。
这研究的技术突破也特别大。以前蛋白质设计都是静态的，这次直接跨越到动态响应型跨膜蛋白，能感知电压变化还能调控构象，就像给蛋白质装了个“智能开关”。算法上也玩出了新花样，把传统蛋白质设计算法和深度学习工具AlphaFold2结合起来，优化氨基酸序列和结构稳定性，就像给蛋白质做了个“全面升级”。还在孔道里引入三层精氨酸残基，一下子就实现了电压感应和离子筛选双重功能，把天然通道的复杂结构都给“比下去了”。
这成果的科学价值更是没法说。对基础研究来说，就像打开了一扇新大门，让咱们对人工设计离子通道有了新认识，也为理解天然离子通道的进化和功能提供了新视角。从应用方面看，未来潜力无限。通过调整电压激活阈值，能开发出精准调控神经元活动的生物制剂，治疗癫痫、慢性疼痛这些病就有新希望了。还能为合成生物学工具提供通用框架，在生物传感器、细胞治疗这些领域大显身手。
国际上对这研究那是赞不绝口。《细胞》审稿人说这研究展示了从头设计功能性跨膜蛋白的巨大潜力，是人工智能驱动的生物分子设计向实际应用迈出的关键一步。国际同行也说这成果突破了蛋白质设计领域的长期瓶颈，给精准医学带来了颠覆性技术。在国内，西湖大学在蛋白质设计领域那是“一路狂飙”，连续取得突破，这次又巩固了国际领先地位，研究团队的成果还入选了“2025年度中国生命科学十大进展”候选项目，被科技部列为“十四五”生物经济重点发展方向案例，简直太牛啦！
虽然现在人工通道的生产成本、量产工艺这些数据还没公开，临床前毒理学实验进展也没披露，和制药企业的合作计划也没说，但咱有理由相信，西湖大学这帮“科研大神”肯定能继续“搞事情”，给咱们带来更多惊喜，让科学更好地造福人类！
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