经典型瞬时受体电势通道 TRPC     是一类通透钙离子的非选择性阳离子通道¹，与最早在果蝇感光系统中发现的 TRP 通道的序列相似性最高^2,3，并且可以被第二信使 DAG 所激活。根据序列相似性以及通道的电生理特性，TRPC3/6/7 形成了一个亚类⁴。  

TRPC3/6/7 通道参与多种神经活动，例如 TRPC3 在中枢神经系统高表达，参与神经生长因子 BDNF 信号转导⁵，同时 TRPC3 还与神经突触信号传递以及运动协调有关^6,7。TRPC6 通道可以促进神经元存活以及兴奋性突触的形成等^8,9。     除此之外，TRPC3/6/7 通道也参与肌源性血管收缩，血压调节等过程，并且和多种疾病的发生有关，比如病理性心肌肥大，癌症发生，糖尿病等¹⁰。其中     人源 TRPC6 基因功能获得性突变（GOF）会引发局灶节段性肾小球硬化症（FSGS）     ^11,12。因此，TRPC6 通道的抑制剂有望用于治疗该类疾病。  

2007 年有低分辨率冷冻电镜研究表明 TRPC3 的胞质区可能存在一个空腔¹³，但由于分辨率所限，以及重构所得电子密度存在较多噪音，该空腔的具体结构细节并不清楚。2017 年     陈雷     课题组和     吕伟/杜鹃     课题组     分别独立报道了 TRPC6 和 TRPC3 的高分辨率冷冻电镜结构     ^14,15，这些结构展示了该通道的整体架构，并显示在 TRPC3/6 通道中的确存在一个「胞质内空腔」。随后，Amgen 公司报道了 TRPC6 通道与抑制剂及激活剂的复合物结构¹⁶。尽管如此，该领域仍然存在着重要的科学问题尚待解决。比如，此前研究表明 Ca²⁺ 可以调控 TRPC3/6/7 通道的活性^17-22，但其调控机制以及 FSGS 相关突变体的致病机制仍不清楚。  

2022 年 1 月 19 日，北京大学未来技术学院分子医学研究所，北大-清华生命科学联合中心     陈雷     研究组在     Neuron     杂志上     报导了 Ca²⁺ 对人源 TRPC3/6 调控的结构机制以及 FSGS 相关突变体的致病机制     。  

在对 TRPC3/6 通道研究的过程中，作者们使用内面向外式膜片钳技术发现胞质侧 Ca²⁺ 可以抑制 TRPC3 通道本底电流，而对 TRPC6 通道本底电流展现出低浓度激活高浓度抑制的现象。随后他们发现 Ca²⁺ 可以提高纯化的 TRPC3/6 蛋白样品的热稳定性，     确定了 Ca²⁺ 可以与 TRPC3/6 蛋白直接结合     。  

为了明确 Ca²⁺ 调控 TRPC3/6 的结构机制，作者们解析了 TRPC3/6 通道的一系列高分辨率冷冻电镜结构。通过结构比较，     作者们在 TRPC3/6 中发现了 3 个 Ca²⁺ 结合位点（CBS1-3）     。  

随后的点突变、电生理和热稳定性实验证实了 CBS1 为 Ca²⁺ 抑制性位点，CBS3 为 Ca²⁺ 激活性位点。Ca²⁺ 在抑制性 CBS1 的结合导致 TRPC3/6 通道胞内区的结构更加紧凑，使阳离子无法从胞质内空腔中顺利流出，从而使电流减弱。进一步地，作者们使用全细胞记录模式，     发现 Ca²⁺ 通过抑制性 CBS1 和激活性 CBS3 对 DAG 激活的 TRPC3/6 电流同样产生调节作用     。  

结构显示在 FSGS 疾病中发现的 TRPC6 GOF 点突变都分布于胞内区亚基间相互作用的界面上，有可能破坏了亚基间的相互作用。为了验证此假说，作者们解析了 GOF 突变体的结构，并通过电生理和热稳定性实验发现 GOF 突变体减弱了抑制性 Ca²⁺ 结合位点（CBS1）的作用，使胞内区结构变得松散，从而打开了阳离子从胞质内空腔向胞质区流出的孔道。
    最后作者们解析了 BTDM 以及 SAR7334 与 TRPC6 结合的高分辨率结构（2.9 Å），明确了这些抑制剂与 TRPC6 结合的模式  

综上所述，本项研究     通过结构解析以及功能验证，确定 TRPC3/6 通道在胞质区有一个抑制性 Ca²⁺ 结合位点 CBS1     。     当 Ca²⁺ 浓度较高时，该位点会结合 Ca²⁺，促进多个胞质区结构域之间的紧密堆积，从而抑制阳离子从 TRPC 通道胞质内空腔向细胞质的流动。当 Ca²⁺ 浓度较低时，Ca²⁺ 从该位点解离，使胞质区呈现较为松散的结构，从而打开了离子从胞质内空腔向胞质区流动的通路。     这个抑制位点提供了 Ca²⁺ 对 TRPC 通道的负反馈调节。  

本项研究的第一作者为北京大学未来技术学院分子医学研究所博士研究生郭文君；博士生汤晴麟、韦淼，博士后康云路和吴惊香参与了部分实验；陈雷研究员为通讯作者。本项研究中的小分子 BTDM 由迪哲医药有限公司张小林博士提供；北京大学分子医学研究所周专教授及其博士生李祎曼、北京大学生命科学学院王世强教授、北京师范大学生命科学学院王友军教授以及北京航空航天大学杨亚雄博士在电生理实验和数据分析方面给予了指导和帮助。本工作获得国家自然科学基金委、生命科学联合中心等经费支持。该工作的冷冻电镜样品制备、筛选和采集在北京大学电镜室和冷冻电镜平台上完成，得到了李雪梅、郭振玺、邵博、裴霞和王国鹏等人的帮助。该项目的部分数据处理获得了北京大学 CLS 计算平台及未名超算平台的硬件和技术支持。