P2X3受体属于嘌呤能受体(purinergic receptor)，是配体门控型非选择性阳离子通道，高度选择性地表达于初级感觉神经元上，是参与炎症以及神经损伤等引起的痛觉敏感的重要通道。受体在细胞膜上的定位对于其发挥功能是必需的，内吞和外排是调节受体在细胞膜上表达水平的重要机制。在外周炎症以及神经损伤时，背根神经节(DRG)神经元中的P2X3受体的表达量或者亚细胞定位发生显著的变化。外周炎症和神经损伤伴随着包括P物质、前列腺素和神经生长因子(NGF)等介质的释放，这些介质可以通过直接调节位于细胞膜上的P2X3受体的磷酸化水平或者促使其从细胞内向细胞膜的转运来调控P2X3受体介导的反应。而P2X3受体的配体ATP作为一类重要的介质在炎症反应和神经损伤中被大量释放，其对P2X3受体膜转运的研究甚少。　　本论文的第一部分工作发现，P2X3受体在初级感觉神经元轴突中除了通过正向转运到末梢行使功能外，还能以信号内吞体的形式进行逆向转运，调节神经元的功能。在体坐骨神经结扎模型显示P2X3受体聚集在结扎点两侧，离体坐骨神经培养和体外DRG神经元培养转染实验证实了P2X3受体的逆向转运。P2X3受体的逆向转运是由小GTP酶Rab7标记的晚期内吞体为载体，由dynein复合体介导，并受其配体ATP的调节。而Rab5标记的早期内吞体则可能参与了P2X3受体早期分选进入内吞体的过程。在瞬时表达P2X3受体的HEK293细胞中，P2X受体激动剂α，β-MeATP刺激可以引起细胞外钙离子内流和促进P2X3受体的内吞，激活包括蛋白激酶C(PKC)、大鼠肉瘤病毒原癌基因蛋白(Ras)和细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)在内的信号分子，活化的ERK通路信号分子可以偶联在含有P2X3受体的内吞体上形成信号内吞体(signaling endosome)。坐骨神经轴浆的细胞器免疫共沉淀实验证实，含有P2X3受体的囊泡结构中携带有ERK通路信号分子。进一步研究发现P2X3受体通过脂筏与下游信号偶联，P2X3受体自身和下游H-Ras均可以定位于细胞膜的脂筏结构中，破坏脂筏的完整性可以阻断ATP引起的P2X3受体的内吞和逆向转运以及下游ERK的活化。逆向转运的P2X3受体和信号内吞体的功能研究发现，脚掌注射α，β-MeATP引起DRG中ERK和转录因子cAMP反应元件结合蛋白(CREB)的活性水平提高，而坐骨神经内注射微管蛋白解聚剂nocodazole可以阻断该现象，提示P2X3受体的信号内吞体的逆向转运可能调节DRG中的基因转录。在体外微流小室分隔培养的DRG神经元的末梢给予α，β-MeATP可以增加胞体去极化引起的钙内流的增加，此现象可以被在末梢阻断P2X3受体激活和内吞所阻断，提示胞体兴奋性的提高依赖于受体的内吞和逆向运输。因此，P2X3受体以信号内吞体的方式逆向转运传递信号，从而调节神经元的基因表达和兴奋性。该研究不但证明了初级感觉神经元中P2X3受体能够逆向运输并以内吞体的形式传递信号，而且提供了一种配体门控离子通道新型的信号传递机制。　　本论文的第二部分工作发现，ATP能通过激活Ca2+/钙调素依赖型蛋白激酶Ⅱα(CaMKⅡα)促进细胞内的P2X3受体上膜转运。在瞬时表达P2X3受体或P2X2受体的HEK293T细胞中，发现α，β-MeATP能时程依赖性地促进P2X3受体的上膜，但不影响P2X2受体的上膜转运，此过程依赖于CaMKⅡα的激活，而不依赖于PKC。过表达持续性活化的CaMKⅡαT286D显著促进P2X3受体的上膜转运。在原代培养的DRG神经元中也证明α，β-MeATP能促进P2X3受体的上膜，并且依赖于CaMKⅡ。通过免疫共沉淀实验证实，P2X3受体能与CaMKⅡα相互作用，并且α，β-MeATP刺激可以时程依赖性地促进此相互作用。去除P2X3受体的胞内N端显著影响了P2X3受体与CaMKⅡα的相互作用，而去除胞内C端则没有明显改变，提示P2X3受体的N端而非C端可能介导了其与CaMKⅡα的相互作用。我们进一步证明，P2X3受体的第388位苏氨酸可能是CaMKⅡα的磷酸化靶点，突变此氨基酸消除了ATP对P2X3受体上膜的促进作用，而此位点的模拟磷酸化的突变体P2X3T388D则表现出比野生型P2X3受体更高的在细胞膜上的基础表达量。在共表达P2X3和P2X2受体时，α，β-MeATP引起P2X3受体上膜转运的同时也导致P2X2受体上膜转运的增加。因此，P2X3受体上膜转运受其配体调节，CaMKⅡα激活在此环节至关重要。以上结果揭示了一种新型的配体依赖的P2X3受体上膜转运的调节方式。　　综上所述，发现了P2X3受体在配体ATP刺激下两种膜转运模式。一方面，ATP激活P2X3受体，引起其内吞，活化了PKC-Ras-MEK-ERK信号通路，这些活化的分子可以偶联在含有P2X3受体的内吞体上形成信号内吞体，逆向转运到胞体调节神经元的功能；另一方面，ATP也能促进细胞内的P2X3受体的上膜转运，此过程依赖CaMKⅡα，并且还引导与其形成三聚体的P2X2受体的上膜转运，可能更有利于其在生理条件下实现功能。研究揭示了ATP对P2X3受体细胞内转运新的调控方式，对于理解P2X3受体的生理病理学功能有重要的意义。