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Nature:TRP离子通道三兄弟介导急性热感应

来源:本站原创 2018-03-25 23:58

2018年3月25日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自比利时弗兰德斯生物技术研究所(VIB)和鲁汶大学(KU Leuven)的研究人员发现了感觉神经元中的三种互补的离子通道:TRPM3、TRPV1和TRPA1,它们介导对有害的急性热的检测。具有三种冗余的分子热感应机制为防止烧伤提供一种强大的故障保护机制。相关研究结果近期发表在Nature期刊上,论文标题为“A TRP channel trio mediates acute noxious heat sensing”。论文通信作者为弗兰德斯生物技术研究所的Thomas Voets教授和鲁汶大学的Joris Vriens教授。
图片来自Nature,doi:10.1038/nature26137。

尽管在一个多世纪前,人们已描述了参与哺乳动物急性疼痛信号传导的感觉神经元,但是这些神经元检测有害信号的分子机制仍然在很大程度上并未得到解决。

在这项新的研究中,Voets、Vriens及其同事们利用基因敲除动物模型来精确地找到哪些分子伴侣参与其中。论文第一作者、Voets实验室博士后研究员Ine Vandewauw解释道,“我们已知道几种潜在的分子热传感器,但是当失活时,它们中没有一种会导致有害的急性热感应严重丧失。”

这些研究人员先是同时敲除两种不同的热激活TRP离子通道,已知其中的一种也被辣椒素(红辣椒中的一种活性成分)激活。但是这仅导致热感应的轻微缺失。有趣的是,在这些双敲除小鼠中的大多数残留的热敏感神经元也对导致芥菜、萝卜和芥末具有辛辣味的异硫氰酸烯丙酯(allyl isothiocyanate)作出反应。

这种化学物选择性地激活第三种TRP离子通道,这促使这些研究人员进一步构建出三敲除小鼠。这些三敲除小鼠完全丧失热诱导的疼痛反应。通过瞬时转染重新导入这三种离子通道会恢复它们的热敏感性,而且针对这三种TRP离子通道的抑制剂混合物也能够抑制热反应。这种信号传导对热诱导的疼痛反应是特异性的,这是因为尽管这些小鼠通常也对其他的痛觉刺激(如寒冷、压力或针刺)作出反应,但是它们的整体热偏好性并不受到影响。

这种三重敲除小鼠代表了首次在哺乳动物中证实在信号转导离子通道水平上消除对物理刺激作出的疼痛反应。

Voets解释道,“对所有哺乳动物而言,急性热应激反应是一个重要的警报信号。疼痛感应神经元中存在的三种冗余的分子热感应机制可产生一种强大的故障保护机制。这确保即便一种或两种分子热传感器遭受破坏,我们也能够避免危险的急性热。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Ine Vandewauw, Katrien De Clercq, Marie Mulier et al. A TRP channel trio mediates acute noxious heat sensing. Nature, Published:14 March 2018, doi:10.1038/nature26137.

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