Nature：诺奖获得者又一力作！识别出人类机械性瘙痒刺激背后的特殊传感器分子！

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“PIEZO1 transduces mechanical itch in mice”的研究报告中，来自Scripps研究所等机构的科学家们通过研究在感觉神经中识别出了一种特殊蛋白，其或能作为机体瘙痒的关键检测子，尤其是针对爬行昆虫、羊毛纤维或其它接触皮肤的刺激性物体的机械性瘙痒刺激。这篇研究报告中，研究人员首次发现了机械瘙痒（mechanical itch）而并非化学性瘙痒的传感器，相关研究结果或有望帮助开发治疗人类瘙痒疾病的新型疗法，比如湿疹和银屑病等。

研究者Ardem Patapoutian表示，这些研究发现或能帮助解开机体瘙痒感觉的复杂特性，并表明，PIEZO1抑制剂或许在临床上可能非常有用。痒是机体的一种独特的感觉，其有自身的神经回路和进化目的，或许是为了提醒宿主存在潜在的有害化学物质、昆虫或寄生虫等；在过去十年里，研究人员已经识别出了瘙痒特异性的脊髓神经元亚群，其或能将神经纤维延伸到皮肤中，并对瘙痒的化学诱导子变得敏感，比如过敏介导子组胺，但截止到目前为止，关于机械瘙痒的回路，科学家们却知之甚少。

图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35732741/

PIEZO1在机械瘙痒中的作用让研究人员出乎意料，科学家Patapoutian因实验室对该蛋白及其姊妹蛋白PIEZO2的开创性研究而获得了去年的诺贝尔生理学或医学奖，这些独特的、螺旋桨样的机械传感器离子通道能嵌入到很多类型细胞的外膜中，当发生机械扭曲时其就会被激活，同时其还会打开离子通道并诱发多种下游事件；早在2010年，研究人员就发现PIEZO2是一种关键的机械传感器，其能用于轻度触摸、机体和四肢的定位感觉以及尿意的发生，所有这些都是通过多种组织和器官的神经来进行和实现的；相比之下，研究人员还发现，PIEZO1在全身有着多种非感觉的角色，比如在血管和红细胞中。

尽管最初的研究表明，PIEZO1并不会在感觉神经元中表达，但最近的调查发现，其在某些神经元亚群中会出现低水平表达，本文研究中，研究人员对这一惊人的线索进行了追踪。在对小鼠的实验中，他们证实，PIEZO1的确会表达，且其似乎是一种存在于两种不同类型感觉神经元中的功能性的、对机械压力敏感的离子通道蛋白，这些神经元已经参与到了化学瘙痒中。携带PIEZO1过度活性形式的小鼠对于瘙痒的感觉会更加敏感，相比之下，当利用通常会诱发强烈瘙痒感的丝线刺激皮肤时，感觉神经元中缺少PIEZO1的小鼠抓挠自己的现象或许要少很多，此外，研究者还发现，阻断PIEZO1功能的化合物或能减缓相当于湿疹的小鼠机体的抓挠行为。

研究人员的确观察到了这种化合物对瘙痒的巨大影响，尽管其对抵御PIEZO1的特异性还不足以发展成为一种药物，因此研究人员希望最终能开发出一种治疗机体瘙痒状况的更具PIEZO1特异性的化合物。奇怪的是，小鼠体内PIEZO1活性的缺失或增强至少会导致因化学瘙痒诱导子（比如组胺）所导致的瘙痒感小幅度减少或增加，这意味着机械和化学瘙痒信号的确能通过相同的感觉神经元来传递。

目前研究人员正在调查是否人类机体中PIEZO1基因的突变体与瘙痒敏感性相关，2018年研究者Patapoutian发表的一篇文章就表明，一种轻度过度活跃形式的PIEZO1在大约三分之一的非洲血统的人群中都存在，其还具有使得红细胞对疟原虫相对耐受的效应。综上，本文研究结果揭示了瘙痒感觉神经元的多模态性质，并确定了PIEZO1在瘙痒感觉中的关键作用。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Hill, R.Z., Loud, M.C., Dubin, A.E. et al. PIEZO1 transduces mechanical itch in mice. Nature (2022). doi：10.1038/s41586-022-04860-5