Science：科学家识别出对于触觉感知非常重要的新型离子通道

每一次拥抱，每一次握手，每一个灵巧的动作都需要触觉感知，因此，理解触觉发生背后的分子基础就显得尤为重要。到目前为止，研究人员已经知道，名为Piezo2的离子通道是触觉感知所必需的，但很明显，这种蛋白质本身并不能解释机体整个触觉感知。

近日，一篇发表在国际杂志Science上题为“Touch sensation requires the mechanically-gated ion channel ELKIN1”的研究报告中，来自德国的科学家们通过研究发现了在触觉感知过程中扮演重要角色的新型离子通道。

20多年来，研究者Gary Lewin一直在研究触觉发生背后的分子机制，如今他们发现了名为Elkin1的离子通道或许在触觉感知过程中扮演着关键角色，这只是参与触觉感知的第二个离子通道，这种蛋白质很有可能会直接参与机械刺激（比如轻轻触摸）转化为电信号的过程。当Elkin1存在时，皮肤上的受体就会通过神经纤维将触觉信号传输到中枢神经系统和大脑中。

图片来源：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0495

早在几年前，研究人员在调查恶性黑色素瘤细胞系时偶然发现了Elkin1，该蛋白是这些高度运动的癌细胞感知机械力所需要的，如今研究人员就想通过研究确定是否相同的蛋白在触觉感知过程中也扮演着重要角色。

研究人员培育了缺失Elkin1基因的遗传修饰小鼠，随后他们进行了简单的行为实验，利用棉签来轻轻擦拭啮齿类动物的后爪，Lewin博士表示，通常情况下，正常小鼠有90%的时间能对棉签产生反应，相比之下，缺乏Elkin1的小鼠仅有一半时间会产生反应，这就表明了触觉不敏感，重要的是，啮齿类动物对诸如温度等非机械刺激的反应并未受到影响。

在神经元层面上，研究人员利用膜片钳（patch clamp）法来记录感觉神经元在神经元膜被戳时所产生的电活性，在缺乏Elkin1遗传修饰的小鼠中，大约有一半的神经元并不会对机械信号产生反应，也不会存在信号传递发生。进一步的实验结果表明，在信号从皮肤到脊髓和大脑的第一段路程中，并不会有信号从神经元的受体传递到皮肤中。

此外，研究人员通过联合研究分析了在来自干细胞的人类感觉神经元培养物中，Elkin1是否对于触觉的传导是必要的？相关研究结果也有力地表明，Elkin1在人类触觉感知过程中发挥着潜在的重要作用。

研究者认为，在正常的型号传输过程中，Elkin1和Piezo2能分享在触觉感知中的角色，同时他们还发现证据表明，Elkin1或许在传递疼痛的机械刺激中发挥着重要作用。如果这一点被证实的话，研究人员不仅能识别出在正常触觉感知中不可或缺的第二个离子通道，而且还发现了一种有望治疗人类慢性疼痛的新型潜在靶点。综上，本文研究识别出ELKIN1或具有作为小鼠和人类机体触觉转导的核心组分。（生物谷Bioon.com）

参考文献:

SAMPURNA CHAKRABARTI,JASMIN D. KLICH,MOHAMMED A. KHALLAF, et al. Touch sensation requires the mechanically-gated ion channel ELKIN1, Science (2024). DOI:10.1126/science.adl0495