传送疼痛触觉的信号蛋白质现身

 
    本报讯 皮肤下面的感觉神经能探测压力、疼痛、热、冷及其他刺激，人们一直在研究与这些感觉路径相关的特殊蛋白质。据美国物理学家组织网等媒体报道，斯克里普斯研究院科学家称，他们发现了一族能探测“疼痛触觉”的蛋白质，并首次证明了压力族蛋白的一种特殊生理功能。相关的两篇论文发表在近日出版的《自然》杂志上。

    细胞感受刺激是通过其外膜上专门的“离子通道”来实现的。受到某种刺激时，对这种刺激敏感的离子通道蛋白就会开放，允许钙、钠或钾离子从细胞外液体进入细胞内。当细胞膜被扭曲超过一定界限时，嵌在膜上的能感受机械压力的离子通道就会开放，形成电流引发细胞内的其他信号，如感觉神经元就会发出神经脉冲，由大脑负责分辨、解释这些神经脉冲是触觉还是其他类型的感觉。

    两年前，研究人员在小鼠体内发现了两种具有力传导性质的功能蛋白——压力1号（piezo1）和压力2号（piezo2），施加压力时其能将带正电离子“拉入”细胞中，但它们和已知的离子通道蛋白有很大不同。第一篇论文中，他们证实了这两种蛋白确实是必需的离子通道蛋白，但只是一个大蛋白质家族中的亚成员。论文领导作者波特兰·科斯特说，压力蛋白是一族由4个成员组成的“四聚”复合体，是迄今发现的最大质膜离子通道。

    第二篇论文中，研究人员利用基因技术培养了一系列不表达果蝇压力基因dpiezo的果蝇，发现它们的幼虫尽管对热、温和压力等其他类刺激表现出正常的反应，却对机械刺激严重缺乏反应，而机械刺激可产生疼痛信号。他们又通过基因抑制技术，阻断了果蝇特定感觉神经元中dpiezo的表达，结果也出现了这种反应缺失。最后他们让那些天生缺乏dpiezo基因的果蝇幼虫表达了dpiezo基因后，它们对强压力显出了正常反应。

    “几十年来，科学家一直在寻找哺乳动物中的压力—传导离子通道蛋白，压力蛋白piezo是最有可能的候选。”斯克里普斯研究院多里斯神经科学中心和细胞生物学院教授阿德姆·帕特伯蒂安说，新研究为此提供了证据，未来还将进一步研究压力蛋白在感受声音、血压、细胞膜挤压或拉伸等刺激方面的功能。“今后几年，我们将探测所有这些生物过程，以及压力蛋白在疾病中的作用。”（常丽君）