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皮肤角质形成细胞与温觉有关
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年07月21日 来源:AAAS
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我们用感觉神经元感知环境温度,并将这些信息传递给大脑,从而产生我们对热、冷、暖的温度感觉。然而,关于皮肤是否也能感知温度,一直存在分歧。在这项研究中,一个研究小组发现,皮肤角质形成细胞中的TRPV3离子通道可以感知温暖的温度,并导致温度依赖性行为。这项工作结束了长期以来的争论。这项研究发表在《自然通讯》杂志上。
感觉神经元在“热”和“冷”的感知中起着至关重要的作用。它们表达一组称为热敏TRP通道的离子通道。例如,TRPV1(在43°C以上激活)和TRPM8(在29°C以下激活)分别向我们的大脑发送“热”和“冷”信息,因此获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。
然而,TRPV3被温暖的温度(32-39°C)激活,很少在感觉神经元中检测到,但在皮肤角质形成细胞中大量表达。虽然已经提出了不仅感觉神经元而且皮肤角质形成细胞也能感知温度的概念,但争议很大。表皮组织中TRPV3的反应是否能够传递到大脑并引起温度感觉,目前还没有结论。
在本研究中,研究小组将重点放在TMEM79上,以研究TRPV3的功能。TMEM79是一种在皮肤角质形成细胞中表达的蛋白质,与TRPV3相似,但其功能尚不清楚。首先,课课组在HEK293T细胞中过表达TRPV3和TMEM79,并检测TRPV3介导的电流反应。结果,他们发现TRPV3介导的电流在共表达TMEM79和TRPV3的细胞中比在单独表达TRPV3的细胞中更小。
这一结果表明TMEM79降低了trpv3介导的电流。然后,研究小组制作tmem79缺陷小鼠,并使用甜甜圈形状的热梯度环检测温度依赖行为。当他们在25℃的室温条件下将地板温度从10℃升高到45℃时,野生型小鼠更喜欢30.4℃。而缺乏tmem79的小鼠则迅速转移到34.4℃的温暖温度。这一结果表明,小鼠的温度感觉受到TMEM79丢失后皮肤中trpv3介导的电流变化的影响。在缺乏TMEM79的皮肤角质形成细胞中,trpv3介导的电流确实比野生型小鼠大。这一结果可以解释为在正常情况下,trpv3介导的电流被TMEM79抑制,而在没有TMEM79的情况下,trpv3介导的电流增加。最后,研究小组研究了TRPV3和TMEM79的共同表达如何导致皮肤角质形成细胞中TRPV3介导的电流减少。通常在质膜上表达的TRPV3蛋白在TMEM79共表达后转移到细胞质空间。换句话说,质膜上TRPV3蛋白数量的减少减少了TRPV3介导的电流。此外,他们发现TRPV3蛋白与TMEM79一起被携带到溶酶体中,随后TRPV3降解,这与TMEM79共表达后细胞中TRPV3蛋白总量的减少相一致。此外,研究小组发现TRPV3与质膜上的TMEM79形成物理复合物。
总的来说,研究小组得出结论,皮肤中的温度敏感性是通过调节皮肤角质形成细胞中TRPV3蛋白与TMEM79结合时的数量来控制的。这些结果结束了长期以来关于皮肤角质形成细胞可能参与温度检测的争议。预计这可能会导致通过调节TRPV3或TMEM79的功能来控制我们的温度感觉的方法的发展。