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我们如何感到冷?科学家揭开了冷感的科学原理

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在寒冷的冬日里,我们如何感知到冷呢?这是一个长期以来困扰科学家的谜题。然而,密歇根大学的研究人员最近取得了突破性的进展,他们发现了一种蛋白质,这种蛋白质是哺乳动物感知寒冷的关键。这一发现不仅填补了感官生物学领域的知识空白,还可能对治疗某些疾病状况下的寒冷敏感性有所帮助,比如化疗患者的冷敏感症状。



这项发表在《自然神经科学》杂志上的研究,揭示了名为GluK2的蛋白质是我们感知寒冷的分子基础。20多年前,科学家们开始发现温度传感器,比如一种名为TRPV1的热感蛋白。尽管已有研究找到了感知热、温暖甚至凉爽温度的蛋白质,但在感知低于60华氏度的温度方面,科学家们一直未能确认具体的传感器。



在2019年的一项研究中,徐教授的实验室在秀丽隐杆线虫中发现了第一个寒冷感测受体蛋白。由于编码这种线虫蛋白的基因在许多物种中都得到了进化上的保留,包括小鼠和人类,这一发现为验证哺乳动物的寒冷传感器提供了起点,即GluK2蛋白。

在最新的研究中,来自生命科学研究所和文学、科学与艺术学院的研究人员对缺乏GluK2基因的小鼠进行了一系列的实验,以测试它们对温度和其他机械刺激的行为反应。结果发现,这些小鼠对热、温暖和凉爽的温度反应正常,但对有害的寒冷却没有反应。



GluK2主要存在于大脑的神经元上,它接收化学信号以促进神经元之间的通信。但它也表达在周围神经系统的感觉神经元中。研究人员表示,现在我们知道这种蛋白质在周围神经系统中扮演着完全不同的角色,处理温度线索而非化学信号来感知寒冷。

除了填补温度感知的空白,徐教授相信这一新发现可能对人类健康和福祉有重要意义。例如,接受化疗的癌症患者经常经历对寒冷的疼痛反应。GluK2作为哺乳动物寒冷传感器的发现,为更好理解人类为何会对寒冷产生疼痛反应开辟了新途径,甚至可能为治疗那些寒冷感觉过度刺激的患者提供潜在的治疗靶点。

参考资料:DOI: 10.1038/s41593-024-01585-8

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