神经科学家鉴定出小鼠的冷感受体

密歇根大学的神经科学家发现了一种介导体感神经元冷觉的温度感受器。

“该领域在 20 多年前就开始发现这些温度传感器，并发现了一种名为 TRPV1 的热敏蛋白，”密歇根大学教授 Shawn Xu 说。

“各种研究都发现蛋白质能够感知热、暖、甚至冷的温度，但我们无法确认是什么能够感知低于 15 摄氏度(60 华氏度)的温度。”

2019 年，科学家在秀丽隐杆线虫中发现了第一个冷感受体蛋白，秀丽隐杆线虫是一种毫米长的蠕虫，实验室将其作为理解感觉反应的模型系统进行研究。

由于编码秀丽隐杆线虫蛋白的基因在包括小鼠和人类在内的许多物种中在进化上是保守的，这一发现为验证哺乳动物的冷传感器提供了一个起点：一种称为谷氨酸离子型受体红藻氨酸亚基 2 (GluK2) 的蛋白质。

在一项新研究中，徐教授及其同事在缺失GluK2基因、因此无法产生任何 GluK2 蛋白的小鼠中测试了他们的假设。

通过一系列实验来测试动物对温度和其他机械刺激的行为反应，他们发现小鼠对炎热、温暖和凉爽的温度有正常反应，但对有害的寒冷没有反应。

GluK2 主要存在于大脑的神经元中，在那里它接收化学信号以促进神经元之间的通信。

但它也在周围神经系统(大脑和脊髓之外)的感觉神经元中表达。

“我们现在知道，这种蛋白质在周围神经系统中发挥着完全不同的功能，它处理温度信号而不是化学信号来感知寒冷，”密歇根大学的段波博士说。

GluK2基因在整个进化树上都有亲戚，可以一直追溯到单细胞细菌。

“细菌没有大脑，那么它为什么会进化出一种从其他神经元接收化学信号的方式呢?” 徐教授说道。

“但它非常需要感知周围的环境，也许还需要感知温度和化学物质。”

“所以我认为温度传感可能是一种古老的功能，至少对于其中一些谷氨酸受体来说是这样，随着生物体进化出更复杂的神经系统，它最终被采用。”

研究结果发表在《自然神经科学》杂志上。