參與機(jī)械痛感知的新型離子通道
——TACAN

觸壓覺和痛覺對(duì)于生物體感知周圍環(huán)境有著重要的作用，這些行為的生物學(xué)基礎(chǔ)依賴于將機(jī)械力轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的離子通道—機(jī)械敏感離子通道 (mechanosensitive ion channels, MSCs)。MSCs 同時(shí)參與其他生理功能，包括聽覺、渴覺、動(dòng)脈血管壓力感覺等。以往研究發(fā)現(xiàn)，MSCs 也在觸覺、聽覺、本體感覺中發(fā)揮關(guān)鍵作用。Beaulieu-Laroche 等最近發(fā)現(xiàn)一種新型機(jī)械敏感離子通道TACAN（在波斯語(yǔ)中是“移動(dòng)”的意思），又被稱作為跨膜蛋白120A (Tmem120A)、NET29 或者TMPIT，在痛覺感知中起重要作用。方法：①利用質(zhì)譜技術(shù)分析篩選出可能的MSCs。②使用生物信息學(xué)技術(shù)分析TACAN 的氨基酸序列保守性，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及組織學(xué)表達(dá)差異。③通過免疫組織化學(xué)技術(shù)確定TACAN 在背根神經(jīng)節(jié)(DRG)神經(jīng)元的表達(dá)情況和神經(jīng)元類型。④采用膜片鉗技術(shù)分別在細(xì)胞、人工雙層脂質(zhì)膜以及離體的DRG 神經(jīng)元研究TACAN 的電生理特性。⑤通過觀察轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的機(jī)械痛行為，探究TACAN 的生理功能。結(jié)果：①在質(zhì)譜篩選的潛在MSCs 中，TACAN 的氨基酸序列在脊椎動(dòng)物中非常保守且在多種組織中廣泛表達(dá)，并且在DRG 中高表達(dá)。同時(shí)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為6 次跨膜的通道結(jié)構(gòu)。以上結(jié)果提示TACAN 可能在DRG 發(fā)揮作用。②在DRG 中，TACAN 主要定位于中、小直徑神經(jīng)元。分子標(biāo)志物共標(biāo)結(jié)果顯示，TACAN 在非肽能傷害性感受神經(jīng)元中高表達(dá)。③在TACAN 穩(wěn)轉(zhuǎn)細(xì)胞系中，一定閾值以上的機(jī)械刺激可以誘發(fā)明顯的電流，電流強(qiáng)度與機(jī)械刺激強(qiáng)度呈正相關(guān)。而且通道動(dòng)力學(xué)顯示，這種慢適應(yīng)的電流與已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的觸覺相關(guān)的Piezo 通道有明顯差別。在人工構(gòu)建的脂質(zhì)雙分子膜上，TACAN 表現(xiàn)出非選擇性陽(yáng)離子通道的電生理特征，并且可以被氯化釓等阻滯劑有效阻斷。在體外培養(yǎng)的小鼠DRG 神經(jīng)元中，敲低TACAN 可以有效減弱神經(jīng)元對(duì)機(jī)械刺激的電流反應(yīng)，而且主要影響DRG 慢適應(yīng)電流的神經(jīng)元。④在小鼠DRG 非肽能傷害性感受神經(jīng)元中條件敲除TACAN 后，小鼠對(duì)傷害性機(jī)械刺激的反射明顯降低，而觸覺級(jí)別機(jī)械刺激的反射不受影響。在小鼠DRG 神經(jīng)元中敲低或敲除TACAN 可以得到相同的結(jié)果。綜上所述，認(rèn)為TACAN 作為一個(gè)新型的機(jī)械敏感的離子通道，受到機(jī)械性刺激可以產(chǎn)生慢適應(yīng)的電流反應(yīng)，并且參與了動(dòng)物對(duì)傷害性機(jī)械刺激的感受。該研究為我們理解機(jī)械痛外周分子機(jī)制，開發(fā)針對(duì)性藥物提供了新的視角。