科学家们提供了对柔软触觉的新认识

Scripps Research Institute（Tsri）在科学家领导的一项研究有助于解决一个关于触摸感的长期神秘面纱。

“轻柔的触摸”的感觉传递着手指的触碰、被抓住的东西的细腻质感以及微风在皮肤上的轻压，这些都是由神经带给我们的，而神经的末端往往是特殊的皮肤细胞，即默克尔细胞。这些皮肤细胞在触觉中的作用一直是科学界争论的焦点。然而，这项新的研究提出了一种双传感器系统，包括默克尔细胞和与触觉相关的神经末端。

该研究的资深作者Ardem Patapoutian说:“在这场关于默克尔细胞作用的长时间辩论中，似乎两个阵营都是正确的。”他是霍华德休斯医学研究所(HHMI)的研究员，也是TSRI的Dorris神经科学中心和分子与细胞神经科学系的教授。“神经末梢会对触摸做出反应，但相邻的默克尔细胞也会。”

该报告发表在《高级在线出版物》上自然2014年4月6日。

除了阐明哺乳动物的触感之外，其机制直到最近一直晦涩难以置疑，这些结果可能具有与某些疼痛综合征有关，其中触摸感应引发疼痛 - 甚至是皮肤上衬衫的轻微压力或对肌肤的微风．

Patapoutian说:“触觉和疼痛是非常密切相关的，因此对这些触觉机制的描述也应该有助于我们更好地理解疼痛。”

打开流

四年前，Patapoutian实验室发现了一种名为压电的蛋白质，它是一种机械激活的“离子通道”蛋白质，可能在触觉中发挥作用。

离子通道嵌在全身各种细胞类型和神经纤维的外膜中。压电离子通道被认为是对神经膜的拉伸做出反应的，例如，神经膜的拉伸是由压迫皮肤的东西引起的。

当以这种方式激活时，离子通道打开，允许钠或其他正电荷离子流入。这种进入神经的电荷激增可以启动一个信号，这个信号通过沿着脊柱的神经元传递到神经并到达大脑。

在早期的研究中，Patapoutian的团队发现了压电蛋白在触觉感应神经元中产生的证据，包括将其神经延伸到皮肤并对抗神秘的默克尔细胞的轻触神经元。

在这项新的研究中，Patapoutian和他的同事开始了解更多。

追寻答案

该团队开始创建一系列小鼠，其中的活动Piezo2基因也会产生一种叫GFP的荧光蛋白。在这些荧光信标和其他标记物的引导下，他们在小鼠皮肤上的默克尔细胞中发现了高浓度的压电陶瓷。

“你可以轻松错过皮肤的压饼表达，因为除了Merkel细胞的小人口之外，它在那里没有高度表达，”POTAPOUTIAN实验室的博士后研究员首次作者Seung-Hyun Woo说。

接下来，研究人员寻找压电2在默克尔细胞中作用的证据，基本上是通过从这些细胞中减去蛋白质，然后观察结果。为了做到这一点——这是一项特别具有挑战性的壮举——他们创造了一种新的老鼠品种Piezo2吉恩被彻底“击倒”了皮肤细胞包括默克尔电池，但在其他地方却完好无损。

压电2皮肤敲除小鼠及其默克尔细胞表现正常。这些老鼠在大多数触摸和疼痛敏感度的标准测试中也反应正常。但是在所谓的von Frey实验中，用不同的力量将薄的、可弯曲的纤维压在小鼠的爪子上，压电晶体的损失就变得明显了。“没有压电细胞的默克尔细胞的老鼠对更温和的力的反应不如对照组的老鼠，”吴说。

为了更详细地研究这种反应性的变化，Woo和她的同事们将默克尔细胞从两组小鼠中分离出来。他们发现，当用探针轻轻推动时，那些缺乏压电陶瓷的默克尔电池不能显示出通常的电流。

威斯康星医学院Cheryl L. Stucky实验室的合作研究人员发现，在默克尔细胞中缺乏压电体的小鼠中，被称为缓慢适应(SA) a β纤维的温和触摸感应神经通常会以较低频率的信号反应。另一个由哥伦比亚大学(Columbia University)艾伦·a·兰普金(Ellen A. Lumpkin)领导的合作实验室显示，与默克尔细胞相关的神经对这些老鼠皮肤上的测试刺激的反应也不那么持久。

“这一切都表明，默克尔电池在触觉传感方面发挥着重要作用，而它们需要压电陶瓷来实现这一点，”吴说。

这些发现得到了一个来自兰普金实验室的独立研究芭帕州是一个共同作者 - 在同一问题上报告自然．在那项研究中，小鼠设计为缺乏默克尔细胞表现出触碰-感觉缺陷与Patapoutian小组的研究中描述的非常相似。

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