Science：科學家識別出對于觸覺感知非常重要的新型離子通道

　　每一次擁抱，每一次握手，每一個靈巧的動作都需要觸覺感知，因此，理解觸覺發生背后的分子基礎就顯得尤為重要。到目前為止，研究人員已經知道，名為Piezo2的離子通道是觸覺感知所必需的，但很明顯，這種蛋白質本身并不能解釋機體整個觸覺感知。

　　近日，一篇發表在國際雜志Science上題為“Touch sensation requires the mechanically-gated ion channel ELKIN1”的研究報告中，來自德國的科學家們通過研究發現了在觸覺感知過程中扮演重要角色的新型離子通道。

　　20多年來，研究者Gary Lewin一直在研究觸覺發生背后的分子機制，如今他們發現了名為Elkin1的離子通道或許在觸覺感知過程中扮演著關鍵角色，這只是參與觸覺感知的第二個離子通道，這種蛋白質很有可能會直接參與機械刺激（比如輕輕觸摸）轉化為電信號的過程。當Elkin1存在時，皮膚上的受體就會通過神經纖維將觸覺信號傳輸到中樞神經系統和大腦中。

　　圖片來源：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0495

　　早在幾年前，研究人員在調查惡性黑色素瘤細胞系時偶然發現了Elkin1，該蛋白是這些高度運動的癌細胞感知機械力所需要的，如今研究人員就想通過研究確定是否相同的蛋白在觸覺感知過程中也扮演著重要角色。

　　研究人員培育了缺失Elkin1基因的遺傳修飾小鼠，隨后他們進行了簡單的行為實驗，利用棉簽來輕輕擦拭嚙齒類動物的后爪，Lewin博士表示，通常情況下，正常小鼠有90%的時間能對棉簽產生反應，相比之下，缺乏Elkin1的小鼠僅有一半時間會產生反應，這就表明了觸覺不敏感，重要的是，嚙齒類動物對諸如溫度等非機械刺激的反應并未受到影響。

　　在神經元層面上，研究人員利用膜片鉗（patch clamp）法來記錄感覺神經元在神經元膜被戳時所產生的電活性，在缺乏Elkin1遺傳修飾的小鼠中，大約有一半的神經元并不會對機械信號產生反應，也不會存在信號傳遞發生。進一步的實驗結果表明，在信號從皮膚到脊髓和大腦的第一段路程中，并不會有信號從神經元的受體傳遞到皮膚中。

　　此外，研究人員通過聯合研究分析了在來自干細胞的人類感覺神經元培養物中，Elkin1是否對于觸覺的傳導是必要的？相關研究結果也有力地表明，Elkin1在人類觸覺感知過程中發揮著潛在的重要作用。

　　研究者認為，在正常的型號傳輸過程中，Elkin1和Piezo2能分享在觸覺感知中的角色，同時他們還發現證據表明，Elkin1或許在傳遞疼痛的機械刺激中發揮著重要作用。如果這一點被證實的話，研究人員不僅能識別出在正常觸覺感知中不可或缺的第二個離子通道，而且還發現了一種有望治療人類慢性疼痛的新型潛在靶點。綜上，本文研究識別出ELKIN1或具有作為小鼠和人類機體觸覺轉導的核心組分。