摸哪狗狗的温度?
我们人类有各种各样的温度感受器,最熟悉的就是热敏电位检测器(TRP)和热休克蛋白(HSPs),它们能够感知高温、低温以及温度的变化,进而通过不同的信号通路,产生发热、冷调节、以及体温调节反应。但是目前关于动物热感觉神经机制研究得最多的却是凉敏电位检测器(TARPs) 。因为凉敏电位检测器和TRP都属于阳离子通道超家族,在结构上具有很高的同源性 。因此研究凉敏电位检测器的生理学功能对于理解温度感受的分子机制有着重要的意义。
最近,来自比利时列日大学的Thomas等人在《Science》上发表了一篇名为《Cold sensing in mammals is mediated by a mammalian ortholog of the Drosophila thermosensor》的文章,他们发现哺乳动物存在一个类似于昆虫温敏传感器的热敏阳离子通道(thermosensitive cation channel TMC)。该通道受温度刺激时,会发生变构,导致对钙离子的通透性增加,进而引起细胞内的Ca2+浓度升高。
TARPs在调节免疫、应激和能量代谢等方面起着重要作用 。之前研究表明,TARPs参与调控热休克因子的表达,从而介导热休克反应 (heat shock response, HSR)。但是,这篇文章中作者发现当小鼠暴露于低温环境中时,下丘脑、骨骼肌和腺体的TMC表达并没有明显变化;而且特异性阻断TMC的表达也不会影响HSP70的表达,说明TMC并不是通过激活HSR来调控抗冻蛋白的表达从而产生抗冻效应的。
为了进一步印证这一结论,作者筛选了50个可能由Tmc基因表达的候选基因,使用Real-time PCR的方法验证这些基因在小鼠低温诱导的抗冻反应中的作用。结果表明,尽管这些基因部分显示了不同的表达模式,但阻断其中任何一个基因的表达都不会显著改变低温下的抗冻反应。TMC并不是通过调节HSR来发挥其生理功能的。
那么问题就来了,TMC这个温度感应器到底干什么呢?作者又重新审视了自己的实验数据,发现即使是在正常温度条件下,TMC在细胞膜上的密度都要比其他的TARPs要高许多 。所以作者推测,在正常状态下,TMC可能作为电流传感器来感受外周温度的变化并传导温度信号。
当然这只是作者的假设,这个假说的成立还需要更多的实验证据来支撑。