人体的触觉非常重要，它遍布全身，而不仅仅是皮肤。两个微小的触觉传感器 Piezo1 和 Piezo2 可以发出最轻的压力信号，并可以监测循环系统、告诉身体四肢在空间中的位置，甚至发出膀胱压力警报。但杜克大学的一项新研究表明，Piezo1 的工作原理与大家想象的不同。

杜克大学神经生物学副教授 Jörg Grandl 表示：“根据我们发现的机制，我们基本上可以说来自 Piezo 的这种信号也被其他蛋白质接收，因此这确实扩展了机械力的传导方式。细胞可以使用其他信号，并进一步理解和解读它们。因此，它开辟了信号传导的新维度。”

Piezo1 和其他触摸传感器的存在和普遍性是 2021 年诺贝尔生理学或医学奖的一部分，并已成为热门研究课题。世界各地的科学家都在努力深入了解这些重要的生理学部分，希望能够开发出治疗疼痛和瘙痒感以及许多其他问题的新疗法。

Piezo1 位于细胞表面的凹陷处，当受到轻压时，凹陷处会变浅。这种运动反过来会打开蛋白质中的通道，让带电的钙离子进入细胞(也就是电流)，从而向细胞发出信号，告知它受到的触摸力度有多大。

然而，格兰德尔和博士后研究员阿曼达·刘易斯在7 月 22 日发表在《神经元》杂志网络版上的一篇新文章中表示，这还不是全部：即使没有电流流过通道，Piezo1 也能向其邻近的蛋白质发出信号。如果它们在细胞膜上彼此靠近，它就会改变形状，向另一个触觉传感器(一种名为 TREK1 的钾通道)发出信号。

图形摘要。来源：Neuron (2024)。DOI：10.1016/j.neuron.2024.06.024

“自从发现 Piezos 以来的 14 年里，几乎身体中每个产生机械感觉的地方，人们都在寻找这种蛋白质，”Lewis 说。“答案几乎总是 Piezo。”

为了查看信号是否仅因 Piezo 形状的改变而发生，Lewis 和研究生 Marie Cronin 创造了 Piezo1 的突变版本，使其不那么灵活。他们用果蝇和老鼠的 Piezo 进行了实验。他们用微操作工具施加轻微压力，测量了远至 50 到 100 纳米(几种蛋白质的大小)的传感器的响应。

看到这一现象后，他们将注意力转向了 Piezo1 和 TREK1 在细胞膜上的位置，发现它们之间的距离比随机距离更近。重要的是，它们不会相互结合来共享信号，但它们会保持距离。

“这被称为‘构象信号’，”格兰德尔说。这是一种形状变化，而不是发送信号的离子流。“这并不是完全闻所未闻，之前曾描述过另外两种离子通道可以做到这一点。我们相信这是第三个，但它有所不同。”另外两个构象信号来自直接与传感器结合的蛋白质。

研究人员的下一步是弄清楚构象信号是如何从 Piezo1 发送到 TREK1 的。它可能涉及细胞膜的变化，但尚未测量。

“我认为这拓展了我们对 Piezos 在人体中发挥各种不同作用的思考方式，”Grandl 说道。“人们一直认为 Piezos 调节血压、轻触和膀胱感觉的方式是通过离子通道。”

“每发现一种新的生物机制，都可能为治疗与机械感觉相关的多种疾病开辟新的途径，”格兰德尔说。“最突出的感知是机械疼痛和慢性瘙痒，这是一个巨大的临床问题。”

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