Nature解答古老神经学谜题

　　

生物通报道  在发表于4月6日《自然》（Nature）杂志上的一项新研究中，来自哥伦比亚大学医学中心的躯体感觉生物学副教授Ellen Lumpkin博士领导一个研究小组，解开了关于触觉的一个古老谜题：皮肤表面下方的细胞是如何使得我们能够感知微小细节和质感的。

触觉是感觉神经科学最后的前沿领域（延伸阅读：院士伉俪Nature揭示神经学重要秘密 ）。自20世纪早期以来，人们已经知道了启动视觉的细胞和分子：视杆细胞、视锥细胞和感光受体。对于嗅觉、味觉和听觉的认识也日益加深。但对于负责启动我们触觉的细胞和分子却几乎一无所知。

本研究是第一次采用光遗传学——一种利用光线作为信号系统即时开启和关闭神经元的新方法，来确定皮肤细胞的功能及通讯。

该研究小组证实，称作为Merkel细胞的皮肤细胞可以感知触摸，实际上它们与皮肤神经元密切协作生成了我们感知到的微小细节和质感。

Lumpkin博士说：“这些实验提供了第一个直接的证据证明，Merkel细胞可以将触觉编码为神经信号，向大脑传送有关我们周围世界中物体的信息。”

这些研究结果不仅描述了我们在了解触觉方面取得的一个关键进展，还有可能推动关于敏感触觉丧失的研究。

糖尿病、某些癌症化疗以及正常衰老，这些情况已知都可以减小敏感触觉。Merkel细胞在个体20岁出头时开始消失，同时触觉敏锐度也开始下降。“没有任何人曾经测试过Merkel细胞丧失是否会引起随年龄增长的功能丧失，这有可能是一种巧合，而我们有兴趣去探究这一问题，”Lumpkin博士说。

在未来，这些研究结果将告知人们如何设计出一些新的“智能”假肢来恢复截肢者的触觉，以及为治疗慢性瘙痒等皮肤病提供一些新靶点。

在同日发表于Nature杂志上的第二项研究中，该研究小组与斯克里普斯研究所合作鉴别出了皮肤细胞中的一种触觉活化分子：Piezo2。这一研究发现有可能大大推动触觉领域。

Lumpkin博士说：“这些新研究发现将应该会开拓皮肤生物学领域，揭示出触觉的启动机制。”另外的一些皮肤细胞类型或许也在触觉感知以及不愉悦的皮肤感觉，例如瘙痒中发挥了作用。Lumpkin博士研究小组的这一光遗传技术现在也可应用于其他的皮肤细胞来解答这些问题。

“这是我们领域一个激动人心的时刻，尽管仍有许多重大的问题有待解答，现代神经科学工具为我们提供了一条解决这些问题的途经，”她说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Epidermal Merkel cells are mechanosensory cells that tune mammalian touch receptors.Nature doi:10.1038/nature13250

Piezo2 is required for Merkel-cell mechanotransduction .Nature doi:10.1038/nature13251