发现皮肤角质形成细胞与温热感有关的概念
感觉神经元在“热”和“冷”的感知中起着至关重要的作用。它们表达一组称为热敏TRP通道的离子通道。例如,TRPV1(在43°C以上激活)和TRPM8(在29°C以下激活)分别向我们的大脑发送“热”和“冷”信息,并因此获得了2021年诺贝尔生理学或医学奖。然而,在温暖的温度(32-39°C)下激活的TRPV3 ),在感觉神经元中很少检测到,但在皮肤角质形成细胞中大量表达。虽然提出了不仅感觉神经元而且皮肤角质形成细胞也感知温度的概念,但存在很大争议(图)。表皮组织中TRPV3的反应是否能够传递到大脑并引起温度感觉也没有定论。
在这项研究中,研究小组以TMEM79为中心,对TRPV3的功能进行研究,TMEM79是一种在皮肤角质形成细胞中表达的与TRPV3类似但其功能尚不清楚的蛋白质。首先,研究小组在HEK293T细胞中过表达TRPV3和TMEM79,并检查了TRPV3介导的电流反应。结果,他们发现共表达 TMEM79 和 TRPV3 的细胞中 TRPV3 介导的电流比单独表达 TRPV3 的细胞更小。该结果表明 TMEM79 降低了 TRPV3 介导的电流。
然后,研究小组制作了 TMEM79 缺陷小鼠,并使用甜甜圈形状的热梯度环检查了温度依赖性行为。当他们在 25 oC 室温条件下设置 10 至 45 oC 的底温梯度时,野生型小鼠更喜欢约 30.4 oC。而 TMEM79 缺陷小鼠则迅速升高至 34.4 oC 的温度。这一结果表明,TMEM79 缺失后,小鼠温度感觉受到 TRPV3 介导的皮肤电流变化的影响。
缺乏 TMEM79 的皮肤角质形成细胞中 TRPV3 介导的电流确实比野生型小鼠更大。该结果可以解释为TRPV3介导的电流在正常条件下被TMEM79抑制,并且TRPV3介导的电流在没有TMEM79的情况下增加。
最后,研究小组研究了 TRPV3 和 TMEM79 的共表达如何导致皮肤角质形成细胞中 TRPV3 介导的电流减少。通常在质膜中表达的 TRPV3 蛋白在 TMEM79 共表达后转移到胞质空间。换句话说,质膜上 TRPV3 蛋白数量的减少会降低 TRPV3 介导的电流。此外,还发现TRPV3蛋白与TMEM79一起被携带至溶酶体,随后TRPV3被降解,这与TMEM79共表达时细胞内总TRPV3蛋白的减少相一致。此外,研究小组发现TRPV3与质膜上的TMEM79形成物理复合物。
总的来说,研究小组得出的结论是,皮肤的温度敏感性是通过与皮肤角质形成细胞中的 TMEM79 结合后 TRPV3 蛋白的数量调节来控制的。这些结果结束了关于皮肤角质形成细胞可能参与温度检测的长期争议(图)。预计这可能会导致通过调节 TRPV3 或 TMEM79 的功能来控制我们的温度感觉的方法的发展。
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