Piezo1新信号机制的发现可能有助于寻找更好的疼痛和瘙痒治疗方法

人体的触觉非常重要，它可以在全身找到，而不仅仅是在皮肤上。两个微型触摸传感器Piezo1和Piezo2发出最轻的压力信号，可以监测循环系统，告诉身体四肢在太空中的位置，甚至发出膀胱压力的警报。但杜克大学的一项新研究表明，Piezo1的工作方式与大家想象的不同

杜克大学神经生物学副教授Jörg Grandl说：“由于我们发现的机制，我们基本上可以说，来自压电的信号也被其他蛋白质吸收，因此这真的扩展了机械力的传递方式。”。“细胞可以处理并进一步理解和解释其他信号。因此，它开辟了一个新的信号维度。”

Piezo1和其他触摸传感器的存在和普遍性的发现是2021年诺贝尔生理学或医学奖的一部分，已成为一个热门的研究课题。世界各地的科学家都在对这些关键的生理学部分进行更深入的了解，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，该凹陷在轻微压力下会变得更浅。这种运动反过来又打开了蛋白质中的一个通道，允许带电的钙离子进入细胞——电流——这向细胞发出信号，表明它被触摸的程度

然而，Grandl和博士后研究员Amanda Lewis在7月22日在线发表在《神经元》杂志上的一篇新文章中说，这还不是全部：即使电流没有流过通道，Piezo1也可以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，它的形状会发生变化，从而向另一个触摸传感器发出信号，即TREK1钾通道

Lewis说：“自从压电体被发现以来的14年里，几乎在身体的每个地方都发生了某种机械感觉，人们一直在寻找这种蛋白质是什么。”。“答案几乎总是压电。”

为了看看信号是否只是从压电的形状变化中发生的，Lewis和研究生Marie Cronin创造了不太灵活的压电1的突变版本。他们用果蝇和老鼠的Piezos进行了试验。他们用微操作器工具施加温和的压力，测量了远至50至100纳米（几种蛋白质的大小）的传感器的反应

看到这一点后，他们将注意力转向Piezo1和TREK1在细胞膜上的位置，发现它们比随机可能的更接近。重要的是，它们不会相互绑定以共享信号，但它们会保持紧密联系

“这被称为‘构象信号’，”Grandl说。这是形状的变化，而不是发出信号的离子流。“这并非完全闻所未闻，之前已经描述过另外两个离子通道可以做到这一点。我们认为这是第三个，但它是不同的。”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，但尚未被测量

格兰德尔说：“我认为这扩展了我们对压电体如何在体内发挥所有这些不同作用的思考方式。”。“人们一直认为压电体调节血压、轻触和膀胱感觉的方式是通过它们的离子通道。”

“你发现的每一种新的生物机制都为将它们用作治疗与机械感觉相关的许多疾病开辟了新的途径，”格兰德尔说。“最突出的感知是机械性疼痛和慢性瘙痒，这是一个巨大的临床问题。”