参与机械痛感知的新型离子通道——TACAN

触压觉和痛觉对于生物体感知周围环境有着重要的作用，这些行为的生物学基础依赖于将机械力转化为电信号的离子通道—机械敏感离子通道 (mechanosensitive ion channels, MSCs)。MSCs 同时参与其他生理功能，包括听觉、渴觉、动脉血管压力感觉等。以往研究发现，MSCs 也在触觉、听觉、本体感觉中发挥关键作用。Beaulieu-Laroche 等最近发现一种新型机械敏感离子通道TACAN（在波斯语中是“移动”的意思），又被称作为跨膜蛋白120A (Tmem120A)、NET29 或者TMPIT，在痛觉感知中起重要作用。方法：①利用质谱技术分析筛选出可能的MSCs。②使用生物信息学技术分析TACAN 的氨基酸序列保守性，拓扑结构以及组织学表达差异。③通过免疫组织化学技术确定TACAN 在背根神经节(DRG)神经元的表达情况和神经元类型。④采用膜片钳技术分别在细胞、人工双层脂质膜以及离体的DRG 神经元研究TACAN 的电生理特性。⑤通过观察转基因动物的机械痛行为，探究TACAN 的生理功能。结果：①在质谱筛选的潜在MSCs 中，TACAN 的氨基酸序列在脊椎动物中非常保守且在多种组织中广泛表达，并且在DRG 中高表达。同时其拓扑结构为6 次跨膜的通道结构。以上结果提示TACAN 可能在DRG 发挥作用。②在DRG 中，TACAN 主要定位于中、小直径神经元。分子标志物共标结果显示，TACAN 在非肽能伤害性感受神经元中高表达。③在TACAN 稳转细胞系中，一定阈值以上的机械刺激可以诱发明显的电流，电流强度与机械刺激强度呈正相关。而且通道动力学显示，这种慢适应的电流与已经发现的触觉相关的Piezo 通道有明显差别。在人工构建的脂质双分子膜上，TACAN 表现出非选择性阳离子通道的电生理特征，并且可以被氯化钆等阻滞剂有效阻断。在体外培养的小鼠DRG 神经元中，敲低TACAN 可以有效减弱神经元对机械刺激的电流反应，而且主要影响DRG 慢适应电流的神经元。④在小鼠DRG 非肽能伤害性感受神经元中条件敲除TACAN 后，小鼠对伤害性机械刺激的反射明显降低，而触觉级别机械刺激的反射不受影响。在小鼠DRG 神经元中敲低或敲除TACAN 可以得到相同的结果。综上所述，认为TACAN 作为一个新型的机械敏感的离子通道，受到机械性刺激可以产生慢适应的电流反应，并且参与了动物对伤害性机械刺激的感受。该研究为我们理解机械痛外周分子机制，开发针对性药物提供了新的视角。