撓癢癢為啥“癢”？諾獎得主《自然》最新研究揭示癢的“開關”

很多東西會讓我們感覺到“癢”：被別人輕撓腳心，貼身穿高領毛衣，或是被蚊子咬了幾個包——甚至蚊子還沒來得及下嘴，皮膚上就有癢兮兮的感覺傳來。

這些“癢”的感覺，有些來自化學物質的刺激，比如蚊蟲叮咬后體內產生的炎性分子組胺；還有些則來自“機械力”的刺激，比如撓癢癢時的輕微觸碰。

▲感覺到了癢，會忍不住產生抓撓的沖動（圖片來源：123RF）

雖然每個人都很熟悉各種各樣的“癢”的感覺，科學家們對“癢”的本質的認識卻還頗為新鮮。過去十來年里，研究人員在脊髓中找到一組專門的神經元及其神經回路是負責傳遞化學刺激引起的癢覺的，并發現了一些特殊的受體蛋白表達在這些神經元上，可以被發癢的化學物質激活。

然而大腦是通過怎樣的神經環路感知到觸碰引起的癢，對此人們的了解還極為有限。用斯克里普斯研究所（Scripps Research）的神經科學家Rose Hill博士的話說，觸碰引發癢覺的機制是“感覺生物學最后的未知領域”之一。

近期，頂尖學術期刊《自然》發表的一項研究，終于填補了這一空白。

斯克里普斯研究所的科學家們首次發現，感覺神經元用來檢測機械刺激引起的癢的關鍵傳感器是機械力感受器PIEZO1。這項新發現不僅為復雜的癢覺機制解開了一個長久以來的謎團，也為將來更好地治療濕疹、牛皮癬等使人長期瘙癢難忍的疾病打開新藥開發的大門。

而說到PIEZO蛋白，必須提到的一個名字就是2021年諾貝爾生理學或醫學獎得主Ardem Patapoutian教授，他也正是此次新研究的負責人。

▲因為在“發現感知溫度和觸覺的受體”上的貢獻，Ardem Patapoutian教授（右）與David Julius教授分享了2021年的諾貝爾生理學或醫學獎（圖片來源：諾貝爾獎官網）

2010年，Patapoutian教授的研究團隊首次鑒定出了一類能夠感知觸碰、振動的機械力感受器，他們以希臘語中的“壓力”將其命名為PIEZO蛋白。研究工作揭示，PIEZO蛋白是種呈螺旋槳型的離子通道，在多種細胞類型中嵌入細胞膜，細胞表面存在機械力的“拉拽”時，離子通道被激活，讓一系列離子進入細胞，產生后續的反應。

此后，Patapoutian教授團隊圍繞PIEZO蛋白做了一系列工作，發現PIEZO家族的兩個成員PIEZO1與PIEZO2分布在哺乳動物的很多組織中，通過感知機械力變化參與許多重要的生理過程。比如，憋尿的感覺就是來自PIEZO2在膀胱中感知到的機械力。此外，PIEZO2對運動時身體姿勢、四肢定位的感受也非常關鍵。