康利军团队Neuron杂志评述声波感受机制

机械性感觉（machaosensation）将机械刺激转换为神经电信号，对于触觉、听觉、平衡感、痛觉和其他众多生理过程至关重要。机械性感觉异常会导致耳聋、肢端麻木、平衡感失调和慢性痛等疾病。然而相对于视觉、嗅觉和味觉等感觉而言，我们对于机械性感觉的分子和细胞机制所知甚少。

2021年11月17日，浙江大学医学院脑科学与脑医学学院康利军教授团队在Neuron杂志上发表了题为Mechanosensation: Alpha-7 nAChR transduces sound signals in earless C. elegans的Preview文章^（1），详细介绍乙酰胆碱受体在介导声波刺激的作用，并提出了需要进一步深入探究的科学问题。

康利军教授在机械性感受领域有长期的工作积累。1997年，David Julius教授带领团队成员首次克隆、分离出了辣椒素敏感性受体TRPV1通道，并由此获得2021年诺贝尔生理与医学奖。随后的大量研究表明，TRP通道（transient receptor potential cation channel）作为感受器受体分子广泛介导了机体对化学刺激和温度刺激的感受，但是TRP通道能否直接响应机械性刺激一直没有答案。在博士后导师Shawn Xu教授的指导下，康利军博士首次揭示了秀丽线虫TRP-4/TRPN通道能够直接感受机械刺激，并介导触觉行为响应^（2）。随后，Yuh Nung Jan教授研究组发现TRP-4在果蝇中的同源基因NOMPC/TRPN也可以直接介导触觉响应，从而进一步确认了TRP通道在机械性刺激感受中的重要作用^（3）。

听觉也是典型的机械性感觉。目前一般认为TMC1通道是听觉转导的受体分子^（4）。值得注意的是，康利军教授研究组发现TMC-1通道可以通过背景钠电流直接调控神经肌肉细胞的静息电位和兴奋性，从而揭示了TMC-1通道的新机制^（5）。在本期Neuron杂志中，Shawn Xu教授团队首次报道没有听觉系统的秀丽线虫也可以感受声波刺激。然而，TRP-4、TMC-1和PIEZO等机械门控离子通道都不参与线虫对声波的响应。利用线虫体系分子遗传学筛选快捷方便的优势，他们意外地发现乙酰胆碱受体MES-2和DEG-3具有机械敏感特性，从而介导了线虫对声波的响应^（6）。这一发现，提示神经递质受体，特别是乙酰胆碱受体，很可能也是一大类机械性感受受体分子，对于全面揭示机械性感受的分子机理以及相应的药物开发具有重要的科学意义。

参考文献

(1)Umar Al-Sheikh, Lijun Kang*. Mechanosensation: nAChRs transduce sound signals in earless C. elegans. Neuron. 2021 Nov 17; 109: 3039-3041.

(2)Lijun Kang#, Jingwei Gao#, William R. Schafer, Zhixiong Xie, and X. Z. Shawn Xu*. C.elegans TRP family protein TRP-4 is a pore-forming subunit of a native mechanotransduction channel. Neuron. 2010. 67(3): 381-391

(3)Zhiqiang Yan#, Wei Zhang#, ..., Lily Yeh Jan, Yuh Nung Jan*. Drosophila NOMPC is a mechanotransduction channel subunit for gentle-touch sensation. Nature 2013 Jan 10;493(7431):221-5.

(4)Umar Al-Sheikh, Lijun Kang*. Molecular Crux of Hair Cell Mechanotransduction Machinery. Neuron. 2020 Aug 5;107(3):404-406.

(5)Xiaomin Yue#, Jian Zhao#, Xiao Li#, ..., Rui Xiao*, Lijun Kang*. TMC proteins modulate egg-laying and membrane excitability through a background leak conductance in C. elegans. Neuron. 2018 Feb 7;97(3):571-585.

(6)Adam J. Iliff, Can Wang, ..., X.Z. Shawn Xu*. The nematode C. elegans senses airborne sound. Neuron. 2021 Nov 17; 109: 3633-3646.

供稿：康利军课题组

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