Тактильный контакт также имеет решающее значение для развития нервной системы у млекопитающих. Давно известно, что ионный канал под названием Piezo2 необходим для сенсорного восприятия, но теперь исследователи обнаружили еще один ионный канал, который важен для этого явления. Работа была опубликована в журнале Science.
В то время как Piezo2 необходим для восприятия прикосновений, также было очевидно, что этот единственный белок не может полностью объяснить ощущение, отметил старший автор исследования профессор Гэри Левин, руководитель лаборатории молекулярной физиологии соматических ощущений в Центре молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Ассоциации Гельмгольца (MDC).
Ученые из лаборатории Левина идентифицировали ионный канал под названием Elkin1, который играет важную роль в восприятии прикосновений у мышей. Elkin1 помогает передавать механический стимул в мозг через нейронную сигнализацию; Считается, что этот канал играет важную роль в преобразовании ощущения прикосновения в электрический сигнал, который воспринимается мозгом.
Исследователи впервые обнаружили Elkin1 во время оценки линии раковых клеток. Этот белок был необходим этим клеткам, которые много двигаются, чтобы обнаруживать механические силы. Таким образом, исследователи хотели узнать, имеет ли этот белок отношение к осязанию, сказал Левин.
Команда спроектировала мышиную модель без гена Elkin1. Затем они подвергали мышей механическим раздражителям, осторожно проводя ватными палочками по их задним лапам. У немодифицированных мышей реакция на ватный тампон наблюдалась примерно в 90 процентах случаев, отмечает Левин.
Но мыши, которые не экспрессировали ионные каналы Elkin1, реагировали на мазок только в половине случаев, что указывает на то, что они нечувствительны к прикосновениям, добавил Левин. Исследователи также показали, что мышиная модель все еще имела нормальные реакции на раздражители, которые не были механическими, такие как изменения температуры.
С помощью инструмента, называемого патч-зажимами, исследователи смогли измерить электрическую активность в сенсорных нейронах этих мышей. Они обнаружили, что не было электрической реакции на механические раздражители, когда Elkin1 отсутствовал примерно в половине нейронов, и не было передачи сенсорных ощущений. Не было никаких электрических сигналов, поступающих в нервную систему от рецепторов в коже.
В то время как потребуется дополнительная работа, чтобы подтвердить, что этот механизм работает у людей, исследователи обнаружили, что подобные процессы действительно происходят в сенсорных нейронах человека, выращенных в культуре.
Когда передаются тактильные ощущения, кажется, что в процесс вовлечены как Elkin1, так и Piezo2, и Elkin1 может быть особенно важен для восприятия болевых стимулов.
«Если это подтвердится, мы не только идентифицируем второй ионный канал, играющий незаменимую роль в нормальном восприятии прикосновений, но и новую потенциальную мишень для лечения хронической боли», — добавил Левин.