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研究人员探究渗透压感觉神经元（ONs）渗透压转导机制，发现肌动蛋白窗孔影响膜响应，意义重大。
在人体这个复杂的 “小宇宙” 里，渗透压平衡对维持生命活动至关重要。想象一下，当身体缺水时，我们会感到口渴，这背后其实是渗透压感觉神经元（osmosensory neurons，ONs）在发挥作用。ONs 就像身体里的 “侦察兵”，时刻监测着血浆渗透压的变化，一旦血清渗透压上升，它们就会迅速做出反应，引发如口渴、抗利尿激素分泌等一系列生理反应，以此来维持体内的水盐平衡。
然而，科学家们在深入研究 ONs 的渗透压转导机制时，却遇到了不少难题。已知 ΔN -TRPV1 通道在这个过程中扮演着关键角色，它能在细胞收缩时，通过微管传递的推力被激活。同时，丝状肌动蛋白（filamentous actin，f -actin）也是不可或缺的一环，可它究竟是如何发挥作用的呢？它与 ΔN -TRPV1 通道之间是否存在直接联系？这些问题就像一团迷雾，笼罩着科研人员。
为了揭开这些谜团，来自麦吉尔大学健康中心研究所（Research Institute of the McGill University Health Centre）的 Anzala Murtaz 和 Charles W. Bourque 开展了一项深入研究，相关成果发表在《iScience》杂志上。
在这项研究中，科研人员运用了多种技术手段。其中，接近连接测定（proximity ligation assays，PLA）用于检测蛋白质之间的相互作用；高分辨率成像技术结合荧光鬼笔环肽（能特异性结合 f -actin）对 ONs 进行染色，以观察肌动蛋白的分布情况；动态超分辨率成像则用来追踪细胞膜在渗透压刺激下的变化。
研究结果主要如下：
- TRPV1 与微管蛋白相互作用，与肌动蛋白无明显作用：通过 PLA 实验，研究人员发现，抗 TRPV1 抗体能特异性地标记 ONs 中的神经元，而在与抗微管蛋白抗体进行 PLA 实验时，能观察到明显的斑点，表明 ΔN -TRPV1 通道与微管蛋白存在相互作用；但在与抗肌动蛋白抗体进行 PLA 实验时，几乎看不到斑点，这说明 ΔN -TRPV1 通道与肌动蛋白很少相互作用。
- ONs 的皮层下肌动蛋白层存在窗孔结构：利用荧光鬼笔环肽染色并进行高分辨率成像，研究人员发现 ONs 的皮层下肌动蛋白层并非均匀分布，而是存在一些低荧光区域。进一步 3D 重建显示，这些区域呈卵形，类似窗孔结构。这些窗孔的平均宽度为 0.50±0.04μm，细胞表面的平均密度为 13.6±1.2 个 / 100μm2。
- 高渗应激下，肌动蛋白窗孔处膜响应增强：以往研究表明，皮层下肌动蛋白密度增加会增强膜刚度。基于此，研究人员推测高渗刺激可能会在窗孔处形成膜坑，而非使整个细胞均匀收缩。通过动态超分辨率成像观察发现，高渗盐水处理活 ONs 后，会逐渐形成膜坑，且固定后的细胞在高渗刺激下存在大量膜坑，而等渗溶液处理的细胞则没有。膜坑的平均宽度为 0.60±0.04μm，平均深度为 0.20±0.01μm，且深度随宽度增加而增加。此外，膜坑通常出现在肌动蛋白密度低的区域，也就是窗孔处。
- 微管蛋白 - TRPV1 相互作用位点与肌动蛋白窗孔常对齐：研究发现，微管蛋白 - TRPV1 的 PLA 位点常与肌动蛋白皮层的间隙对齐。而且，在高渗条件下，与几何均匀收缩相比，窗孔处的膜位移更大。这意味着与肌动蛋白窗孔对齐的 ΔN -TRPV1 通道可能会经历更大的渗透压诱导位移。
综合研究结果与讨论，该研究明确了 f -actin 在 ONs 渗透压转导过程中并非通过与 ΔN -TRPV1 通道直接相互作用发挥作用，而是其皮层下的窗孔结构在高渗应激下能促使膜坑形成，放大了细胞膜的位移。这一发现揭示了 ONs 对轻度高渗刺激的收缩反应本质上是非均匀的，修正了以往认为细胞体积变化均匀的观点。同时，微管蛋白 - TRPV1 相互作用位点与肌动蛋白窗孔的对齐，表明这些位点可能是检测轻度生理高渗刺激的特化部位。不过，该研究也存在一定局限性，如实验是在急性分离的神经元上进行的，后续需要在体内进行验证；且研究仅使用了雄性动物，在妊娠和哺乳期雌性动物中的情况还有待进一步研究。但无论如何，这项研究为我们理解渗透压感觉神经元的渗透压转导机制提供了新的视角，为后续相关研究奠定了重要基础 。
