《细胞通讯》:神经关上 冬眠不怕冷 低至2-7℃

邓文龙

作者：Gracheva 来源：《细胞通讯》

发布时间：2017/12/21 10:19:45

神经关上 冬眠不怕冷

地松鼠和仓鼠可以经历长时间的冬眠期，在此期间其核心体温降至环境温度，并且可以低至2℃-7℃

图片来源：THE GRACHEVA LAB

地松鼠和叙利亚仓鼠，在冬天通常会冬眠，但它们不像不冬眠的老鼠那样，能感到寒冷。  温度变化通过位于三叉神经和背根神经节（DRG）中的体感神经元的初级传入来检测。冷感受器占小鼠和许多其他脊椎动物DRG中总神经元总数的15％-20％（McKemy，2013）。冷敏感的分子机制涉及TRPM8，一种冷激活的非选择性阳离子通道。TRPM8在26℃以下介导对环境寒冷的生理反应，并且在体外通过相同的温度范围激活  TRPM8的低温敏感性似乎遵循物种的核心体温，冷血蛙最低，鸟类最高

美国研究人员发现，冬眠的啮齿类动物进化出“不怕冷”神经元，当温度低于20摄氏度时，其探测温度的能力减弱了。这种适应可能会使它们的体温在很长一段时间内下降，但不会感受到这些条件的压力，从而引发季节性睡眠。相关论文发表在12月19日的《细胞通讯》杂志上。

“如果这些动物能感到寒冷，它们就不能冬眠，因为感觉系统会告诉身体其他部分需要先变暖。”耶鲁大学生理学家和神经学家Elena Gracheva说。“这样，它们可能就无法继续生存下去。”

Gracheva实验室与该校Sviatoslav Bagriantsev小组合作，发现地松鼠和叙利亚仓鼠独立地进化出了相似的冷抑制适应能力。虽然所有啮齿动物的躯体神经元上都有冷感接受器，但在这两个冬眠的动物体内，激活这些接受器更复杂。

为了比较冬眠动物和不冬眠动物的生物学特性，研究人员对地松鼠、仓鼠和小鼠进行了实验。他们将这些啮齿动物放在两个能控制温度的盘子上：一个盘子约为30摄氏度，另一个温度较低的盘子（温度从20摄氏度变化到0摄氏度）。它们可以在两个盘子之间移动。研究人员观察到，小鼠总是更喜欢温暖的盘子，而地松鼠和仓鼠并没有表现出对暖盘子的明显偏好，除非冷盘子接近5摄氏度。

Gracheva和Bagriantsev将这种行为与这些啮齿类动物神经元中的离子通道TRPM8联系了起来。TRPM8的激活能导致感觉寒冷。在地松鼠和仓鼠中，TRPM8对寒冷的敏感性低于小鼠。在小鼠身上，当温度从30摄氏度下降到10摄氏度时，TRPM8的活动就会增加，但对于地松鼠和仓鼠，TRPM8即使在20摄氏度以下也没有变化。

此外， Gracheva实验室正在研究这些动物在更低温度下的行为。下一步，该团队将研究冷敏感的分子基础。“这个过程非常复杂，而TRPM8只是相关机制的一部分。”Gracheva说。（来源：科学网 唐一尘）



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