外周感觉神经元表达各种温度受体，从而感受周围环境温度变化。许多研究文章报道了感受凉爽、温暖、炎热温度的受体，但对感受寒冷温度的受体却知之甚少。
北京时间2024年3月11日18时，美国密歇根大学研究人员在Nature Neuroscience杂志发表了题为 “The kainate receptor GluK2 mediates cold sensing in mice” 的最新研究成果。这项研究发现了在外周神经系统中感受寒冷温度的受体，从而填补了温度感知生物学中的一项重要空白。
这项研究工作是由密歇根大学Shawn Xu实验室和段波实验室合作完成，并得到了约翰霍普金斯大学Xinzhong Dong实验室的大力协助。
温度对地球生物体的生存和生长有着深刻的影响。为适应地球上不断改变的环境温度，动物和人类的感觉神经系统可以感受环境的温度变化并相应地调节自身的机体生理和行为以适应不同的环境温度。感觉神经系统中最重要的一类温度受体在外周神经系统表达，直接接触并感受不同的温度刺激。温度刺激的范围包括寒冷（<15℃）、凉爽（< 30℃）、温暖（> 30℃）、炎热（> 42℃）。现有研究表明感受各种温度的受体是由一系列TRP通道介导，包括炎热受体（TRPV1、TRPM3、TRPA1）、温暖受体（TRPM2）、凉爽受体（TRPM8）。但是，迄今为止的在体实验中还没有明确证据表明哪种受体可以特异性的感受寒冷温度。
密歇根大学Shawn Xu实验室在2019年的一篇Cell文章中首次报道：秀丽线虫中的GLR-3受体可以感受寒冷温度。GLR-3是一种离子型谷氨酸受体。不同于TRP通道家族依赖于通道功能来感受温度变化，GLR-3是通过G蛋白信号通路介导寒冷感受和传递的一种新型温度受体。GLR-3在哺乳动物中存在同源蛋白红藻氨酸受体GluK2。GluK2在体外异源细胞的实验中（CHO cell）对于寒冷温度刺激高度敏感，说明GluK2有可能参与寒冷温度感受[1]。但这只是体外研究，GluK2在哺乳动物体内能否介导寒冷温度感受并不清楚。
在最新发表的论文中，研究人员发现GluK2在小鼠背根神经节（DRG）表达，DRG神经元可以通过皮肤、肌肉和内脏器官等的神经末梢直接感觉体内外温度。大部分GluK2和温度敏感的TRP通道并不表达在同一类DRG神经元，这也说明GluK2和TRP通道表达的神经元可能具有不同功能并介导不同的温度感受。
研究发现GluK2全身基因敲除小鼠对机械刺激、热刺激和凉爽温度刺激的反应和对照组小鼠无异，但是对于寒冷温度刺激反应大幅减弱。DRG神经元特异性敲除GluK2的小鼠对于寒冷温度刺激反应同样大幅减弱，说明GluK2在DRG神经元中介导寒冷感受。通过对离体分离的DRG神经元以及小鼠在体DRG神经元记录，研究人员发现敲除GluK2的DRG神经元对寒冷温度刺激反应的细胞数量比例大幅减少，而对凉爽温度刺激反应的细胞数量比例没有影响。这些研究结果都表明：传统研究中在中枢神经系统中参与突触传递的红藻氨酸受体GluK2在外周神经系统中介导寒冷温度的感受。结合之前的体外实验结果，本研究中的这一系列在体实验数据表明GluK2是一种寒冷温度受体。
该研究首次发现哺乳动物中感受寒冷温度的受体。这项工作不仅填补了温度感知生物学中一项重要空白，也为研究温度感知及相关痛疼提供了新的研究方向和思路。
相关论文信息：
DOI：10.1038/s41593-024-01585-8
参考文献
[1] Gong, J. et al. A Cold-Sensing Receptor Encoded by a Glutamate Receptor Gene. Cell 178, 1375-1386 e1311 (2019).
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