前言：
在生活裡，我們能區分酸甜苦辣、感知冷暖，但是神經系統是如何將這些感受轉化為電脈衝仍是未知的。
2021年諾貝爾生理學或醫學獎，或許給我們帶來答案。今年諾獎由David Julius教授，Ardem Patapoutian教授獲得，以獎勵他們溫度和觸覺感受器的發現及其內在機制方面的研究。
Dvid Julius教授利用從辣椒中分離出來的辣椒素，並對其機制進行研究，發現了一個能夠使細胞對辣椒素敏感的基因—TRPV1，該基因編碼的一種新的離子蛋白通道；是一種新的熱感受器，在感覺疼痛的溫度下會被啟用。
Dvid Julius教授讓我們知道了溫度差異是如何在神系統中誘導發出電訊號的，機械刺激如何轉化為人們的觸覺和壓力感仍不清。諾獎另一位獲得者Ardem Patapoutian教授則對此作出了貢獻。利用壓力敏感細胞發現了一個全新的的機械敏感離子通道—Piezo1和Piezo2。
這些突破性的發現激發了後續的許多研究，讓我們對神經系統如何感知冷暖，區分酸甜苦辣的理解進一步加深。
溫度是如何在神經系統中轉化成電脈衝的？
Dvid Julius教授發現了對辣椒素敏感的基因—TRPV1，該基因是屬於TRP通道蛋白的一個最常見的亞型，那麼什麼是TRP通道蛋白呢？
01
瞬時受體電位 (TRP) 離子通路
瞬時受體電位TRP(transient receptor potential)離子通道是一類在外周和中樞神經系統分佈很廣泛的通道蛋白，負責各種感官反應包括熱、冷、疼痛、壓力、視覺和味覺。更新的證據表明 TRP通道在調節細胞內 Ca2+ 濃度中起重要作用。
（TRP通道亞基的結構示意圖）
一般來說，TRP 通道由 4 個相同或相似的亞基組成，每個亞基由 6 個跨膜段組成，在 5 和 6 段之間有陽離子孔。
哺乳動物一共表達28種不同的TRP通道蛋白，有六個代表TRP亞家族。包括TRPA(ankyrin)、TRPC(canonical)、 TRPM (melastatin) 、TRPML (mucolipin) 、TRPP (polycystin)和 TRPV（vanilloid）。
（哺乳動物瞬時受體電位 (TRP) 通道超家族的示意圖）
TRPC (canonical)、TRPM (melastatin)、TRPV(vanilloid)、TRPA (ankyrin)、TRPP (polycystin) 和 TRPML (mucolipin) 是哺乳動物中唯一確定的亞科。TRPN (NOMP, NO-mechano-potential) 迄今為止僅在蠕蟲、果蠅和斑馬魚中檢測到。
02
TRP離子通路在參與溫度感知的機制
從細菌到動物，都能感知溫度變化的能力併產生反應的機制。TRP離子通路是如何發揮作用的呢？
TRP蛋白家族主要功能是作為非選擇性的離子通道，對Ga2+離子具有高通透性，主要存在細胞膜上；TRP離子通道被啟用後，影響細胞內Ga2+離子濃度變化，使神經元產生動作電位，傳導熱感知過程。
TRP蛋白家族中TRPV (TRPV1-TRPV4)、TRPM（TRPM2、TRPM4、TRPM5 和TRPM8)、TRPC5 和 TRPA1，每一個都由不同溫度水平啟用。一些 TRP 特性證實它們參與了溫度檢測機制：（1 ) 所有熱-TRP 通道一旦被啟用，就會產生非選擇性陽離子電流和由此產生的膜去極化；(2) 除 TRPM2、TRPM4 和 TRPM5 外，所有熱-TRP 均在外周神經系統中表達；(3) 這些通道中的每一個都在狹窄的溫度範圍內被啟用。
總而言之，它們涵蓋了哺乳動物接觸的廣泛溫度範圍。
（TRP 通道族及其響應的溫度範圍）
根據脊椎動物類別，相同的通道家族可能跨越不同的溫度集。
TRP離子通路除了參與溫度感知過程，還參與了呼吸系統疾病，神經和精神疾病，糖尿病和癌症等疾病過程中。
（疼痛通路）
感覺神經元、面板和大腦中 TrP 通道的廣泛表達。感覺神經元的遊離神經末梢或感覺小體中的幾個TRP 通道將痛性熱（TRPV1、TRPA1、TRPM8 和 TRPM3）、化學（TRPA1）和機械（TRPC1、TRPC3、TRPC6、TRPA1、TRPV2 和 TRPV4）刺激轉化為電生理刺激。不參與生理感覺但在病理生理條件下被招募的 TRP 通道（例如，機械感覺中的 TRPC5）特別令人感興趣。角質形成細胞、衛星神經膠質和雪旺氏細胞（TRPV1、TRPA1）中的 TRP 通道也參與疼痛刺激的轉導。感覺神經元中樞末端的 TRP 通道放大和調節脊髓中的神經遞質釋放。
大腦中的 TRP 通道在幾個生理過程中起著關鍵作用。大腦中不同的 TRP 通道可能在急性傷害性疼痛與適應不良慢性疼痛中具有不同的作用。大腦中的疼痛表現從急性疼痛（左腦掃描）的傷害性迴路轉變為功能性磁共振成像（中腦和右腦掃描）慢性疼痛期間的情緒迴路。
因此，需要仔細評估 TRP 通道調節劑的中樞作用或外周限制，以最大限度地提高療效和治療視窗。
參考文獻：1.Jha, Aruni & Sharma, Pawan & Anaparti, V. & Ryu, Min & Halayko, Andrew. (2015). A role for transient receptor potential ankyrin 1 cation channel (TRPA1) in airway hyper-responsiveness?. Canadian journal of physiology and pharmacology. 93. 1-6. 10.1139/cjpp-2014-0417.
2. Poletini, Maristela & Moraes, Maria Nathália & Ramos, Bruno & Jerônimo, Rodrigo & Castrucci, Ana. (2015). TRP channels: A missing bond in the entrainment mechanism of peripheral clocks throughout evolution. Temperature. 2. 522-534. 10.1080/23328940.2015.1115803.
3. Koivisto AP, Belvisi MG, Gaudet R, Szallasi A. Advances in TRP channel drug discovery: from target validation to clinical studies. Nat Rev Drug Discov. 2021 Sep 15:1–19. doi: 10.1038/s41573-021-00268-4. Epub ahead of print. PMID: 34526696; PMCID: PMC8442523.
03
沃吉基因熱點產品推薦
①產品名稱：TRP通道家族PCR陣列
產品貨號：wc-mRNA0253
（一個板子可以檢測3個樣）
（基因列表）
②產品名稱：機械力轉導通路PCR陣列
產品貨號：wc-mRNA0254
（基因列表）
