这一发现发表在2022年6月22日的《科学》杂志上自然这是第一个识别出机械性瘙痒而不是化学触发性瘙痒的传感器。它可能会导致更好的治疗瘙痒疾病，如湿疹和牛皮癣。

“这些发现帮助我们解开瘙痒感觉的复杂性，并表明PIEZO1抑制剂在临床上可能非常有用，”该研究的资深作者Ardem Patapoutian博士说，他是斯克里普斯研究所神经科学系的教授，也是霍华德休斯医学研究所的研究员。

痒是一种独特的感觉，有自己的神经回路和进化目的——可能会提醒生物体注意潜在的有害化学物质、昆虫和寄生虫。在过去十年左右的时间里，研究人员已经确定了瘙痒特异性的脊髓神经元亚群，它们将神经纤维延伸到皮肤中，对瘙痒的化学触发物(如过敏介质组胺)敏感。但到目前为止，关于机械性瘙痒的电路发现的相对较少。

PIEZO1在机械瘙痒中的作用是出乎意料的。Patapoutian因其实验室对PIEZO1及其姊妹蛋白PIEZO2的开创性研究而获得了去年的诺贝尔医学或生理学奖。这些独特的，螺旋桨形状的“机械传感器”离子通道嵌入在许多细胞类型的外膜中。当机械扭曲时，它们被激活，打开离子通道，触发各种下游事件。自2010年以来，Patapoutian及其同事已经证明，PIEZO2是一个关键的机械传感器，用于轻触、身体和四肢定位的感觉以及小便的冲动——所有这些都是通过各种组织和器官中的神经来实现的。相比之下，研究人员发现PIEZO1在全身具有多种非感觉作用，例如在血管和红细胞中。

虽然他们最初的研究表明PIEZO1在感觉神经元中不表达，但最近的其他研究表明，它在这些神经元的某些亚群中表达水平较低。在这项新研究中，Patapoutian和他的团队，包括研究第一作者Rose Hill博士，博士后研究助理，对这一令人惊讶的线索进行了跟进。

在小鼠实验中，他们证实PIEZO1在两种不同类型的感觉神经元中表达，并且似乎是一种功能性的机械压力敏感离子通道蛋白，这两种感觉神经元已经与化学瘙痒有关。PIEZO1过度活跃的小鼠对瘙痒感觉明显更敏感。相比之下，在感觉神经元中缺乏PIEZO1的老鼠，当用通常会引发强烈瘙痒感觉的细丝刺激皮肤时，它们挠自己的次数要少得多。研究人员还表明，一种阻断piezo1的化合物可以减轻患有湿疹的小鼠的抓伤行为。

希尔说:“我们确实看到了这种化合物对瘙痒的显著影响，尽管它对PIEZO1的特异性还不够，不足以开发成一种药物，但我们希望最终能开发出一种更具有PIEZO1特异性的化合物来治疗瘙痒。”

奇怪的是，小鼠中PIEZO1活性的缺失或增强至少会导致抓挠的减少或增加化学瘙痒触发物如组胺——这意味着在某些情况下，机械和化学瘙痒信号确实是由相同的感觉神经元传递的。

研究人员目前正在调查人群中PIEZO1基因的变异是否与瘙痒敏感性有关。Patapoutian实验室在2018年发表的一篇论文显示，大约三分之一的非洲血统的人体内存在一种轻度过度活跃的PIEZO1，它也具有使红细胞相对抵抗疟疾寄生虫的作用。

“PIEZO1在小鼠中传导机械瘙痒”由Rose Hill, Meaghan Loud, Adrienne Dubin, Brooke Peet和Ardem Patapoutian共同撰写。

资金由霍华德·休斯医学研究所、美国国立卫生研究院(R35 NS105067)和海伦·海·惠特尼基金会提供。