Ученые поставили точку в длительном споре о том, как человек ощущает разную температуру

Сенсорные нейроны играют решающую роль в восприятии «горячего» и «холодного». Они экспрессируют группу ионных каналов, называемых термочувствительными TRP-каналами. Например, TRPV1 (активируется при температуре выше 43 °C) и TRPM8 (активируется при температуре ниже 29 °C) посылают в наш мозг «горячую» и «холодную» информацию соответственно, за что в 2021 году была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Однако TRPV3, который активируется теплыми температурами (32–39°C), редко выявляется в сенсорных нейронах, но обильно экспрессируется в кератиноцитах кожи. Хотя была предложена концепция, согласно которой не только сенсорные нейроны, но и кератиноциты кожи чувствуют температуру, возникли большие разногласия. Также не сделан вывод о том, может ли реакция TRPV3 в эпидермальной ткани передаваться в мозг и вызывать ощущение температуры.

В новом исследовании группа ученых сосредоточилась на TMEM79, белке, который экспрессируется в кератиноцитах кожи, подобно TRPV3, но функция которого не совсем понятна, чтобы исследовать функцию TRPV3. Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

Во-первых, исследовательская группа сверхэкспрессировала TRPV3 и TMEM79 в клетках HEK293T и исследовала текущие ответы, опосредованные TRPV3. Они обнаружили, что токи, опосредованные TRPV3, были меньше в клетках, совместно экспрессирующих TMEM79 и TRPV3, чем в клетках, экспрессирующих только TRPV3. Этот результат указывает на то, что TMEM79 снижает токи, опосредованные TRPV3.

Затем исследовательская группа создала мышей с дефицитом TMEM79 и изучила поведение, зависящее от температуры, с помощью термоградиентного кольца в форме пончика. Когда они создавали градиент температуры пола от 10 до 45°C в условиях комнатной температуры 25°C, мыши дикого типа предпочитали находится около 30,4°C. В то время как TMEM79-дефицитные мыши быстро перешли на более теплую температуру 34,4°C. Это говорит о том, что на температурную чувствительность мышей влияют изменения TRPV3-опосредованных токов в коже при потере TMEM79. TRPV3-опосредованные токи действительно были больше в кератиноцитах кожи, лишенных TMEM79, чем у мышей дикого типа. Это показывает, что TRPV3-опосредованные токи ингибировались TMEM79 в нормальных условиях и что TRPV3-опосредованные токи увеличивались без TMEM79.

Наконец, исследовательская группа изучила, как совместная экспрессия TRPV3 и TMEM79 вызывает снижение токов, опосредованных TRPV3, в кератиноцитах кожи. Было установлено, что уменьшение количества белков TRPV3 на плазматической мембране уменьшало токи, опосредованные TRPV3. Кроме того, было обнаружено, что белки TRPV3 переносятся в лизосомы с TMEM79 с последующей деградацией TRPV3, что согласуется со снижением общего количества белков TRPV3 в клетке при совместной экспрессии TMEM79. Кроме того, исследовательская группа обнаружила, что TRPV3 образует физический комплекс с TMEM79 на плазматической мембране.

Исследовательская группа пришла к выводу, что температурная чувствительность кожи контролируется регуляцией количества белков TRPV3 при связывании с TMEM79 в кератиноцитах кожи. Эти результаты положили конец давнему спору о возможном участии кератиноцитов кожи в определении температуры. Это могло бы привести к разработке способа контроля температурной чувствительности человека за счет регулировая функции TRPV3 или TMEM79.