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跨物种演化视角:揭示哺乳动物与鸟类TRPM8依赖性寒冷颤抖机制

2026-04-12 18:33 M. A. M. et al. Communications Biology 阅读 0
核心摘要: 本研究深入探讨了哺乳动物与鸟类在寒冷环境下的生理适应机制,重点解析了TRPM8离子通道在介导寒冷诱导颤抖反应中的核心作用。通过对比分析,研究揭示了TRPM8不仅是温度感受器,更是调控机体产热与体温稳态的关键分子开关。该发现不仅阐明了恒温动物应对低温环境的演化策略,也为理解神经系统如何整合环境温度信号以维持代谢平衡提供了重要的生物学依据。

在恒温动物的演化历程中,维持核心体温的稳定性是生存的关键。当环境温度下降时,机体通过骨骼肌的快速收缩产生热量,即“颤抖”(shivering),这是对抗低温最直接的生理反应。近期发表于《Communications Biology》的一项研究,深入剖析了TRPM8(瞬时受体电位M8)离子通道在这一过程中的核心调控作用,揭示了其在哺乳动物与鸟类中跨物种的保守性机制。

TRPM8作为一种主要受冷刺激激活的非选择性阳离子通道,长期以来被认为是外周神经系统中感知低温的关键传感器。研究团队通过精密的生理学实验与基因敲除模型,系统性地评估了TRPM8在寒冷诱导颤抖中的功能。实验数据表明,当环境温度降低时,TRPM8介导的神经信号传递能够显著触发下丘脑的体温调节中枢,进而激活骨骼肌的节律性收缩。

研究特别指出,TRPM8不仅在哺乳动物中发挥作用,在鸟类中同样表现出高度的演化保守性。尽管鸟类与哺乳动物在演化路径上分离已久,但两者在感知环境低温并启动颤抖产热的分子逻辑上展现出了惊人的相似性。通过对TRPM8缺失模型的观察,研究者发现这些生物在面对低温挑战时,颤抖反应的阈值显著升高,且产热效率大幅下降,导致其难以维持正常的体温稳态。

此外,该研究还探讨了TRPM8在神经回路中的具体投射方式。研究发现,TRPM8阳性神经元通过特定的脊髓通路将冷信号传递至脑干及下丘脑,这一神经环路构成了机体快速响应环境温度变化的“预警系统”。这一发现不仅丰富了我们对恒温动物体温调节机制的认知,也为进一步研究代谢性疾病及体温调节障碍提供了新的分子靶点。


Journal Reference: Cold- and TRPM8-dependent shaking in mammals and birds, Communications Biology. DOI: 10.1038/s42003-024-06123-x (Example DOI placeholder). Author: M. A. M. et al.

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