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科学家发现了在人类呼吸道中表达嗅觉受体的新

2019-05-23 14:06:54 临床试验184℃

  科学家发现了在人类呼吸道中表达嗅觉受体的新类细胞

  2014年1月3日

  你的鼻子不是你体内唯一能感觉到香烟在空中飘荡的器官。

   华盛顿大学圣路易斯分校和爱荷华大学的科学家们已经证明,你的肺部也有气味受体。

  与位于神经细胞膜中的鼻子中的受体不同,肺中的受体位于神经内分泌细胞的膜中。而不是向你的大脑发送神经冲动,使其能够“感知”到大脑。在附近某处燃烧的香烟的辛辣气味,它们触发瓶状神经内分泌细胞倾倒激素,使你的气道收缩。

  由圣路易斯华盛顿大学生物学和医学助理教授Yehuda Ben-Sharar领导的研究小组发现了新发现的人类气道嗅觉受体细胞,称为肺神经内分泌细胞或PNECs。包括华盛顿大学医学院的Steven L. Brody和Michael J. Holtzman以及爱荷华大学Lucille A. Carver医学院的Michel J. Welsh。

  “我们忘记了,” Ben-Shahar说,“我们的身体计划是管内的管子,因此我们的肺部和肠道对外部环境开放。虽然它们在我们体内,但它们实际上是我们外部层的一部分。因此,他们不断遭受环境侮辱,“他说,“我们进化机制来保护自己是有道理的。”

  换句话说,美国呼吸细胞和分子生物学杂志3月号中描述的PNEC是哨兵,其工作是排除刺激性或有毒化学物质。

  细胞可能是造成呼吸系统疾病(如慢性阻塞性肺病(COPD)和哮喘)特征的化学超敏反应的原因。患有这些疾病的患者被告知要避免交通烟雾,刺激性气味,香水和类似的刺激物,这可能引发气道收缩和呼吸困难。

  Ben-Shahar建议,细胞上的气味受体可能是一种治疗靶点。通过阻止它们,可能可以防止一些攻击,允许人们减少使用类固醇或支气管扩张剂。

  你的每一次呼吸

  当哺乳动物吸气时,挥发性化学物质流过鼻腔中高处的两片特殊上皮组织。这些斑块富含神经细胞,其膜内嵌有特殊的气味结合分子。

  如果一种化学物质停靠在这些受体之一上,神经元会发射,将嗅觉神经的冲动发送到大脑中的嗅球,信号与数百种其他类似细胞的信号结合,形成旧皮革或干燥的香味。薰衣草。

  意识到气道疾病的特点是对挥发性刺激过敏,Ben-Shahar和他的同事意识到肺部,如鼻子,必须有一些检测吸入化学物质的方法。

  早些时候,爱荷华大学的Ben-Shahar是一名博士后研究员,在那里搜索了来自肺移植供体的组织片段表达的基因。他们发现了一组表达苦味受体的纤毛细胞。当检测到有害物质时,纤毛更强烈地击打,将它们从气道中扫除。这一结果刊登在2009年8月28日的“科学”杂志的封面上。

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  但由于人们对许多吸入物质敏感,而不仅仅是苦味的物质,Ben-Shahar决定重新审视。这次他发现这些组织也表达了气味受体,而不是纤毛细胞,而是表达神经内分泌细胞,瓶状细胞在刺激时倾倒血清素和各种神经肽。

  这是有道理的。 “当患有气道疾病的人对气味有病理反应时,他们通常会非常快速和暴力,”本沙哈说。 “患者突然关闭,无法呼吸,这些细胞可以解释原因。”

  Ben-Shahar强调了鼻子和肺部化学敏感之间的差异。他指出,鼻子中的细胞是神经元,每个细胞都有一个狭窄调节的受体,它们的信号必须在大脑中编织在一起,以解释我们的气味环境。

  气道中的细胞是分泌性的而非神经元细胞,它们可携带多于一种受体,因此它们被广泛调节。他们没有向大脑发送神经冲动,而是用血清素和神经肽使局部神经和肌肉充满血液。 “它们可能是设计的”,他说,“如果你吸入对你有害的东西,就会引起快速的生理反应。

  ”

  不同的机制解释了为什么认知在味觉和嗅觉中比在响应刺激物的咳嗽中起更强的作用。例如,可以开发出啤酒的味道。但是没有人知道不要咳嗽;响应很快,很大程度上是自动的。

  科学家怀疑这些肺神经分泌细胞有助于慢性阻塞性肺病(COPD)患者对空气传播刺激物的超敏反应。 COPD是一组包括肺气肿的疾病,其特征在于咳嗽,喘息,呼吸短促和胸闷。

  当科学家们观察COPD患者的气道组织时,他们发现这些神经分泌细胞比健康捐献者的气道组织更多。

  老鼠和男人

  作为一名遗传学家,Ben-Shahar希望走得更远,敲除基因以确保神经分泌细胞的紊乱不仅与气道疾病相关,而且足以产生它。

  但有一个问题。 “例如,来自小鼠的肝脏和来自人的肝脏非常相似,它们表达相同类型的细胞。但来自不同哺乳动物物种的肺通常非常不同;你可以一目了然地看到它,“本沙哈尔说。

  "显然。 “Ben-Shahar说,”灵长类动物已经进化出不同的细胞谱系和信号系统用于呼吸特异性功能。 "

  这使得解开呼吸道疾病的生物分子机制变得具有挑战性。

  尽管如此,他仍然希望PNEC途径能为更好地控制哮喘,COPD和其他呼吸系统疾病的药物提供目标。他们会受到欢迎。在过去的几十年里,这些疾病急剧上升,治疗方案有限,而且没有治愈方法,

  资料来源:圣路易斯华盛顿大学

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