弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)的研究人员发现了一种新型细胞在果蝇皮肤触摸检测中的关键作用。
触摸允许动物通过从外部世界收集信息来导航环境。在他们今天发表在Nature Cell Biology上的研究中,Federica Mangione博士和Nicolas Tabon博士阐明了触敏器官在发育过程中如何组装。
特别是,研究小组研究了机械感觉刷毛的发展 - 在果蝇皮肤上发现的触觉毛发 - 类似于哺乳动物的毛囊。
他们发现刷毛向邻近的表皮细胞发送信号,以招募一种新的细胞类型,称为F细胞,它参与触摸感应。
使用先进的成像技术,该团队能够表征F-Cell的结构和特征,发现它们采用了包裹触觉鬃毛的独特形状。
使用电生理记录 - 一种测量神经元响应刺激的活动的技术 - 研究人员表明F细胞对刚毛功能很重要。当他们从表皮中取出F细胞时,响应触摸的神经元放电强烈减少。
使用行为测定 - 一种测量动物行为的方法 - 缺乏F细胞的苍蝇也无法用腿抓挠自己,以响应轻轻触摸刷毛,表现出对触摸的不敏感。
克里克博士后研究员、第一作者Federica Mangione博士说:“识别、表征甚至命名新细胞类型的整个过程非常令人兴奋。我注意到每个刚毛旁边的一个表皮细胞变得与它的邻居明显不同,然后随着刷毛的改变形状并包裹在其他细胞周围而被纳入刷毛本身。在成年苍蝇中展示它是触觉所必需的,这确实是一个激动人心的时刻。
克里克细胞凋亡和增殖控制实验室组长Nic Tapon博士说:“我们使用苍蝇触觉刷毛,因为它是理解触觉的一种简单方法——刷毛的作用与我们自己的毛囊相似。我们非常惊讶地发现了一种新的细胞类型,因为表皮是一种经过充分研究的结构,尽管这些结构在发育过程中是如何构建的尚不清楚。为了回答F-Cell是否对触摸传感很重要这个非常重要的问题,通过克里克和牛津大学的合作,我们能够连接两个不同的领域 - 表皮发育和感觉生物学 - 给出一个非常明确的答案。
从发育的角度来看,触觉尚未得到很好的理解,在衰老和阿尔茨海默病等神经退行性疾病期间,触觉的下降是一个主要问题。患有自闭症谱系障碍的人也会经历触摸感知的改变。
通过发现专门的非神经细胞对飞行中的触摸敏感性至关重要,研究人员希望这可以增加我们对哺乳动物和人类触摸的理解。
Federica Mangione博士说:“关于触觉如何发展以及特殊细胞在触觉传感中的作用,我们还有很多东西需要了解。哺乳动物中有专门的表皮细胞,如默克尔细胞,但我们还不知道是否有直接等同于F细胞。需要更多的研究来了解这些令人兴奋的细胞类型的生物学以及它们如何参与感知触摸 - 无论是在健康人群中还是在那些患有影响其触觉感知的条件下的人。