近日來(lái)自美國(guó)斯克里普斯研究所的研究人員在免疫細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種溫度感受蛋白STIM1，并證實(shí)當(dāng)STIM1蛋白出現(xiàn)異常時(shí)可使得鈣離子涌入免疫細(xì)胞中從而激活免疫反應(yīng)。這是科學(xué)家們首次在免疫細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)這樣的溫度“感受器”。相關(guān)研究論文在線發(fā)布在《自然化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）雜志上。

過(guò)去的研究證實(shí)STIM1蛋白是一種重要的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子感受器，在免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。在新研究中，斯克里斯普研究所的科學(xué)家證實(shí)STIM1還具有溫度感受器的功能。

“機(jī)體中所有的生物學(xué)過(guò)程包括免疫反應(yīng)都會(huì)受到溫度的影響，然而一直以來(lái)科學(xué)家們對(duì)于免疫細(xì)胞中感知溫度變化的分子卻知之甚少，”這一研究的負(fù)責(zé)人、斯克里普斯研究所Ardem Patapoutian教授說(shuō)道：“在新研究中，我們證實(shí)STIM1能夠感知溫度，并對(duì)免疫細(xì)胞的功能產(chǎn)生重要的影響。”

這是Patapoutian實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)熱敏分子家族。之前這一研究小組曾分離并鑒定出了瞬時(shí)感受器電位(transient receptor potential,TRP)離子通道超家族(thermoTRPs)的三個(gè)重要成員。“這些蛋白能夠?qū)囟冗@一物理刺激轉(zhuǎn)化為一種化學(xué)信號(hào)離子流進(jìn)入到細(xì)胞中，”P(pán)atapoutian說(shuō)：“這些thermoTRPs主要存在于特異的感覺(jué)神經(jīng)元中負(fù)責(zé)將環(huán)境溫度信息傳送至大腦。”

在這一研究中，科學(xué)家們將研究焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)ふ颐庖呒?xì)胞中的溫度感受器。“免疫細(xì)胞可在正常生理或病理生理情況下經(jīng)歷急劇的溫度轉(zhuǎn)變，”文章的第一作者、Patapoutian實(shí)驗(yàn)室副研究員肖百龍（音譯，Bailong Xiao）說(shuō)：“當(dāng)體溫顯著下降時(shí)，免疫細(xì)胞可從37℃的脾臟移動(dòng)到正常溫度為33℃的皮膚組織。在高燒時(shí)身體的體溫甚至可升高至41℃。在過(guò)去數(shù)十年的時(shí)間里科學(xué)家們一直在爭(zhēng)論發(fā)燒是否對(duì)免疫系統(tǒng)有益。新研究發(fā)現(xiàn)為解析這一問(wèn)題提供了一條新途徑。”

Patapoutian實(shí)驗(yàn)室的研究人員在新研究中證實(shí)STIM1可通過(guò)熱激活并顯示高度的溫度敏感性。“近年來(lái)一些研究證實(shí)STIM1與膜孔形成蛋白Orai1是鈣釋放激活鈣通道（CRAC）的必要組成元件。我們的研究第一次證實(shí)了STIM1也是一種熱敏感蛋白，”肖百龍說(shuō)。

 “正常情況下STIM1蛋白定位在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上。當(dāng)溫度發(fā)生急劇改變時(shí)，STIM1蛋白發(fā)生積聚并易位至質(zhì)膜附近。積聚的STIM1蛋白隨后激活Orai1，促使鈣通道孔開(kāi)放，鈣離子內(nèi)流從而導(dǎo)致細(xì)胞激活。鈣離子在免疫細(xì)胞的大量細(xì)胞功能中起關(guān)鍵性的作用，鈣離子持續(xù)地流入免疫細(xì)胞中可激活細(xì)胞內(nèi)的基因表達(dá)，促使細(xì)胞增殖。從而啟動(dòng)免疫細(xì)胞的開(kāi)關(guān)，”肖百龍說(shuō)。

過(guò)去的研究表明 STIM1 和 Orai1在免疫功能中起至關(guān)重要的作用。STIM1 和 Orai1基因突變均可導(dǎo)致形成重癥聯(lián)合免疫缺陷病（SCID）。重癥聯(lián)合性免疫缺陷病是一種體液免疫、細(xì)胞免疫同時(shí)有嚴(yán)重缺陷的疾病，一般T細(xì)胞免疫缺陷最為突出。

鑒于STIM1的廣泛表達(dá)模式，研究人員認(rèn)為STIM1還有可能在除免疫系統(tǒng)之外的其他一些組織包括皮膚、大腦、骨骼肌甚至血小板中發(fā)揮溫度感受器的功能。“例如，溫度誘導(dǎo)STIM1介導(dǎo)的鈣內(nèi)流有可能在運(yùn)動(dòng)后的肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)重塑中發(fā)揮了作用，”肖百龍說(shuō)：“我們知道鈣離子對(duì)于骨骼肌的生理功能及結(jié)構(gòu)重塑中起重要作用。當(dāng)進(jìn)行鍛煉時(shí)，骨骼肌的溫度也會(huì)隨之增高。

 “同樣的原理也適用于血小板，“肖百龍繼續(xù)補(bǔ)充道：”當(dāng)血小板移動(dòng)到皮膚表面修復(fù)損傷時(shí)，溫度改變可激活STIM1從而導(dǎo)致血細(xì)胞板激活，形成血栓。“

 “盡管感受溫度是生存和有效代謝的必要條件，然而目前我們還不清楚如何將這些研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。現(xiàn)在就對(duì)這些發(fā)現(xiàn)的意義做出結(jié)論還未免言之過(guò)早，然而我相信根據(jù)STIM1 和Orai1在免疫缺陷中的作用，它們將在不久的將來(lái)引起制藥行業(yè)的關(guān)注，”P(pán)atapoutian說(shuō)。