3月10日，美國《神經(jīng)元》（Neuron ）雜志發(fā)表了中科院上海生科院神經(jīng)所張旭研究員的博士后李開誠、研究生張方雄、李昌林和王烽等共同完成的研究論文，發(fā)現(xiàn)了傳導痛覺的背根節(jié)神經(jīng)元可以釋放一種名為濾泡素抑制素樣蛋白1（follistatin-like 1, FSTL1）的蛋白質(zhì)，通過激動初級感覺傳入神經(jīng)纖維上的鈉-鉀泵，調(diào)節(jié)痛覺等感覺信息的傳遞。

神經(jīng)元消耗能量，通過鈉-鉀泵（Na+, K+-ATPase），在細胞漿中濃集鉀離子并排出細胞內(nèi)的鈉離子，從而維持細胞膜內(nèi)外的鈉、鉀離子濃度梯度，調(diào)控細胞膜電位和興奮性，對調(diào)節(jié)神經(jīng)元功能起十分重要的作用。然而，人們一直不清楚除了ATP、鈉和鉀離子對鈉-鉀泵的驅(qū)動作用，以及一些神經(jīng)遞質(zhì)、激素通過它們的受體間接地調(diào)節(jié)鈉-鉀泵活性以外，身體內(nèi)是否存在可以直接激動鈉-鉀漿的物質(zhì)，并對神經(jīng)系統(tǒng)功能進行調(diào)節(jié)。

作者通過一系列的實驗發(fā)現(xiàn)，傳導痛覺的背根節(jié)神經(jīng)元高表達FSTL1，并且通過清亮小泡將FSTL1運輸至脊髓內(nèi)的傳入神經(jīng)終末釋放，直接與位于感覺傳入神經(jīng)終末突觸前膜上的鈉-鉀泵α1亞基相結(jié)合，增強鈉-鉀泵活性，使細胞膜超級化，從而對感覺傳入神經(jīng)終末的興奮性突觸傳遞起抑制性調(diào)控作用。課題組與南京大學模式動物研究所高翔教授的科研團隊密切合作，制備了當時國內(nèi)*例條件式敲除小鼠，在背根節(jié)神經(jīng)元中特異性敲除了FSTL1的基因。研究發(fā)現(xiàn)FSTL1條件式敲除小鼠興奮性突觸傳遞增強，痛覺敏感度增強。因此，F(xiàn)STL1作為*個被發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性鈉-鉀泵激動劑，對于保持正常的軀體感覺是必需的，F(xiàn)STL1減少則會導致異常痛覺。該發(fā)現(xiàn)表明內(nèi)源性鈉-鉀泵激動劑可以通過調(diào)控突觸傳遞對神經(jīng)系統(tǒng)功能起重要的影響。

該研究到了中國科學院、科技部973項目、國家自然科學基金等項目的資助。

FSTL1-鈉鉀泵系統(tǒng)調(diào)節(jié)突觸傳遞的模式圖：膜去極化導致突觸囊泡和FSTL1囊泡釋放，釋放的FSTL1激活位于初級感覺傳入神經(jīng)終末突觸前膜上的鈉鉀泵的a1亞基，使細胞膜超級化，從而對初級感覺傳入神經(jīng)終末的興奮性突觸傳遞起抑制性調(diào)控作用。