2024年1月3日，廣東省智能科學與技術研究院石云團隊在《Cell Discovery》在線發表了題為《TMEM63B Channel Is the Osmosensor Required for Thirst Drive of Interoceptive Neurons》的科研論文，揭示了機體感知渴覺信號的關鍵分子。
渴覺是人體補充水分的動力，其直接驅動力為機體滲透壓升高。然而我們不清楚身體如何感知滲透壓變化，繼而編碼神經信號，產生渴的感覺，促進飲水。
人體內的水約占身體重量的60%，這些水通過蒸發、呼吸和排泄不斷流失，導致體液滲透壓上升。為了維持體液的穩定狀態，大腦嚴格控制喝水的時間和數量。對于絕大多數的哺乳動物包括人類，機體的滲透壓都維持在300mOsm/L左右的水平，維持機體的滲透壓相對穩定對于機體具有生死存亡的意義。過去的研究表明，第三腦室附近的穹窿下器位于血腦屏障外，可以直接獲取有關血漿滲透壓的信息，在機體缺少水的時候，會產生強烈的神經信號發放，觸發渴覺，促使動物調整適應性尋水行為和激素反應，抵抗系統滲透壓的升高。穹窿下器因此被認為是渴覺感受器核團。穹窿下器中含有一些內感受神經元，它們的靜息電活動編碼機體滲透壓設定點，機體滲透壓變化時，這些神經元的放電頻率受到擾動而變化，向下游神經元發出擾動的大小和極性信號，因此這些內感受神經元在功能上被認為是機體滲透壓的初級感受器，是渴覺神經元。
一般認為，渴覺神經元細胞膜上含有滲透壓敏感的離子通道，從而監測機體滲透壓的變化并轉化為神經電信號。這些離子通道因其在渴覺信號感受中的關鍵作用，又被稱為渴覺分子。然而經過了漫長的探索，渴覺分子的身份一直成謎。尋找渴覺分子成為一個長期以來懸而未決的科學難題。
石云團隊近年鑒定了TMEM63B和其同家族離子通道是一類新的滲透壓敏感通道（Cell Reports 2020）。通過分析穹窿下器的單細胞測序數據,作者發現Tmem63b基因在穹窿下器渴覺神經元中富集表達，提示TMEM63B通道可能是渴覺分子。作者利用分子生物學技術，在小鼠穹窿下器渴覺神經元剔除了Tmem63b基因，發現小鼠在誘導渴的實驗中，對水的索求行為下降了。作者進一步利用基因小鼠、電生理等實驗技術證明了TMEM63B通道是渴覺神經元感知高滲信號的渴覺分子（圖一），從而揭開了這個領域內的重大科學謎題。
圖一、穹窿下器神經元細胞膜上的TMEM63B感受高滲信號，觸發神經放電，編碼渴覺。
該研究得到了科技部重大研究計劃，國家自然科學基金和廣東省高水平創新研究院項目等研究經費的資助。南京大學醫學院博士生楊國林為論文第一作者，廣東省智能科學與技術研究院和南京大學石云教授、鄭州大學附屬第一醫院楊建軍教授和南京鼓樓醫院李偉教授為該文的通訊作者。
研究論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41421-023-00628-x
