科学家揭示了薄荷醇为何会带来清凉。图片来源：Shutterstock

在寒冬的清晨踏出家门，或将一片薄荷放入口中，瞬间便能感受到凉意。这种感觉源自体内的一个微观传感器——当遇到冷刺激时，它会向大脑发出信号。现在，科学家首次通过图像展示了这种传感器的工作原理，揭示了它如何对温度下降和薄荷醇作出反应。科学家在美国旧金山近日举行的第70届生物物理学会年会上发布了这项研究成果。

该研究聚焦于一个名为TRPM8的蛋白质通道。“TRPM8如同体内的微型温度计。”美国杜克大学的Hyuk-Joon Lee解释道，“它是向大脑传递寒冷信号的主要传感器。我们早就知道这种情况，但不知道是怎么发生的。如今我们可以看到它了。”

TRPM8能够嵌入皮肤、口腔及眼部的神经元膜结构中。当温度处于约8~28摄氏度范围时，通道便会开启并允许离子进入细胞。这一过程触发的神经信号会传递至大脑，产生寒冷的感知。同样的机制解释了薄荷中的冷却化合物薄荷醇、桉树油等化合物为何能在温度未下降的情况下产生清凉的感觉。

“薄荷醇就像有魔法。”Lee说，“它会附着在通道的特定部位并开启通道，就像遇到低温一样。因此，即使薄荷醇实际上并不能冷却任何东西，身体收到的信号却还是像碰到冰块一样。”

为深入研究这一过程，团队采用了冷冻电子显微镜技术，一种通过电子束快速成像冷冻蛋白质的方法。这使他们能够在TRPM8通道从闭合状态转为开放状态时捕捉到多个结构“快照”。

图像显示，低温和薄荷醇通过蛋白质内相关但不同的通路激活了通道。低温主要引起孔道区域，即允许离子通过的开口部分的结构变化；薄荷醇则与蛋白质的一个区域结合，触发形态变化，最终开启通道。

“当冷刺激与薄荷醇共同作用时，反应会协同增强。我们正是利用这种组合方式成功捕捉到通道开启的图像——这是仅使用冷刺激无法实现的。”Lee说。

对TRPM8通道的进一步研究有助于科学家开发新的医疗方案。该通道功能异常已被证实与慢性疼痛、偏头痛、干眼症及某些癌症相关。目前美国食品和药物管理局批准的干眼症治疗药物acoltremon正是通过靶向该通路发挥作用。这种薄荷醇类似物能激活冷却通路，促进泪液分泌并缓解眼部刺激。

研究人员还发现了一个“冷点”区域，这是蛋白质中负责感知温度的特定部分，有助于在持续低温环境下维持通道的响应能力。

“此前，人们并不清楚低温如何在结构层面激活该通道。”Lee表示，“现在，我们能够看到，低温会触发孔道区域的特定结构变化，这为开发针对该通路的新疗法奠定了基础。”（文乐乐）