樽野 阳幸（京都府立医科大学 研究生院医学研究科 教授/京都大学 研究生院医学研究科 教授）
|发现喉部新感觉细胞并阐明其功能
京都府立医科大学研究生院医学研究科的樽野阳幸教授等人的研究团队，在喉部上皮中发现了数量极少的感觉细胞。研究证实，这些细胞可对带苦味的植物成分、烟草烟雾、空气污染物、病原体来源物质等刺激产生反应，并承担着触发咳嗽与吞咽动作的功能。
持续8周以上的咳嗽被称为慢性咳嗽，病因不明、治疗困难的病例居多。本研究成果为阐明其原因、推动新药研发奠定了基础。此外，研究还表明，这类细胞的作用或可部分解释饮用啤酒时在文化语境中被表述为“入喉感”的感觉。
|咳嗽与吞咽如何发生？
喉部是食物与空气的通路，也是咳嗽、吞咽等气道防御反应发挥作用的关键部位。上述反应无法正常进行时，食物或唾液会进入肺部，或者反之出现过度咳嗽。慢性咳嗽是令全球约一成人群困扰的症状，且不少病例病因不明。此前已知喉部状态改变会触发咳嗽与吞咽反射，但这一机制的诸多内容尚未得到阐明。
研究团队此前已发现在舌的味觉细胞中发挥作用的特殊细胞间信息传递机制——通道突触※1，并由此推测，该机制或许同样存在于舌以外的器官中，这一思考成为启动本次研究的契机。
※1 通道突触：名为“通道”的通路受电刺激而开放，神经递质经该通路释放，将信息快速传递给神经的机制。
|检测特定化学物质并引发咳嗽与吞咽的细胞
发现喉部与咽部的稀有感觉细胞
研究团队利用基因改造小鼠，探究了构成味觉细胞通道突触的分子CALHM1/3※2是否也存在于其他细胞中。结果发现，喉部簇细胞（图1）※3、咽部味蕾内的2型味觉细胞※4中均存在CALHM1/3，证实其中存在通道突触。此外，这两类细胞会检测喉部黏膜表面的化学物质，并将相关信息传递至迷走神经。
※2 CALHM1/3：响应电刺激后向外释放神经递质的分子。
※3 簇细胞：检测化学物质的上皮细胞。
※4 2型味觉细胞：感受苦味等物质的味觉细胞。
图1 喉部簇细胞三维重建图像
蓝色：簇细胞，绿色：迷走神经
检测化学物质并触发气道防御反射
对这两类细胞的分析结果表明，二者均具有名为T2R※5的受体。T2R是检测植物毒素、烟草烟雾、空气中污染物、病原体成分等对人体有害的化学物质的分子。当T2R检测到特定化学物质时，会产生动作电位，并通过通道突触释放ATP※6。随后该神经递质使迷走神经兴奋，进而产生咳嗽与吞咽反射（图2）。
※5 T2R：检测苦味物质等化学物质的受体。Type 2 taste receptor的缩写。
※6 ATP：腺苷三磷酸，属于神经递质的一种。Adenosine Triphosphate的缩写。
图2 通道突触的机制
基于不携带Calhm3基因的小鼠未出现该反应等情况，分子层面的活动与反射行为之间的关联得到揭示。
此外，研究团队通过另一项实验发现，喉部簇细胞负责咳嗽反射，咽部2型味觉细胞负责吞咽反射，二者各司其职。
亦参与过敏性咳嗽高敏反应
向小鼠气管内施用霉菌抗原数日后，T2R刺激引发的咳嗽反射会增强，但在Calhm3基因缺陷小鼠中未观察到这一现象，这表明簇细胞很可能深度参与过敏性咳嗽高敏反应的发生。
|新型疗法与感觉的科学阐释前景可期
本次研究揭示了承担咳嗽与吞咽功能的新感觉器官的存在，并已在分子层面阐明了其功能。未来，该成果有望为慢性咳嗽的诊断与治疗开辟新路径。同时，本研究揭示的“苦味物质促进吞咽”的机制，或可解释饮用啤酒时“入喉感”这一带有文化色彩的感觉表述的科学机制。
原文：JST事业成果 生命科学领域
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Cell
论文：Channel synapse mediates neurotransmission of airway protective chemoreflexes
DOI：10.1016/j.cell.2025.03.007
