當你走出家門迎接冬日的寒風，或是剝開一顆薄荷糖放入口中，你身體里的一臺微型分子探測器便會瞬間啟動，向大腦傳遞寒冷的信號。

長期以來，人類雖然熟知這種冷覺體驗，卻始終未能洞察其運作的精微機制。直到最近，科學家終于捕捉到了這一傳感器工作時的首批詳盡圖像，揭示了它如何敏銳地識別真實溫度的下降，以及薄荷醇帶來的那種偽裝的清涼。

這項突破性的研究成果在2026年2月21日至25日于舊金山舉行的生物物理學會第70屆年會上正式對外發(fā)布。

研究的核心聚焦于一種名為瞬時受體電位陽離子通道亞家族成員8的蛋白質(zhì)通道。來自杜克大學李錫勇實驗室的博士后研究員李赫俊將這一蛋白質(zhì)形象地比作“人體內(nèi)部的微型溫度計”。李赫俊表示，該通道是人體感知寒冷的首要傳感器，雖然科學界早已知曉其功能，但對其內(nèi)在邏輯始終處于盲區(qū)?，F(xiàn)在，人類終于第一次親眼見證了它的動作。

這種蛋白質(zhì)通道廣泛存在于分布在皮膚、口腔和眼睛的感官神經(jīng)元膜上。當環(huán)境溫度下降到8攝氏度至28攝氏度之間時，該通道便會開啟，允許離子涌入細胞，進而觸發(fā)向大腦發(fā)送的神經(jīng)電信號。這種機制也正是薄荷、尤加利等化合物能產(chǎn)生特征性清涼感的原因。

“薄荷醇更像是一場騙局，”李赫俊解釋道。它會附著在通道的特定部位并觸發(fā)其開啟，產(chǎn)生的生理效應與低溫環(huán)境如出一轍。即便薄荷醇本身并未真正導致降溫，你的身體依然會接收到如同接觸冰塊一般的錯覺信號。

為了拆解這一精密的分子過程，李赫俊及其團隊利用了冷凍電子顯微鏡技術。該技術通過電子束對瞬間凍結(jié)的蛋白質(zhì)進行成像，從而捕獲了該通道從關閉到開啟過程中的多個構(gòu)象快照。

研究人員發(fā)現(xiàn)，寒冷與薄荷醇雖然通過共享的異構(gòu)網(wǎng)絡激活通道，但其作用路徑卻各有側(cè)重。寒冷主要觸發(fā)孔道區(qū)的結(jié)構(gòu)變化，而薄荷醇則結(jié)合在蛋白質(zhì)的另一個不同區(qū)域，誘導形狀改變并逐步傳遞至孔道。

李赫俊指出，當寒冷與薄荷醇疊加時，會產(chǎn)生協(xié)同增強的反應。研究團隊正是利用這種協(xié)同效應，成功捕捉到了該通道在開啟狀態(tài)下的圖像，而這是單純依靠低溫刺激此前從未實現(xiàn)過的挑戰(zhàn)。

這一發(fā)現(xiàn)具有顯著的醫(yī)學價值。當該通道功能失調(diào)時，往往與慢性疼痛、偏頭痛、干眼癥以及某些癌癥的發(fā)生密切相關。例如，目前已被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準用于治療干眼癥的藥物阿考曲蒙，本質(zhì)上就是一種薄荷醇類似物。它通過激活清涼通路來刺激淚液分泌，從而舒緩受損的眼部組織。

此外，研究人員還鎖定了一個被稱為“冷點”的特定蛋白質(zhì)區(qū)域。該區(qū)域?qū)τ诟袘獪囟戎陵P重要，并能有效防止通道在長時間暴露于寒冷環(huán)境時產(chǎn)生脫敏反應。

李赫俊強調(diào)，過去從結(jié)構(gòu)層面解釋寒冷如何激活該通道一直是個科學難題，而現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)證明了寒冷會觸發(fā)孔道區(qū)的特定結(jié)構(gòu)重組，這為開發(fā)針對該通路的全新治療手段奠定了基石。

這項研究首次從分子水平定義了寒冷與化學刺激如何整合并創(chuàng)造出“涼爽”的感官體驗。它不僅回答了困擾感官生物學界數(shù)十年的基礎問題，也為人類理解自身與環(huán)境的微妙互動提供了全新的思辨視角。