(Nature communications) 中研院 解密跌倒基因: ASIC3

老人家易跌倒 中研院找到關鍵基因 2016-05-31 14:51:50 聯合晚報 記者嚴文廷／台北報導中研院生物醫學科學研究所與英國亞伯丁大學合作，以小鼠實驗發現負責偵測肢體細微或快速動作的關鍵ASIC3蛋白，人體老化、糖尿病或腦性麻痺等因為神經受損或退化造成容易跌倒，如果能找到藥物活化ASIC3蛋白，就能改善病症造成身體不協調問題。中研院生醫所副研究員陳志成指出，醫學界對生物偵測冷熱、氣味、痛感等具體外來刺激的神經傳導機制已經有所瞭解，但對生物體如何偵測肢體動作卻知道的很有限，六年前開始進行ASIC3蛋白研究，確定這個蛋白是帶動肢體動作的關鍵因素之一，研究登上國際專業期刊《自然通訊》（Nature communications）。舉例來說，人拿起一張紙或一顆保齡球，肌肉自然知道需要輸出多少力道，不需要人腦下指令，這種感測能力就是機械力，控制這種機械力的關鍵因素來自ASIC3蛋白。陳志成說明，研究中將剔除ASIC3蛋白與正常小鼠進行比較，發現剔除小鼠動作比較不靈活，甚至會在獨木橋上狀似摔倒，證實ASIC3蛋白是掌握肢體動作的關鍵。陳志成表示，正常人即使閉眼走路，依舊知道腳要跨多大步，但老年人或腦麻病患一旦閉眼，就非常有可能跌倒，這就是神經受損或退化，附著在神經細胞膜上的ASIC3蛋白扮演關鍵角色，找到這個開關之後，再來尋找能活化ASIC3蛋白的藥物，就很有機會能改善易跌倒的情況。除了改善容易跌倒的相關症狀外，找到帶動肢體動作的關鍵蛋白後，陳志成認為，也能進一步探索血壓與疼痛和此蛋白的關係；如果真的找出相關性，將可對其他疾病治療提供新的研究可能性。

Evidence for the involvement of ASIC3 in sensory mechanotransduction in proprioceptors/ Nature Communications 7, Article number: 11460 doi:10.1038/ ncomms11460 . Acid-sensing ion channel 3 (ASIC3) is involved in acid nociception, but its possible role in neurosensory mechanotransduction is disputed. We report here the generation of Asic3-knockout/eGFPf-knockin mice and subsequent characterization of heterogeneous expression of ASIC3 in the dorsal root ganglion (DRG). ASIC3 is expressed in parvalbumin (Pv+) proprioceptor axons innervating muscle spindles. We further generate a floxed allele of Asic3 (Asic3f/f) and probe the role of ASIC3 in mechanotransduction in neurite-bearing Pv+ DRG neurons through localized elastic matrix movements and electrophysiology. Targeted knockout of Asic3 disrupts spindle afferent sensitivity to dynamic stimuli and impairs mechanotransduction in Pv+ DRG neurons because of substrate deformation-induced neurite stretching, but not to direct neurite indentation. In behavioural tasks, global knockout (Asic3−/−) and Pv-Cre::Asic3f/f mice produce similar deficits in grid and balance beam walking tasks. We conclude that, at least in mouse, ASIC3 is a molecular determinant contributing to dynamic mechanosensitivity in proprioceptors.