京都府立医科大学等的研究团队通过小鼠实验发现了一种位于咽喉部位，在感到苦味等刺激时会引发咳嗽和吞咽的新感觉器官。这种新感觉器官在气管入口的喉部会引发咳嗽，在与食道相连的咽部则会引发吞咽。这一发现不仅有望为开发长期持续性咳嗽的治疗药物做出贡献，还有望成为科学解释啤酒“入喉感”的突破口。
在咽喉的喉部和咽部发现了引发咳嗽和吞咽的新感觉器官概要图（供图：京都府立医科大学樽野阳幸教授）
在感觉传递到大脑之前，神经细胞中发生的信息传递机制——在囊泡与细胞膜接触时囊泡打开，在细胞内被囊泡包裹住的化学物质即多巴胺、γ-氨基丁酸（GABA）、乙酰胆碱等被释放出来，从而进行信息传递。这种神经细胞的“突触”功能已被认知。
京都府立医科大学研究生院医学研究科的樽野阳幸教授（生理学）在2013年左右发现了一种不同于囊泡的突触模式，通过打开被称为通道的孔状膜蛋白质，释放化学物质，从而向神经细胞传递信息的名为“通道突触”。他认为这种通道突触在上皮细胞和神经细胞之间传达信息，并与舌头味蕾感受到咸味并将其传递到大脑的机制有关。
为了搞清楚这种新的通道突触在何处起作用，樽野教授等使用小鼠对44个器官和组织进行了研究，以确定是否有相应通道的基因在起作用。结果显示，咽喉中似乎有很多通道突触。详细研究咽喉后发现，在通向肺的连接气管的喉部和通向胃的连接食道的咽部的各自表面（上皮）存在着具有通道突触的新感觉器官。这种感觉器官可以分为产生像刷子一样的微绒毛来感知化学物质的“簇状细胞”，以及在味蕾中发现的“2型味细胞”。
作为具有通道突触的新感觉器官，在喉部发现的簇状细胞的电子显微镜图像。方框内的黄色部分是簇状细胞（蓝色）与迷走神经（绿色）相接的突触部位（供图：京都府立医科大学樽野阳幸教授）
研究团队在分析基因的基础上，使用缺失通道突触的小鼠研究了感觉器官的功能，发现其会对包括苦的毒素在内的植物提取物、香烟的烟雾、空气污染物质、病原体相关物质等多种侵害身体的化学物质发生反应。研究还发现，一旦发生反应，三磷酸腺苷（ATP）就会从通道突触中被释放出来，激活迷走神经。喉部簇状细胞会促进咳嗽，而咽部2型味细胞会促进吞咽。与舌头味蕾在感到苦味时会产生想要吐出来的反应相反，咽部则会促进相反方向的吞咽反射。
失去通道突触（Calhm3缺失）的小鼠即使施加苦味或毒素（T2R刺激）也不会出现咳嗽或吞咽。而经典的刺激如酸和盐水则会引起咳嗽和吞咽（供图：京都府立医科大学樽野阳幸教授）
全球约10%的人口患有长期持续性的咳嗽（慢性咳嗽），但通常原因不明且难以治愈，现有药物存在不可忽视的副作用等。如果能够确定由新发现的喉部簇状细胞引起的慢性咳嗽，可以开发以簇状细胞内分子为靶点的药物，开辟新的治疗途径。
另外，在吞咽方面，舌头品尝时想要吐出的苦味，在咽部却会想要吞咽。这可能有助于从科学上解释入喉感，即为何苦涩的啤酒人们能够咕咚咕咚地喝下去。樽野教授表示：“人在喝完苦涩啤酒后的表情，与吃完甜食后的笑容是不同的。这可能是因为拥有通道突触的咽部2型味细胞是负责入喉感的感觉传感器。”
本次研究得到了国立研究开发法人科学技术振兴机构（JST）战略性创造研究推进事业的采纳，日本学术振兴会科学研究费助成事业、盐与科学研究助成、内藤纪念科学技术振兴财团、武田科学振兴财团、浦上食品与食文化振兴财团、国立研究开发法人日本医疗研究开发机构（AMED）的支持，并与国立研究开发法人理化学研究所等机构共同进行了研究，相关成果发表在美国科学杂志《细胞》电子版的4月5日刊上。
日文：JST Science Portal 编辑部
中文：JST客观日本编辑部
【相关链接】
京都府立医科大学新闻稿 咳嗽和吞咽的开关 在咽喉发现新的感觉器官
【论文信息】
期刊：Cell
论文：Channel synapse mediates neurotransmission of airway protective chemoreflexes
URL：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00280-6
