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包含离子通道TRPC5（绿色）的成牙本质细胞紧密填充了小鼠磨牙中的牙髓和牙本质之间的区域。这些细胞的长发延伸部分充满了沿牙釉质延伸的牙本质细管。
对于蛀牙的人来说，喝冷饮可能会很痛苦。
霍华德·休斯医学研究所（HHMI）的副总裁兼首席科学官戴维·克拉珀姆（David Clapham）说：“这是一种独特的痛苦。”“这太令人毛骨悚然了。”
现在，他和一个国际科学家团队研究出牙齿如何感冒，并指出了涉及的分子和细胞参与者。研究小组在2021年3月26日的科学进展杂志上报告说，在小鼠和人类中，称为成牙本质细胞的牙齿细胞都含有能检测温度下降的冷敏感蛋白。这些细胞发出的信号最终会引发大脑疼痛。
这项工作解释了一种古老的家庭疗法如何缓解牙痛。负责德国弗里德里希-亚历山大大学埃尔兰根-纽伦堡分校工作的电生理学家凯瑟琳娜·齐默尔曼（Katharina Zimmermann）说，丁香油中的主要成分已被用于牙科领域多个世纪，该化学成分阻断了“冷传感器”蛋白。
Zimmermann说，开发出更具体针对该传感器的药物可能会消除牙齿对感冒的敏感性。“一旦您有分子靶向，就有可能得到治疗。”
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当细菌膜和酸膜吞噬牙釉质（坚硬，发白的牙齿）时，牙齿会腐烂。当搪瓷腐蚀时，会形成称为空洞的凹坑。大约有24亿人（约占世界人口的三分之一）的恒牙未得到治疗，会引起剧烈的疼痛，包括极度的感冒。
尽管科学家提出了一种主要的理论，但没人真正知道牙齿是如何感冒的。牙齿内部的细小运河中包含的流体会随着温度的变化而移动。一些研究人员建议，神经可以某种方式感知运动的方向，这表明牙齿是冷还是热。
HHMI珍妮莉亚研究园区的神经生物学家克拉珀姆说：“我们不能排除这种理论，”但是没有任何直接的证据。牙齿中的流体运动以及整个牙齿生物学很难研究。科学家必须切掉牙釉质（人体内最坚硬的物质）和另一层坚硬的牙本质层，而这些都不能粉碎牙齿的软牙髓以及其中的血管和神经。齐默尔曼说，有时候，整个牙齿“会碎成碎片”。
Zimmerman，Clapham和他们的同事并未着手研究牙齿。他们的工作主要集中在离子通道，细胞膜上的孔（就像分子门一样）上。在检测到信号（例如，化学信息或温度变化）后，通道会夹紧或张开，让离子泛滥到池中。这将产生一个电脉冲，从一个电池到另一个电池。这是一种快速的信息发送方式，对大脑，心脏和其他组织至关重要。
大约15年前，齐默尔曼（Zimmermann）是克拉珀姆实验室的博士后，研究小组发现名为TRPC5的离子通道对寒冷高度敏感。但是团队并不知道TRPC5的冷感能力在身体中发挥了什么作用。他们发现，它不是皮肤。缺少离子通道的小鼠仍然可以感觉到寒冷，该团队在2011年的美国国家科学院院刊上发表了论文。
此后，“我们陷入了僵局，”齐默尔曼说。最终有想法时，团队有一天坐在午餐中讨论问题。“大卫说，‘好吧，身体上还有哪些其他组织能感冒呢？’齐默尔曼回忆。答案是牙齿。
整个牙齿
研究合著者，马萨诸塞州总医院病理学家约亨·伦纳兹（Jochen Lennerz）是在检查了成年人的标本后发现的，它确实存在于牙齿中-而且更存在于具有蛀牙的牙齿中。
在小鼠中进行的一项新实验设置使研究人员确信TRPC5确实起着冷传感器的作用。齐默尔曼的团队没有开裂牙齿而只检查盘中的细胞，而是研究了整个系统：颚骨，牙齿和牙齿神经。该团队记录了冰镇溶液接触牙齿后的神经活动。在正常小鼠中，这种寒冷的浸水会激发神经活动，表明牙齿正在感冒。在缺少TRPC5的小鼠中或在用阻断离子通道的化学物质处理过的牙齿中，情况并非如此。齐默尔曼说，这是离子通道可以检测到寒冷的关键线索。团队研究的另一个离子通道TRPA1似乎也发挥了作用。
研究小组追踪到了TRPC5的位置是一种特定的细胞类型，即成牙本质细胞，它位于牙髓和牙本质之间。例如，当牙齿暴露在牙齿上的人在冰棍上咬下去时，那些包裹着TRPC5的细胞会因冷的感觉和“哇！”的感觉而拾起。信号到达大脑的速度。
克拉珀姆说，这种敏锐的感觉还没有像其他科学领域那样得到广泛的研究。他说，牙痛可能不被认为是一种流行的病，“但这很重要，而且会影响很多人。”
齐默尔曼（Zimmermann）指出，该小组为实现这一发现而进行的旅程长达十多年。她说，弄清特定分子和细胞的功能是困难的。“好的研究可能需要很长时间。”
参考文献：“成牙本质TRPC5通道发出信号表明牙齿冷痛”，作者Laura Bernal，Pamela Sotelo-Hitschfeld，ChristineKönig，Viktor Sinica，Amanda Wyatt，Zoltan Winter，Alexander Hein，Filip Touska，Susanne Reinhardt，Aaron Tragl，Ricardo Kusuda，Philipp Wart ，Allen Sclaroff，John D.Pfeifer，Fabien Ectors，Andreas Dahl，Marc Freichel，Viktorie Vlachova，Sebastian Brauchi，Carolina Roza，Ulrich Boehm，David E.Clapham，Jochen K.Lennerz和Katharina Zimmermann，2021年3月26日，《科学进展》。 DOI：
10.1126 / sciadv.abf5567
