我们的指尖可以区分绸缎和麂皮的质感，这种精确的感觉辨析很大程度上依赖于指尖上一种名为梅克尔氏小盘（Merkel disc）的感觉器官。近日，阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员揭示了梅克尔氏小盘如何处理感觉信息并进一步转递给感觉神经末梢。这项研究成果发表于PNAS杂志上。
梅克尔氏小盘是一种单一细胞的感受器。由梅克尔氏细胞与有髓鞘神经纤维末梢构成。在人类和其他灵长类动物中，梅克尔氏小盘主要集中在指尖，皮肤的其他区域相对较少。而在非灵长类动物中，梅克尔氏小盘集中在胡须根部的毛囊上。梅克尔氏小盘有着高度的触觉敏锐，对于皮肤压力，毛发运动及其他触觉刺激十分敏感。此前，科学家们一直都不明确轻微触摸的机械压力如何转化成梅克尔氏小盘内的神经电信号。
梅克尔氏细胞
研究人员表示，癌症患者在进行化疗后经常常会由于温和触碰引起的病理性疼痛。触摸引起的疼痛在纤维肌痛，外伤和炎症晒伤等临床条件下也十分常见。理解梅克尔氏细胞和神经末梢之间感觉信号传递的分子机制或许可以为触觉异常患者的病理性疼痛提供治疗依据。同时，这方面的知识或许也可以解释糖尿病患者为何会丧失触觉。
早在2014年，该研究小组推翻了此前科学家普遍接受的“机械力传导发生在梅克尔氏小盘感觉神经末梢的假设”。相反，他们发表在Cell上的研究表示，梅克尔氏小盘机械传导首先在发生在梅克尔氏细胞中。研究人员进一步指出了一种存在于梅克尔氏细胞上的离子通道——Piezo2，在机械力传导过程中扮演着重要角色。
梅克尔氏细胞释放5-HT兴奋神经末梢
在这篇研究中，研究小组确定了信号是如何通过Piezo2从梅克尔氏细胞传导到神经末梢的。他们发现，Piezo2传感器触发梅克尔氏细胞释放神经递质5-羟色胺（5-HT）。5-HT通过突触间隙到达神经末梢，激动5-HT受体，触发神经冲动。
这种梅克尔氏细胞-神经末梢突触结构十分特别，因为这种突触结构形成于非神经细胞和神经细胞之间，这也是在皮肤下发现的第一个突触结构。而皮肤中其他类型的感觉神经，比如监测冷热或疼痛的感觉神经——它们的第一个突触在感觉神经与脊柱相接的地方。
调控5-HT摄取及释放或可用于治疗触觉异常
研究人员提到，表皮上5-HT的传输，可能类似于中枢神经系统，或许可以通过影响5-HT摄取和释放来调控这一过程。
研究人员说，这提出了一个很有趣的观点，即5-HT摄取抑制剂，比如可卡因、冰毒及其他毒品，或许可以作用于表皮内的5-HT突触并改变触觉。同时，那些患有糖尿病、组织炎症和接受化疗的患者，由于触觉功能障碍，常常出现机械性触诱发痛和触觉敏感性降低，这一过程可能也涉及到表皮5-HT传输的改变。
参考资料：
Fighting pain through knowledge about sensory organs in the fingertips
Merkel disc is a serotonergic synapse in the epidermis for transmitting tactile signals in mammals
