近(18)日，美國愛荷華大學醫學院腎臟科教授黃朝榮(Chou-Long Huang)研究團隊與陽明交通大學神經科學研究所教授連正章研究團隊，合作發現感知滲透壓的神經機制，與關鍵的滲透壓感測器WNK1蛋白質，研究發表於《Journal of Clinical Investigation》。此研究有助於瞭解中樞神經如何感受體內滲透壓的變化，進而使腎臟調控尿液的濃縮和稀釋，以達到體內水分的衡定性。

台灣科技媒體中心表示，科學家已知位於大腦第三腦室周圍的「室周器」(circumventricular organs, CVO)能直接探測血液中的滲透壓，但它究竟如何感測血液中的滲透壓、活化大腦下游的神經迴路，進而釋放抗利尿激素，此一機制始終未知。

黃朝榮與連正章團隊的台美跨國合作，在小鼠室周器中發現一群位於下視丘前緣的OVLT神經元，表現出一種叫做WNK1的蛋白質，可以感知滲透壓的上升而活化。(編按：OVLT(Organum vasculosum of the lamina terminalis，終板血管器)，是一種特定神經元組成的細胞群，能調節體液。)

研究也發現，WNK1蛋白質的活化，會進一步促進細胞膜上「鉀離子通道Kv3.1」的功能，使OVLT神經元增加傳遞訊息到下游神經迴路，提高抗利尿激素的釋放，刺激腎臟再吸收水分，最後降低血液的滲透壓。

黃朝榮表示，過往認為位於室周器的神經元，它的細胞膜上有一種能夠感受膜張力變化的陽離子通道。但這個研究發現的滲透壓感測器WNK1蛋白質是位在細胞內，細胞外滲透壓上升時會增強活性，並活化細胞膜上的特定鉀離子通道Kv3.1，來增加OVLT神經細胞活性。

連正章特別指出，一般認為活化細胞膜上的鉀離子通道會抑制神經的活性，然而這次研究中的Kv3.1，是一旦活化後即快速關閉，不會一直抑制神經活性。

在連正章先前(2003年)的研究中，已利用電腦模擬及電生理學實驗的方式，證明Kv3.1通道有獨特的動力學特性，是促進神經活化較高頻率的關鍵。未來，連正章將探討WNK1活化Kv3.1通道的分子機制。

中研院分子生物研究所副研究員林書葦評論，這份研究的重要在於提出一個新穎的滲透壓偵測機制。

林書葦也指出當體內水分不足，大腦感受到滲透壓上升時，會一方面驅動飲水行為來補充水分，一方面促進抗利尿激素的釋放，以減少水分的流失。

不過這篇研究中，當小鼠被剔除WNK1基因，只會影響抗利尿激素的釋放，導致小鼠多尿、尿液的滲透壓降低，但不影響小鼠喝水的量。林書葦認為，這代表還有別的滲透壓感測器的存在，也暗示神經系統利用不同的滲透壓感測機制，來調控不同的行為和生理反應。

左上: 位於大腦第三腦室周圍的OVLT與SFO核區，可以感知滲透壓的上升而活化，進而活化下游的下視丘腦PVN與SON核區，並釋放抗利尿激素(AVP)。右上: OVLT神經元，表現一種叫做WNK1 的蛋白質，可以感知滲透壓的上升而活化(磷酸化)，並進一步促進膜上鉀離子通道Kv3.1的功能。左下: 相對於沒有活化的WNK1 (-WNK1)，活化後的WNK1 (+WNK)，可以增加抗利尿激素的釋放。右下: OVLT神經元細胞膜上一群鉀離子通道Kv3.1的功能上升，神經衝動的頻率上升。反之，鉀離子通道Kv3.1的功能下降，神經衝動的頻率下降。

參考來源：https://smctw.tw/15639/
論文：https://www.jci.org/articles/view/164222
(報導/劉馨香)