京都府立醫科大學等的研究團隊通過小鼠實驗發現了一種位於咽喉部位，在感到苦味等刺激時會引發咳嗽和吞嚥的新感覺器官。這種新感覺器官在氣道入口的喉部會引發咳嗽，在與食道相連的咽部則會引發吞嚥。這一發現不僅有望為開發長期持續性咳嗽的治療藥物做出貢獻，還有望成為科學解釋啤酒「入喉感」的突破口。
在咽喉的喉部和咽部發現了引發咳嗽和吞嚥的新感覺器官概要圖（供圖：京都府立醫科大學樽野陽幸教授）
在感覺傳遞到大腦之前，神經細胞中發生的資訊傳遞機制——在囊泡與細胞膜接觸時囊泡開啟，在細胞內被囊泡包裹住的化學物質即多巴胺、γ-氨基丁酸（GABA）、乙醯膽鹼等被釋放出來，從而進行資訊傳遞。這種神經細胞的「突觸」功能已被認知。
京都府立醫科大學研究生院醫學研究科的樽野陽幸教授（生理學）在2013年左右發現了一種不同於囊泡的突觸模式，通過開啟被稱為通道的孔狀膜蛋白質，釋放化學物質，從而向神經細胞傳遞資訊的名為「通道突觸」。他認為這種通道突觸在上皮細胞和神經細胞之間傳達資訊，並與舌頭味蕾感受到鹹味並將其傳遞到大腦的機制有關。
為了搞清楚這種新的通道突觸在何處起作用，樽野教授等使用小鼠對44個器官和組織進行了研究，以確定是否有相應通道的基因在起作用。結果顯示，咽喉中似乎有很多通道突觸。詳細研究咽喉後發現，在通向肺的連接氣道的喉部和通向胃的連接食道的咽部的各自表面（上皮）存在著具有通道突觸的新感覺器官。這種感覺器官可以分為產生像刷子一樣的微絨毛來感知化學物質的「簇狀細胞」，以及在味蕾中發現的「2型味細胞」。
作為具有通道突觸的新感覺器官，在喉部發現的簇狀細胞的電子顯微鏡圖像。方框內的黃色部分是簇狀細胞（藍色）與迷走神經（綠色）相接的突觸部位（供圖：京都府立醫科大學樽野陽幸教授）
研究團隊在分析基因的基礎上，使用缺失通道突觸的小鼠研究了感覺器官的功能，發現其會對包括苦的毒素在內的植物提取物、香菸的煙、空氣污染物質、病原體相關物質等多種侵害身體的化學物質發生反應。研究還發現，一旦發生反應，三磷酸腺（ATP）就會從通道突觸中被釋放出來，激活迷走神經。喉部簇狀細胞會促進咳嗽，而咽部2型味細胞會促進吞嚥。與舌頭味蕾在感到苦味時會產生想要吐出來的反應相反，咽部則會促進相反方向的吞嚥反射。
失去通道突觸（Calhm3缺失）的小鼠即使施加苦味或毒素（T2R刺激）也不會出現咳嗽或吞嚥。而經典的刺激如酸和鹽水則會引起咳嗽和吞嚥（供圖：京都府立醫科大學樽野陽幸教授）
全球約10%的人口患有長期持續性的咳嗽（慢性咳嗽），但通常原因不明且難以治癒，現有藥物存在不可忽視的副作用等。如果能夠確定由新發現的喉部簇狀細胞引起的慢性咳嗽，可以開發以簇狀細胞內分子為靶點的藥物，開闢新的治療途徑。
另外，在吞嚥方面，舌頭品嚐時想要吐出的苦味，在咽部卻會想要吞嚥。這可能有助於從科學上解釋入喉感，即為何苦澀的啤酒人們能夠咕咚咕咚地喝下去。樽野教授表示：「人在喝完苦澀啤酒後的表情，與吃完甜食後的笑容是不同的。這可能是因為擁有通道突觸的咽部2型味細胞是負責入喉感的感覺傳感器。」
本次研究得到了國立研究開發法人科學技術振興機構（JST）戰略性創造研究推進事業的採納，日本學術振興會科學研究費助成事業、鹽與科學研究助成、內藤紀念科學技術振興財團、武田科學振興財團、浦上食品與食文化振興財團、國立研究開發法人日本醫療研究開發機構（AMED）的支持，並與國立研究開發法人理化學研究所等機構共同進行了研究，相關成果發表在美國科學雜誌《細胞》電子版的4月5日刊上。
日文：JST Science Portal 編輯部
中文：JST客觀日本編輯部
【相關超連結】
京都府立醫科大學新聞稿 咳嗽和吞嚥的開關 在咽喉發現新的感覺器官
【論文資訊】
期刊：Cell
論文：Channel synapse mediates neurotransmission of airway protective chemoreflexes
URL：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00280-6
