体温骤降通常意味着意外。它会让人联想到人们掉进冰冻的池塘或在暴风雪中迷失的可怕景象。但对于一些小鼠——或者更确切地说，是研究它们科学家——来说，最近的突然降温被证明是一件好事。
德国海德堡大学的神经科学家扬·西门子及其同事改造了体温调节系统缺陷的小鼠，以研究身体如何维持特定的内部温度。他们在每只小鼠体内植入了一个分子开关，使他们能够控制其体温。通过给小鼠服用某种药物，研究人员可以打开开关；它激活了下丘脑中的一组特定神经元，小鼠的核心温度骤降约 7 摄氏度。
“看到小鼠的体温这样下降，真是令人感到害怕，”西门子说，他是本周发表在《科学》杂志上的论文的主要作者。但他和他的同事能够引起如此巨大的变化这一事实意味着他们已经找到了体温调节难题的核心。关于人类体温调节的了解相对较少，而体温调节是我们健康的关键方面。体温升高或下降通常表示严重的健康问题，例如全身感染或炎症，而体温的剧烈变化可能会致命。
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下丘脑被广泛认为是身体如何维持设定体温的重要组成部分，但人们对其施加多少控制或通过什么机制知之甚少。早期的研究发现下丘脑中的一部分细胞对体温升高有反应。这些所谓的温敏神经元位于称为视前区的区域内，并且显然起着关键作用，西门子说，但我们不知道身体恒温器的其他部分是如何参与其中的。
新的研究表明，温敏神经元可以通过一种名为TRPM2的温度敏感蛋白来监测和影响体温。俄勒冈健康与科学大学的神经科学家肖恩·莫里森（未参与这项研究）解释说，这些发现有力地证明了它是温敏神经元对其周围温度作出反应的部分原因。“这是体温调节领域的一项重大发现。”
此外，像西门子和他的团队那样控制小鼠体温的能力，是对研究体温调节及其相关系统的可用方法的重要补充。凤凰城巴罗神经研究所的神经科学家安德烈·罗曼诺夫斯基说：“这真是科幻小说，太棒了。”“它正在真正改变我们的理解，并为我们提供了这些出色的工具。”
为了控制小鼠的神经元活动，研究人员使用了复杂的分子设备组合。一种名为 Cre 重组酶的蛋白质允许表达一组称为 DREADDs（由设计药物专门激活的设计受体）的蛋白质受体，这些受体增加了插入它们的神经元的活性。通过将这种 Cre–DREADD 系统插入含有 TRPM2 的细胞中，西门子及其同事能够选择性地仅激活表达 TRPM2 的神经元。他们还使用了另一种 DREADD 来阻断神经元活动，以表明关闭含有 TRPM2 的神经元会导致体温升高。
罗曼诺夫斯基解释说，体温调节已被证明难以研究，部分原因是其背后的系统定义不明确，身体内有许多不同的部分相互作用。他和许多其他研究人员认为，体温调节不是通过一个集中的系统发生的，而是“作为控制系统的联合体”。
西门子及其同事尚未提出一种机制来解释 TRPM2 如何触发小鼠体内热量的散失。莫里森指出，这将是阐明 TRPM2 在体温调节中作用的关键一步。科学家还必须在其他动物身上验证这些发现，然后才能开始确定该蛋白质在人类中的功能是否相似，莫里森补充说。在小鼠中存在但在大鼠中不存在的体温调节机制有很多例子。
由于西门子及其同事观察到 TRPM2 仅在高温下被激活，他们怀疑它可能起到一种紧急制动的作用，以阻止发烧过高。但该生理学尚未完全阐明，罗曼诺夫斯基对报告的数据是否完全支持这种作用表示怀疑。然而，如果事实证明是这样，莫里森指出，看看无法控制的发烧是否可能部分是由 TRPM2 功能的变化驱动的，这将很有趣。
这里使用的按需改变体温的技术最终可能有助于科学家研究和治疗人类疾病。莫里森表示，调节体温与新陈代谢密切相关，这意味着这些新发现可能对控制体重和延长寿命产生影响。
西门子说，他对出于治疗目的降低人体温度的可能性感到特别兴奋。例如，降低患者的体温可以减轻心脏病发作造成的组织损伤。医生目前使用冷液体、冰浴和特定药物来防止神经系统拼命试图恢复身体的核心温度。但使用分子工具可以有效地将患者的内部恒温器设置得稍低一些，让他的身体相信它不需要对抗这种变化。
现在要知道这项技术如何应用于人类还为时过早，但这些工具在体温调节和其他生理学的鼠标模型中立即有用。“体温调节在过去几十年里一直是未知的领域，”西门子说。“这只是冰山一角。”