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Piezo1分子調節腸道與骨骼穩態
點擊次數：1418 發布時間：2020-7-29
此前研究表明，腸嗜鉻細胞通過分泌血清素（5-羥色胺）來調節腸道和骨骼的穩態。腸道微生物可調節血清素水平，但其潛在的分子機制尚未得到揭示。根據近一項研究， Piezo1對腸道產生血清素至關重要。研究人員發現細菌來源的RNA可以激活Piezo1，從而導致腸嗜鉻細胞產生血清素，而RNA-Piezo1的相互信號傳遞可能是治療骨骼和腸道疾病的重要靶標。
血清素對于中樞和周圍神經系統的正常功能控制情緒，蠕動和血壓至關重要。血清素的兩個產生來源包括腦神經元和腸腸嗜鉻細胞。值得注意的是，血清素不會穿過血腦屏障，而人體大部分血清素是由腸嗜鉻細胞分泌的，從而使腸道成為局部組織血清素的主要來源。大部分腸源性5-羥色胺被血小板吸收，血小板在各種刺激下釋放。然后，這導致了幾種生物現象的激活，例如腸蠕動和腸炎。
有趣的是，據報道，小部分的腸源性血清素起著激素的作用。例如，血清素抑制骨形成成骨細胞的功能。值得注意的是，腸道特異性色氨酸羥化酶-1（Tph-1），一種以色氨酸為底物催化產生5-羥色胺的酶分子，會導致高骨量表型。盡管在多種生物學現象中腸源性血清素具有多效性功能，但控制血清素產生的分子機制仍未得到充分探索。
腸道對機械力的感知對于其維持正常的蠕動至關重要，但其分子機制尚不清楚。近研究揭示了一種對機械敏感的Piezo1陽離子通道，該通道在各種組織中表達，對于在血管發育，紅細胞體積控制和血壓穩態中的機械傳導至關重要。盡管Piezo1在機械感知中很重要，但其在腸道中的功能仍有待探索。
在這項研究中，NIPS研究團隊證明，在沒有機械力的情況下，微生物組衍生的單鏈RNA（ssRNA）可通過Piezo1誘導腸道腸嗜鉻細胞的血清素生成。 Piezo1的腸上皮特異性缺失會導致腸蠕動受損，實驗性結腸炎的輕度表現，骨量增加以及血清血清素水平低下。研究人員進一步發現，小鼠糞便提取物中含有大量RNA，而純化的糞便RNA可以激活Piezo1。令人驚訝的是，一種ssRNA降解酶RNase A消除了糞便RNA的配體活性，并通過輸注結腸成功地抑制了血清血清素水平并增加了骨量。這些發現表明靶向腸道ssRNA可能是調節腸源性血清素的潛在策略