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Piezo1分子調(diào)節(jié)腸道與骨骼穩(wěn)態(tài)
點(diǎn)擊次數(shù)：1395 發(fā)布時(shí)間：2020-7-29
此前研究表明，腸嗜鉻細(xì)胞通過(guò)分泌血清素（5-羥色胺）來(lái)調(diào)節(jié)腸道和骨骼的穩(wěn)態(tài)。腸道微生物可調(diào)節(jié)血清素水平，但其潛在的分子機(jī)制尚未得到揭示。根據(jù)近一項(xiàng)研究， Piezo1對(duì)腸道產(chǎn)生血清素至關(guān)重要。研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)菌來(lái)源的RNA可以激活Piezo1，從而導(dǎo)致腸嗜鉻細(xì)胞產(chǎn)生血清素，而RNA-Piezo1的相互信號(hào)傳遞可能是治療骨骼和腸道疾病的重要靶標(biāo)。
血清素對(duì)于中樞和周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)的正常功能控制情緒，蠕動(dòng)和血壓至關(guān)重要。血清素的兩個(gè)產(chǎn)生來(lái)源包括腦神經(jīng)元和腸腸嗜鉻細(xì)胞。值得注意的是，血清素不會(huì)穿過(guò)血腦屏障，而人體大部分血清素是由腸嗜鉻細(xì)胞分泌的，從而使腸道成為局部組織血清素的主要來(lái)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(dǎo)致了幾種生物現(xiàn)象的激活，例如腸蠕動(dòng)和腸炎。
有趣的是，據(jù)報(bào)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(xì)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(chǎn)生5-羥色胺的酶分子，會(huì)導(dǎo)致高骨量表型。盡管在多種生物學(xué)現(xiàn)象中腸源性血清素具有多效性功能，但控制血清素產(chǎn)生的分子機(jī)制仍未得到充分探索。
腸道對(duì)機(jī)械力的感知對(duì)于其維持正常的蠕動(dòng)至關(guān)重要，但其分子機(jī)制尚不清楚。近研究揭示了一種對(duì)機(jī)械敏感的Piezo1陽(yáng)離子通道，該通道在各種組織中表達(dá)，對(duì)于在血管發(fā)育，紅細(xì)胞體積控制和血壓穩(wěn)態(tài)中的機(jī)械傳導(dǎo)至關(guān)重要。盡管Piezo1在機(jī)械感知中很重要，但其在腸道中的功能仍有待探索。
在這項(xiàng)研究中，NIPS研究團(tuán)隊(duì)證明，在沒(méi)有機(jī)械力的情況下，微生物組衍生的單鏈RNA（ssRNA）可通過(guò)Piezo1誘導(dǎo)腸道腸嗜鉻細(xì)胞的血清素生成。 Piezo1的腸上皮特異性缺失會(huì)導(dǎo)致腸蠕動(dòng)受損，實(shí)驗(yàn)性結(jié)腸炎的輕度表現(xiàn)，骨量增加以及血清血清素水平低下。研究人員進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，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(guò)輸注結(jié)腸成功地抑制了血清血清素水平并增加了骨量。這些發(fā)現(xiàn)表明靶向腸道ssRNA可能是調(diào)節(jié)腸源性血清素的潛在策略