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菌群RNA激活肠道Piezo1,调控5-羟色胺合成、肠道和骨骼健康

发布日期:2020-07-20
        由CellKenta Maruyama博士领导的研究小组在Cell杂志上发表的一项新研究中,“通过肠道Piezo1进行RNA传感对于全身性血清素合成至关重要。”美国国家生理科学研究所(NIPS)的研究人员探讨了机械感应受体Piezo1在细菌RNA感应中的作用。他们发现,细菌RNA刺激的肠道Piezo1对于血清素的生产至关重要,血清素是一种调节肠道和骨骼稳态的重要激素。

  血清素对于中枢和周围神经系统的正常功能控制情绪,蠕动和血压至关重要。血清素的两个产生来源包括脑神经元和肠肠嗜铬细胞。值得注意的是,5-羟色胺不能穿过血脑屏障,而人体总90-羟色胺是由肠嗜铬细胞分泌的,从而建立了肠道作为周围五羟色胺的主要来源。大部分肠源性5-羟色胺被血小板吸收,并在各种刺激后释放。然后,这导致了几种生物现象的激活,例如肠蠕动和肠炎。有趣的是,据报道,小部分的肠源性血清素起着激素的作用。例如,血清素抑制骨形成成骨细胞的功能。值得注意的是肠道色氨酸羟化酶-1(Tph-1)的特异性缺失是一种从色氨酸产生5-羟色胺的合酶,导致高骨量表型。尽管在各种生物学现象中肠源性5-羟色胺具有多效性功能,但控制5-羟色胺产生的分子机制仍未得到充分探索。

  肠内机械力的感觉对于正常的蠕动至关重要,但是它们的分子机制尚不清楚。最近发现了机械敏感的Piezo1阳离子通道,该通道在各种组织中表达,对于在血管发育,红细胞体积控制和血压稳态中的机械传导至关重要。尽管Piezo1在机械感觉中很重要,但其在肠道中的功能仍有待探索。

  在这项研究中,NIPS研究团队证明,在没有机械力的情况下,微生物组单链RNA(ssRNA)可以通过Piezo1诱导肠道肠嗜铬细胞产生5-羟色胺。Piezo1的肠上皮特异性缺失会导致肠蠕动受损,实验性结肠炎的轻度表现,骨量增加以及血清血清素水平低下。研究人员进一步发现,小鼠粪便提取物中含有大量RNA,而纯化的粪便RNA可以激活Piezo1。令人惊讶的是,一种ssRNA降解酶RNase A消除了粪便RNA的配体活性,并通过输注结肠成功地抑制了血清5-羟色胺水平并增加了骨量。

来源:网络


 
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