Studija istražuje ulogu crijevnog Piezo1 u osjećanju bakterijske RNA

U novoj studiji objavljenoj u Stanica , "Obilježavanje RNA u crijevima Piezo1 bitno je za sustavnu sintezu serotonina", istraživački tim koji vodi Kenta Maruyama M.D., Dr. Sc. iz Nacionalnog instituta za fiziološke znanosti (NIPS) istraživao je ulogu Piezo1, receptor osjetljiv na mehano, u otkrivanju bakterijske RNA. Otkrili su da je crijevni Piezo1 stimuliran bakterijskom RNA ključan za proizvodnju serotonina, važan hormon koji regulira homeostazu crijeva i kostiju.

Serotonin je ključan za normalno funkcioniranje središnjeg i perifernog živčanog sustava za kontrolu emocija, peristaltika i krvni tlak. Dva podrijetla proizvodnje serotonina uključuju neurone mozga i enterokromafinske stanice crijeva. Posebno, serotonin ne prelazi krvno-moždanu barijeru i 90% ukupnog serotonina u tijelu izlučuju enterokromafinske stanice, uspostavljajući crijeva kao glavni izvor perifernog serotonina. Većinu serotonina dobivenog iz crijeva apsorbiraju trombociti koji ga oslobađaju nakon različite stimulacije. To onda dovodi do aktiviranja nekoliko bioloških fenomena, poput peristaltike crijeva i upale crijeva. Zanimljivo, zabilježeno je da mali dio serotonina dobivenog iz crijeva djeluje kao hormon. Na primjer, funkciju osteoblasta koji stvaraju kosti inhibira serotonin. Posebno, brisanje triptofan hidroksilaze-1 (Tph-1) specifično za crijeva, sintaza koja stvara serotonin iz triptofana, dovodi do fenotipa visoke koštane mase. Unatoč pleiotropnim funkcijama serotonina dobivenog iz crijeva u različitim biološkim pojavama, molekularni mehanizmi koji kontroliraju proizvodnju serotonina ostaju uglavnom neistraženi.

Osjet mehaničkih sila u crijevima kritičan je za normalnu peristaltiku, ali njihovi molekularni mehanizmi su nedostižni. Nedavno je identificiran mehanoosjetljivi kationski kanal Piezo1, koji je izražen u različitim tkivima i kritičan je za mehano-transdukciju u vaskularnom razvoju, kontrola volumena crvenih krvnih stanica i homeostaza krvnog tlaka. Unatoč važnosti Piezo1 u mehano-senzaciji, ostaje istražiti njegovu funkciju u crijevima.

U ovoj studiji, Istraživački tim NIPS-a pokazao je da jednolančana RNA (ssRNA) dobivena mikrobiomom inducira proizvodnju serotonina iz enterokromafinskih stanica crijeva putem Piezo1 u nedostatku mehaničke sile. Brisanje Piezo1 specifično za crijevni epitel uzrokuje oslabljenu peristaltiku crijeva, blage manifestacije eksperimentalnog kolitisa, te povećava koštanu masu popraćenu niskom razinom serotonina u serumu.

Istraživači su dalje otkrili da fekalni ekstrakti miša sadrže velike količine RNA, a pročišćena fekalna RNA aktivira Piezo1. Zapanjujuće, RNaza A, enzim koji razgrađuje ssRNA, ukida aktivnost liganda fekalne RNA i uspješno suzbija razinu serotonina u serumu te povećava koštanu masu infuzijom u debelo crijevo. Ovi nalazi ukazuju na to da ciljanje ssRNA u crijevima može biti dobra strategija za moduliranje patofiziologije povezane sa serotoninom iz crijeva.

• Istraživanja pokazuju da probiotici mogu pomoći u borbi protiv anksioznosti i depresije
• Istraživači razvijaju peptide za liječenje gastrointestinalnih poremećaja