Studie onderzoekt de rol van darm Piezo1 bij het detecteren van bacterieel RNA

In een nieuwe studie gepubliceerd in Cel , "RNA-sensing door darm Piezo1 is essentieel voor systemische serotoninesynthese", een onderzoeksteam onder leiding van Kenta Maruyama M.D., doctoraat van het National Institute for Physiological Sciences (NIPS) onderzocht de rol van Piezo1, een mechano-senserende receptor, bij het detecteren van bacterieel RNA. Ze ontdekten dat Piezo1 in de darm, gestimuleerd door bacterieel RNA, cruciaal was voor de productie van serotonine, een belangrijk hormoon dat de homeostase van de darmen en botten regelt.

Serotonine is van cruciaal belang voor de normale werking van het centrale en perifere zenuwstelsel om emoties te beheersen, peristaltiek en bloeddruk. De twee productieoorsprongen van serotonine omvatten hersenneuronen en de darm-enterochromaffinecellen. Opmerkelijk, serotonine passeert de bloed-hersenbarrière niet en 90% van de totale hoeveelheid serotonine in het lichaam wordt uitgescheiden door enterochromaffinecellen, het vaststellen van de darm als de belangrijkste bron van perifere serotonine. Het grootste deel van de van de darm afkomstige serotonine wordt geabsorbeerd door bloedplaatjes die het na verschillende stimulaties vrijgeven. Dit leidt vervolgens tot de activering van verschillende biologische verschijnselen, zoals darmperistaltiek en darmontsteking. interessant, er is gemeld dat een klein deel van de uit de darm afkomstige serotonine als een hormoon werkt. Bijvoorbeeld, botvormende osteoblasten functie wordt geremd door serotonine. Opmerkelijk, darmspecifieke deletie van tryptofaanhydroxylase-1 (Tph-1), een synthase dat serotonine genereert uit tryptofaan, leidt tot het fenotype met hoge botmassa. Ondanks de pleiotrope functies van uit de darm afkomstig serotonine in verschillende biologische verschijnselen, de moleculaire mechanismen die de productie van serotonine beheersen, blijven grotendeels onontgonnen.

Sensatie van de mechanische krachten in de darm is van cruciaal belang voor normale peristaltiek, maar hun moleculaire mechanismen zijn ongrijpbaar. Het mechanisch gevoelige Piezo1-kationkanaal werd onlangs geïdentificeerd, die tot expressie wordt gebracht in verschillende weefsels en van cruciaal belang is voor mechano-transductie in vasculaire ontwikkeling, controle van het volume van de rode bloedcellen en homeostase van de bloeddruk. Ondanks het belang van Piezo1 in mechanische sensatie, de functie ervan in de darm moet nog worden onderzocht.

In dit onderzoek, Het NIPS-onderzoeksteam toonde aan dat van het microbioom afgeleid enkelstrengs RNA (ssRNA) serotonineproductie van de darmenterochromaffinecellen via Piezo1 induceert in afwezigheid van mechanische kracht. De darmepitheel-specifieke deletie van Piezo1 veroorzaakt een verminderde darmperistaltiek, milde manifestaties van experimentele colitis, en verhoogt de botmassa, vergezeld van lage serum serotoninespiegels.

De onderzoekers ontdekten verder dat fecale extracten van muizen grote hoeveelheden RNA bevatten en dat gezuiverd fecaal RNA Piezo1 activeert. Opvallend, RNase A, een ssRNA-afbrekend enzym, schaft de ligandactiviteit van fecaal RNA af en onderdrukt met succes het serum serotonineniveau en verhoogt de botmassa door infusie in de dikke darm. Deze bevindingen geven aan dat het richten op darm-ssRNA een goede strategie kan zijn voor het moduleren van de van de darm afgeleide serotonine-geassocieerde pathofysiologie.

• Onderzoek toont aan dat probiotica angst en depressie kunnen helpen bestrijden
• Onderzoekers ontwikkelen peptiden voor de behandeling van gastro-intestinale aandoeningen