Studie utforsker rollen som tarmen Piezo1 i sensing av bakterielt RNA

I en ny studie publisert i Celle , "RNA -sensing av tarmen Piezo1 er avgjørende for systemisk serotoninsyntese", et forskerteam ledet av Kenta Maruyama MD, Ph.D. fra National Institute for Physiological Sciences (NIPS) utforsket rollen som Piezo1, en mechano-sensing reseptor, ved registrering av bakterielt RNA. De fant at tarmen Piezo1 stimulert av bakterielt RNA var avgjørende for produksjon av serotonin, et viktig hormon som regulerer tarm- og beinhomeostase.

Serotonin er avgjørende for normal funksjon av sentral- og perifert nervesystem for å kontrollere følelser, peristaltikk og blodtrykk. De to produksjonsopprinnelsene til serotonin inkluderer hjernens nevroner og tarmens enterokromaffinceller. Spesielt, serotonin passerer ikke blod-hjerne-barrieren, og 90% av kroppens totale serotonin skilles ut av enterokromaffinceller, etablere tarmen som den viktigste kilden til perifert serotonin. Det meste av tarotoneavledet serotonin absorberes av blodplater som frigjør det etter en annen stimulering. Dette fører deretter til aktivering av flere biologiske fenomener, som tarmperistaltikk og tarmbetennelse. Interessant, det har blitt rapportert at en liten brøkdel av tarotoneavledet serotonin fungerer som et hormon. For eksempel, beindannende osteoblaster -funksjon hemmes av serotonin. Spesielt, tarmspesifikk sletting av tryptofanhydroksylase-1 (Tph-1), en syntase som genererer serotonin fra tryptofan, fører til fenotypen med høy benmasse. Til tross for de pleiotropiske funksjonene til serotonin avledet av tarm i forskjellige biologiske fenomener, de molekylære mekanismene som styrer serotoninproduksjonen forblir stort sett uutforskede.

Følelse av de mekaniske kreftene i tarmen er kritisk for normal peristaltikk, men deres molekylære mekanismer er unnvikende. Den mekanosensitive Piezo1 -kationkanalen ble nylig identifisert, som uttrykkes i forskjellige vev og er avgjørende for mekanotransduksjon i vaskulær utvikling, kontroll av volumet av røde blodlegemer og homeostase av blodtrykk. Til tross for betydningen av Piezo1 i mechano-sensasjon, dens funksjon i tarmen gjenstår å utforske.

I denne studien, NIPS-forskerteam demonstrerte at mikrobiomavledet enkeltstrenget RNA (ssRNA) induserer serotoninproduksjon fra tarmens enterokromaffinceller via Piezo1 i fravær av mekanisk kraft. Tarmepitelspesifikk sletting av Piezo1 forårsaker nedsatt tarmperistaltikk, milde manifestasjoner av eksperimentell kolitt, og øker beinmassen ledsaget av lave serotoninnivåer i serum.

Forskerne fant videre at fekale ekstrakter fra mus inneholder store mengder RNA og renset fekalt RNA aktiverer Piezo1. Slående, RNase A, et ssRNA -nedbrytende enzym, opphever ligandaktiviteten til fekalt RNA og undertrykker vellykket serotoninnivå i serum og øker beinmassen ved infusjon til tykktarmen. Disse funnene indikerer at målretting av tarm ssRNA kan være en god strategi for å modulere den tarmen-avledede serotoninassosierte patofysiologien.

• Forskning viser at probiotika kan hjelpe mot angst og depresjon
• Forskere utvikler peptider for behandling av gastrointestinale lidelser