Študija raziskuje vlogo piezo1 črevesja pri zaznavanju bakterijske RNA

V novi študiji, objavljeni leta Celica , "Zaznavanje RNA v črevesju Piezo1 je bistveno za sistemsko sintezo serotonina", raziskovalna skupina, ki jo vodi Kenta Maruyama M.D., Dr. iz Nacionalnega inštituta za fiziološke znanosti (NIPS) je raziskal vlogo Piezo1, receptor, ki zaznava mehano, pri zaznavanju bakterijske RNA. Ugotovili so, da je črevesni piezo1, ki ga stimulira bakterijska RNA, ključnega pomena za proizvodnjo serotonina, pomemben hormon, ki uravnava homeostazo črevesja in kosti.

Serotonin je ključnega pomena za normalno delovanje centralnega in perifernega živčnega sistema za nadzor čustev, peristaltika in krvni tlak. Dva izvora serotonina sta možganska nevrona in črevesne enterokromafinske celice. Predvsem, serotonin ne prehaja krvno-možganske pregrade in 90% celotnega serotonina v telesu izločajo celice enterokromafina, črevesje kot glavni vir perifernega serotonina. Večino črevesnega serotonina absorbirajo trombociti, ki ga sproščajo po različnih stimulacijah. To vodi v aktiviranje več bioloških pojavov, kot so črevesna peristaltika in vnetje črevesja. Zanimivo je, poročali so, da majhen del črevesnega serotonina deluje kot hormon. Na primer, funkcijo osteoblastov, ki tvorijo kosti, zavira serotonin. Predvsem, črevesna specifična delecija triptofan hidroksilaze-1 (Tph-1), sintazo, ki iz triptofana proizvaja serotonin, vodi do fenotipa visoke kostne mase. Kljub pleiotropnim funkcijam črevesnega serotonina pri različnih bioloških pojavih, molekularni mehanizmi, ki nadzorujejo proizvodnjo serotonina, ostajajo v veliki meri neraziskani.

Občutek mehanskih sil v črevesju je kritičen za normalno peristaltiko, vendar so njihovi molekularni mehanizmi nedosegljivi. Pred kratkim je bil odkrit mehansko občutljiv kationski kanal Piezo1, ki se izraža v različnih tkivih in je ključnega pomena za mehansko transdukcijo pri razvoju žil, kontrola volumna rdečih krvnih celic in homeostaza krvnega tlaka. Kljub pomembnosti Piezo1 pri mehanskem občutku, njegovo funkcijo v črevesju je treba še raziskati.

V tej študiji je Raziskovalna skupina NIPS je pokazala, da enoverižna RNA (ssRNA), pridobljena iz mikrobiomov, inducira proizvodnjo serotonina iz črevesnih enterokromafinskih celic preko Piezo1 v odsotnosti mehanske sile. Brisanje Piezo1, značilno za črevesni epitelij, povzroči oslabljeno črevesno peristaltiko, blage manifestacije eksperimentalnega kolitisa, in poveča kostno maso, ki jo spremlja nizka raven serotonina v serumu.

Raziskovalci so nadalje ugotovili, da fekalni ekstrakti miši vsebujejo velike količine RNA in prečiščena fekalna RNA aktivira Piezo1. Presenetljivo, RNaza A, encim, ki razgrajuje ssRNA, odpravlja aktivnost liganda fekalne RNA in uspešno zavira raven serotonina v serumu ter povečuje kostno maso z infuzijo v debelo črevo. Te ugotovitve kažejo, da je ciljanje na črevesno ssRNA lahko dobra strategija za moduliranje črevesne patofiziologije, povezane s serotoninom.

• Raziskave kažejo, da lahko probiotiki pomagajo v boju proti tesnobi in depresiji
• Raziskovalci razvijajo peptide za zdravljenje gastrointestinalnih motenj