Štúdia skúma úlohu čreva Piezo1 pri snímaní bakteriálnej RNA

V novej štúdii publikovanej v Bunka , „Snímanie RNA v čreve Piezo1 je nevyhnutné pre systémovú syntézu serotonínu“, výskumný tím pod vedením Kenty Maruyama M.D., Ph.D. z Národného ústavu pre fyziologické vedy (NIPS) skúmal úlohu Piezo1, mechanicky snímajúci receptor, pri snímaní bakteriálnej RNA. Zistili, že črevo Piezo1 stimulované bakteriálnou RNA bolo kľúčové pre produkciu serotonínu, dôležitý hormón, ktorý reguluje homeostázu čriev a kostí.

Serotonín je rozhodujúci pre normálne fungovanie centrálneho a periférneho nervového systému na kontrolu emócií, peristaltika a krvný tlak. Dva pôvody serotonínu zahŕňajú mozgové neuróny a črevné enterochromafinové bunky. Pozoruhodne, serotonín neprechádza hematoencefalickou bariérou a 90% celkového serotonínu v tele je vylučovaných enterochromafinovými bunkami, ustanovením čreva ako hlavného zdroja periférneho serotonínu. Väčšina serotonínu pochádzajúceho z čreva je absorbovaná krvnými doštičkami, ktoré ho uvoľňujú po rôznych stimuláciách. To potom vedie k aktivácii niekoľkých biologických javov, ako je črevná peristaltika a zápal čriev. Je zaujímavé, Uvádza sa, že malá časť serotonínu pochádzajúceho z čreva pôsobí ako hormón. Napríklad funkcia osteoblastov tvoriacich kosti je inhibovaná serotonínom. Pozoruhodne, črevné špecifické delécie tryptofánhydroxylázy-1 (Tph-1), syntáza, ktorá produkuje serotonín z tryptofánu, vedie k fenotypu vysokej kostnej hmoty. Napriek pleiotropným funkciám serotonínu pochádzajúceho z čriev v rôznych biologických javoch, molekulárne mechanizmy riadiace produkciu serotonínu zostávajú väčšinou nepreskúmané.

Pocit mechanických síl v čreve je rozhodujúci pre normálnu peristaltiku, ale ich molekulárne mechanizmy sú nepolapiteľné. Mechanosenzitívny katiónový kanál Piezo1 bol nedávno identifikovaný, ktorý je exprimovaný v rôznych tkanivách a je rozhodujúci pre mechanickú transdukciu vo vaskulárnom vývoji, kontrola objemu červených krviniek a homeostáza krvného tlaku. Napriek významu Piezo1 v mechanickej senzácii, jeho funkciu v čreve treba ešte preskúmať.

V tejto štúdii, Výskumný tím NIPS preukázal, že jednovláknová RNA (ssRNA) odvodená z mikrobiómu indukuje produkciu serotonínu z črevných enterochromafinových buniek prostredníctvom Piezo1 bez mechanickej sily. Delécia Piezo1 špecifická pre črevný epitel spôsobuje poruchu črevnej peristaltiky, mierne prejavy experimentálnej kolitídy, a zvyšuje kostnú hmotu sprevádzanú nízkymi hladinami serotonínu v sére.

Vedci ďalej zistili, že myšie fekálne extrakty obsahujú veľké množstvo RNA a purifikovaná fekálna RNA aktivuje Piezo1. Prekvapivo, RNáza A, enzým degradujúci ssRNA, ruší aktivitu ligandu fekálnej RNA a úspešne potláča hladinu sérotonínu v sére a infúziou do hrubého čreva zvyšuje kostnú hmotu. Tieto zistenia naznačujú, že zacielenie črevnej ssRNA môže byť dobrou stratégiou na moduláciu patofyziológie spojenej s črevným serotonínom.

• Výskum ukazuje, že probiotiká môžu pomôcť v boji proti úzkosti a depresii
• Vedci vyvíjajú peptidy na liečbu gastrointestinálnych porúch