Studien undersöker rollen som tarmen Piezo1 för avkänning av bakteriellt RNA

I en ny studie publicerad i Cell , "RNA -avkänning av tarmen Piezo1 är avgörande för systemisk serotoninsyntes", ett forskargrupp ledd av Kenta Maruyama M.D., Ph.D. från National Institute for Physiological Sciences (NIPS) utforskade rollen som Piezo1, en mekano-avkännande receptor, vid avkänning av bakteriellt RNA. De fann att tarmen Piezo1 stimulerad av bakteriellt RNA var avgörande för produktionen av serotonin, ett viktigt hormon som reglerar tarm- och benhomeostas.

Serotonin är avgörande för normal funktion av det centrala och perifera nervsystemet för att kontrollera känslor, peristaltik och blodtryck. Serotonins två produktionsursprung inkluderar hjärnneuroner och enterokromaffinceller i tarmen. I synnerhet, serotonin passerar inte blod-hjärnbarriären och 90% av kroppens totala serotonin utsöndras av enterokromaffinceller, etablera tarmen som den viktigaste källan till perifert serotonin. Det mesta av det serotonin som härrör från tarmen absorberas av trombocyter som frigör det efter olika stimuleringar. Detta leder sedan till aktivering av flera biologiska fenomen, såsom tarmperistaltik och tarminflammation. Intressant, Det har rapporterats att en liten del av serotonin från tarmen fungerar som ett hormon. Till exempel, benbildande osteoblaster funktion hämmas av serotonin. I synnerhet, tarmspecifik radering av tryptofanhydroxylas-1 (Tph-1), ett syntas som genererar serotonin från tryptofan, leder till fenotypen med hög benmassa. Trots pleiotropa funktioner hos serotonin som härrör från tarmen i olika biologiska fenomen, de molekylära mekanismerna som styr serotoninproduktionen förblir i stort sett outforskade.

Känslan av de mekaniska krafterna i tarmen är kritisk för normal peristaltik, men deras molekylära mekanismer är svårfångade. Den mekanokänsliga Piezo1 -katjonkanalen identifierades nyligen, som uttrycks i olika vävnader och är avgörande för mekanotransduktion vid vaskulär utveckling, kontroll av röda blodkroppar och blodtryckshomeostas. Trots vikten av Piezo1 för mekansensation, dess funktion i tarmen återstår att utforska.

I den här studien, NIPS-forskargrupp visade att mikrobiom-härledd enkelsträngat RNA (ssRNA) inducerar serotoninproduktion från tarmens enterokromaffinceller via Piezo1 i frånvaro av mekanisk kraft. Den tarmepitelspecifika borttagningen av Piezo1 orsakar nedsatt tarmperistaltik, milda manifestationer av experimentell kolit, och ökar benmassan tillsammans med låga serotoninnivåer i serum.

Forskarna fann vidare att museksextrakt innehåller stora mängder RNA och renat fekalt RNA aktiverar Piezo1. Slående, RNas A, ett ssRNA -nedbrytande enzym, avskaffar ligandaktiviteten hos fekalt RNA och undertrycker framgångsrikt serotoninnivån i serum och ökar benmassan genom infusion till tjocktarmen. Dessa fynd indikerar att inriktning på tarm ssRNA kan vara en bra strategi för att modulera den tarmhärledda serotoninassocierade patofysiologin.

• Forskning visar att probiotika kan hjälpa till att bekämpa ångest och depression
• Forskare utvecklar peptider för behandling av gastrointestinala störningar