Кишечный пьезо1 регулирует гомеостаз кишечника и кости с помощью РНК-зондирования.
Схематическая модель фекальной РНК-опосредованной продукции серотонина. Предоставлено: Кента Маруяма.

Кишечные энтерохромаффинные клетки регулируют гомеостаз кишечника и костей посредством выработки серотонина. Недавний отчет предположил, что кишечные микробы регулируют уровни серотонина, но основные молекулярные механизмы не изучены. Здесь сообщается, что Piezo1 имеет решающее значение для выработки серотонина из кишечника. Исследователи обнаружили, что происходящая из бактерий РНК может активировать Piezo1, что приводит к выработке серотонина из энтерохромаффинных клеток, и что ось RNA-Piezo1 может быть важной мишенью для лечения заболеваний костей и кишечника.

В новом исследовании, опубликованном в Cell, «РНК-чувствительность кишечника Piezo1 необходима для синтеза системного серотонина», исследовательская группа во главе с Кента Маруяма М.Д., к.т.н. Национальный институт физиологических наук (NIPS) исследовал роль Piezo1, механо-чувствительного рецептора, в восприятии бактериальной РНК. Они обнаружили, что кишечная Piezo1, стимулируемая бактериальной РНК, играет ключевую роль в выработке серотонина, важного гормона, который регулирует гомеостаз кишечника и костей.

Серотонин имеет решающее значение для нормального функционирования центральной и периферической нервной системы для контроля эмоций, перистальтики и артериального давления. Два производных источника серотонина включают нейроны головного мозга и кишечные энтерохромаффинные клетки. Примечательно, что серотонин не проникает через гематоэнцефалический барьер, и 90% общего серотонина в организме секретируется энтерохромаффинными клетками, что делает кишечник основным источником периферического серотонина. Большая часть производного из кишечника серотонина абсорбируется тромбоцитами, которые выделяют его после различных раздражений. Это приводит к активации нескольких биологических явлений, таких как перистальтика кишечника и воспаление кишечника.

Интересно, что сообщалось, что небольшая фракция серотонина, полученного из кишечника, действует как гормон. Например, формирование остеобластов, формирующих кости, ингибируется серотонином. Примечательно, что специфическая для кишечника делеция триптофан-гидроксилазы-1 (Tph-1), синтазы, которая генерирует серотонин из триптофана, приводит к фенотипу с высокой костной массой. Несмотря на плейотропные функции производного из кишечника серотонина при различных биологических явлениях, молекулярные механизмы, контролирующие выработку серотонина, остаются в значительной степени неизученными.

Ощущение механических сил в кишечнике имеет решающее значение для нормальной перистальтики, но их молекулярные механизмы неуловимы. Недавно был идентифицирован механочувствительный катионный канал Piezo1, который экспрессируется в различных тканях и является критическим для механо-трансдукции в развитии сосудов, контроле объема эритроцитов и гомеостазе артериального давления. Несмотря на важность Piezo1 в механо-ощущениях, его функции в кишечнике еще предстоит изучить.

В этом исследовании исследовательская группа NIPS продемонстрировала, что полученная из микробиома одноцепочечная РНК (ssRNA) индуцирует выработку серотонина из кишечных энтерохромаффинных клеток через Piezo1 в отсутствие механической силы. Специфичная для эпителия кишечника делеция Piezo1 вызывает нарушение перистальтики кишечника, легкие проявления экспериментального колита и увеличение костной массы, сопровождаемое низким уровнем серотонина в сыворотке. Кроме того, исследователи обнаружили, что экстракты фекалий мыши содержат большое количество РНК, а очищенная фекальная РНК активирует Piezo1. Поразительно, что РНКаза А, фермент, разлагающий ссРНК, устраняет лигандную активность фекальной РНК и успешно подавляет уровень серотонина в сыворотке и увеличивает костную массу путем инфузии в толстую кишку. Эти результаты указывают на то, что нацеливание на ssRNA в кишечнике может быть хорошей стратегией для модуляции кишечной патофизиологии, связанной с серотонином.




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *