Обнаружен белок Piezo1 как важнейший регулятор здоровья кишечника
Исследование показало, что чувствительный к давлению белок, известный как Piezo1, играет важную роль в поддержании здоровья кишечника. Результаты исследования могут открыть новые пути для понимания и лечения сложных расстройств кишечника.
Белок действует как внутренний датчик в гладкомышечных клетках кишечника . Он помогает кишечнику знать, когда и как перемещать пищу через пищеварительную систему.
Кишечник механически очень активен. Его пищеварительный тракт постоянно сокращается и расслабляется. Ритмическое сокращение гладкомышечных клеток помогает расщеплять пищу и усваивать питательные вещества. Нарушения этого процесса приводят к ряду расстройств моторики кишечника.
Но как мышечные клетки кишечника узнают, когда им следует сокращаться?
Это вопрос, на который исследователи из UC Davis и UCLA решили ответить с помощью серии тестов на моделях мышей. Они сосредоточили свое исследование на Piezo1. Их работа была опубликована в Communications Biology .
Белковое восприятие, сигнализация и регуляция мышечных клеток в кишечнике
Piezo1 известен тем, что обнаруживает физические силы, такие как растяжение и давление. Когда исследователи генетически удалили Piezo1 из клеток гладких мышц кишечника, эффекты были драматичными: потеря веса , задержка транзита пищи и истончение слоев мышц кишечника. Они также обнаружили значительное нарушение кальциевой сигнализации, необходимой для правильного мышечного сокращения.
«Результаты были поразительными. Несмотря на глубокие изменения в моторике кишечника, эти мыши продолжали жить так же долго, как и другие нормальные мыши. Это подчеркивает действительно сложную природу кишечника», — сказала ведущий автор исследования Джоанна Баутиста. Баутиста — неонатолог в детской больнице Калифорнийского университета в Дэвисе. Она прошла обучение в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
Piezo1 и гладкомышечные клетки
Исследование также выявило Piezo1 внутри гладкомышечных клеток — вещество, которое ранее не было обнаружено.
«Мы были удивлены, обнаружив, что Piezo1 присутствует не только на поверхности чувствительного участка клетки — он фактически находится внутри клетки, в саркоплазматическом ретикулуме. Это присутствие, по-видимому, помогает контролировать прохождение ионов кальция — ключевых игроков в сокращении мышц », — объяснил старший автор исследования Мартин Г. Мартин. Он является профессором детской гастроэнтерологии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
Внутреннее расположение Piezo1 предполагает, что он может быть вовлечен в механизмы кальциевой сигнализации, критически важные для правильного ритма и силы, генерируемой во время сокращений кишечника. Даже когда основные кальциевые каналы в гладкомышечных клетках были заблокированы, Piezo1 обеспечивал альтернативный путь сокращения, который помогал поддерживать некоторую мышечную функцию.
Новый взгляд на моторику кишечника
Исследование показало, что мышечные клетки без Piezo1 пытались компенсировать это за счет увеличения других кальциевых каналов, но этих усилий оказалось недостаточно для восстановления нормальной моторики кишечника.
«Это исследование открывает нам совершенно новую перспективу. Piezo1 может быть ранее неизвестным регулятором здоровья кишечника», — сказал Баутиста.
Сейчас Баутиста изучает роль Piezo1 в развитии кишечника плода. Ее команда изучает, как его отсутствие влияет на моторику и функционирование кишечника после рождения. Их исследование может дать представление о многих постнатальных состояниях кишечника, таких как гастрошизис, некротизирующий энтероколит (НЭК) и синдром короткой кишки. Эти состояния имеют пожизненные неблагоприятные последствия для здоровья.