機(jī)械力和組織力會影響發(fā)育中大腦的形態(tài)，然而其背后的分子機(jī)制，目前研究人員并不清楚。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Journal of General Physiology上題為“Piezo1 regulates cholesterol biosynthesis to influence neural stem cell fate during brain development”的研究報告中，來自加利福尼亞大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究揭示了機(jī)械力和組織力影響發(fā)育中大腦形態(tài)學(xué)的分子機(jī)制，同時他們還建立了在神經(jīng)發(fā)育期間神經(jīng)干細(xì)胞中機(jī)械激活離子通道Piezo1和細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平之間的直接關(guān)聯(lián)。

相關(guān)研究結(jié)果表明揭示了Piezo1在神經(jīng)發(fā)育過程中所扮演的關(guān)鍵角色，這一過程或能通過影響細(xì)胞中膽固醇的代謝來調(diào)節(jié)細(xì)胞的數(shù)量、質(zhì)量和組織。研究者M(jìn)edha Pathak說道，這篇文章中，我們將Piezo1與膽固醇水平之間聯(lián)系起來或能幫助研究Piezo1在與膽固醇平衡相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病中所扮演的關(guān)鍵角色，通過療法來控制Piezo1的活性，研究人員或許就能開發(fā)出治療某些疾病的新型療法。

科學(xué)家揭示了大腦發(fā)育期間Piezo1離子通道和機(jī)體膽固醇水平之間的關(guān)聯(lián)。

圖片來源：UCI School of Medicine

神經(jīng)發(fā)育是一個多步驟過程，其主要涉及多種復(fù)雜事件的調(diào)節(jié)，從而幫助產(chǎn)生大腦和脊髓；隨著大腦的發(fā)育，細(xì)胞會不斷繁殖并組織成結(jié)構(gòu)，且能與其它細(xì)胞連接，這些過程就能夠產(chǎn)生機(jī)械力，從而進(jìn)一步塑造大腦的模式，但研究人員并不完全理解細(xì)胞檢測這些機(jī)械性信號的分子機(jī)制。研究者Jamison Nourse說道，此前我們發(fā)現(xiàn)，Piezo1通道能被激活從而在人類胎兒大腦衍生的神經(jīng)干祖細(xì)胞中對外部施加和細(xì)胞所產(chǎn)生的機(jī)械力產(chǎn)生反應(yīng)，而在當(dāng)前研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，Piezo1對于大腦的合適發(fā)育非常重要，通過這一研究，研究者發(fā)現(xiàn)了Piezo1和膽固醇生物合成之間的新型關(guān)聯(lián)，其或許能幫助調(diào)查機(jī)械力影響大腦脂質(zhì)代謝的分子機(jī)制。

此前的研究已經(jīng)確定了Piezo家族的機(jī)械激活離子通道在多種生理學(xué)系統(tǒng)的機(jī)械傳導(dǎo)中所發(fā)揮的作用，包括血管發(fā)育、心血管功能平衡、淋巴發(fā)育、紅細(xì)胞體積調(diào)節(jié)、神經(jīng)元的壓力感受器反應(yīng)、軟骨力學(xué)、骨形成、巨噬細(xì)胞極化反應(yīng)、傷口愈合中角質(zhì)細(xì)胞的遷移和神經(jīng)干細(xì)胞命運；早在2021年，來自Scripps研究所的Ardem Patapoutian教授就因發(fā)現(xiàn)了Piezo通道而獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

研究者指出，不合適的大腦發(fā)育會引發(fā)機(jī)體終身畸形和功能缺陷，然而盡管研究人員并不理解很多大腦發(fā)育缺陷背后的原因，但本文研究為理解大腦缺陷產(chǎn)生的分子機(jī)制提供了新的線索和方法。目前研究者Pathak及其同事計劃繼續(xù)深入研究在早期人類大腦發(fā)育和成年發(fā)病的神經(jīng)退行性疾病中Piezo所發(fā)揮的作用及其對機(jī)體膽固醇代謝的影響效應(yīng)。

綜上，本文研究結(jié)果在神經(jīng)干細(xì)胞中建立了Piezo、細(xì)胞內(nèi)膽固醇水平和機(jī)體神經(jīng)發(fā)育之間的直接關(guān)聯(lián)。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Jamison L. Nourse，Vivian M. Leung，Hamid Abuwarda,et al. Piezo1 regulates cholesterol biosynthesis to influence neural stem cell fate during brain development，Journal of General Physiology (2022). DOI: 10.1085/jgp.202213084