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Nature:揭示蛋白Piezo2调节肺部充气

来源:生物谷 2016-12-25 18:28


2016年12月25日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国几个研究机构的研究人员发现证据证实一种被称作Piezo2的蛋白起着对小鼠呼吸过程存在一定控制的作用。相关研究结果于2016年12月21日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Piezo2 senses airway stretch and mediates lung inflation-induced apnoea”。来自法国巴黎高等师范大学生物研究所的Christo Goridis针对这项研究发表一篇新闻与观点类型的文章。

正如Goridis注意到的,之前的研究已证实包括人类在内的很多动物具有赫-布反射(Hering–Breuer reflex,也译作赫-白反射)。当肺部填满气体时,它是一种阻止气体吸入从而阻止肺部过度充盈的自动机制,这是因为肺部过度充盈能够导致损伤。但是迄今为止,人们对参与这个过程的机制知之甚少。为了了解更多的信息,研究人员开始研究小鼠气道中的迷走神经感觉神经元(vagal sensory neuron),其中之前的研究已证实它们在进行呼吸时发挥着作用:它们将关于肺部状态的信息传送给大脑。之前的研究还证实蛋白Piezo2也参与这个过程,但是不清楚它如何参与这个过程。在这项新的研究中,研究人员试图更多地了解这个蛋白在肺部系统中哪儿表达,以及它们的作用是什么。

研究人员通过开展一系列实验证实Piezo2在结状神经节(nodose ganglion)、颈静脉神经节(jugular ganglion)、一些脊髓感觉神经元中和可能最为重要的是,在肺部中表达。为了查明这种蛋白在不同区域中的作用是什么,他们让负责表达这个蛋白的相关基因不再发挥功能。他们发现背根神经元和颈静脉神经元缺乏Piezo2会导致新生小鼠死于呼吸窘迫。仅在结状神经元中关闭这个蛋白的产生会允许这些小鼠长到成年,但会阻止赫-布反射激活---这些小鼠也会在正常呼吸期间吸入异常数量的空气。他们也对这些参与对光线作出反应的神经进行改造,从而允许Piezo2表达按需激活和沉默。这就允许他们仅仅通过开灯就可导致赫-布反射激活。

研究人员提出Piezo2明显是这个呼吸过程的一个至关重要的部分,不过他们也注意到还需开展更多的研究以便更加清晰地理解这整个呼吸过程如何发挥作用。(生物谷 Bioon.com)

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Piezo2 senses airway stretch and mediates lung inflation-induced apnoea

Keiko Nonomura, Seung-Hyun Woo, Rui B. Chang, Astrid Gillich, Zhaozhu Qiu, Allain G. Francisco, Sanjeev S. Ranade, Stephen D. Liberles & Ardem Patapoutian

doi:10.1038/nature20793


Physiology: Mechanosensor of lung inflation identified

Christo Goridis

doi:10.1038/nature21111

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