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Science:重磅!发现神经元血压传感器的真身竟是离子通道PIEZO1和PIEZO2

来源:本站原创 2018-10-27 17:41

2018年10月27日/生物谷BIOON/---动脉压力感受器反射(arterial baroreceptor reflex, 也译为动脉压力感受性反射)是让短期动脉血压波动最小化的最重要机制。在血压突然下降的情况下,这种压力感受器反射加快心率,增加心脏收缩性并诱导血管收缩。 相反,血压的突然增加会触发相反的反应。自主神经系统(autonomic nervous system, 也译为植物性神经系统)介导这些生理反应。存在压力感受器反射功能障碍的患者通常患有起立性低血压。起立性低血压指的是站立时,血压严重下降,从而导致头晕甚至昏厥。然而,血压变化如何转换成用于神经传递的电信号仍然是一个难题。

张力敏感性的压力感受器神经元(stretch-sensitive baroreceptor neuron)的激活对心率和血压进行急性控制。虽然这种稳态压力反射(homeostatic baroreflex)已被描述了80多年,但是这种压力感受器的机械敏感性的分子身份仍然是未知的。
在一项新的研究中,来自美国斯克里普斯研究所和哈佛医学院的研究人员发现机械敏感性的离子通道PIEZO1和PIEZO2一起是压力感受是所必需的。这两种离子通道是自主神经系统中感觉神经元的血压传感器,其中这些感觉神经元触发感受器反射,即一种有助于保持血压稳定的稳态机制。鉴定出这种压力感受反应的分子身份可能有助阐明动脉压力感受器在维持血压正常(normotension)中的作用,并且可能有助开发治疗心力衰竭的新药物。相关研究结果发表在2018年10月26日的Science期刊上,论文标题为“PIEZOs mediate neuronal sensing of blood pressure and the baroreceptor reflex”。

PIEZO1和PIEZO2是在肺部、膀胱和皮肤中高度表达的机械敏感性离子通道。这些研究人员发现这两种离子通道也在神经节细胞复合体中的感觉神经元中表达。条件性双敲除小鼠结状感觉神经节(nodose sensory ganglia)和岩感觉神经节(petrosal sensory ganglia)中的PIEZO1和PIEZO2破坏了这些小鼠的药物诱导性压力反射、主动脉减压神经(aortic depressor nerve)活动和心率。清醒的缺乏PIEZO1和PIEZO2的小鼠具有不稳定的血压和增加的血压波动性。这些变化就与失去压力感受器神经支配的动物和存在压力感受器功能障碍的人类患者中的表型相一致。在小鼠中,通过光遗传学手段选择性激活表达Piezo2的神经节感觉神经元就足以引发小鼠中的压力反射,即导致心率和血压立即上升。

综上所示,这些研究结果表明PIEZO1和PIEZO2就是人们长期寻找的在急性血压控制中起着至关重要作用的压力感受器。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Wei-Zheng Zeng1, Kara L. Marshall1, Soohong Min et al. PIEZOs mediate neuronal sensing of blood pressure and the baroreceptor reflex. Science, 26 October 2018, 362(6413):464-467, doi:10.1126/science.aau6324.

Heimo Ehmke. The mechanotransduction of blood pressure. Science, 26 October 2018, 362(6413):398-399, doi:10.1126/science.aav3495.

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