解答百年謎題，胡宏鎮團隊Cell論文揭示腸道神經(jīng)元感知壓力、炎癥以幫助消化的機制

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作者：王聰來(lái)源：生物世界

2025-03-27

2025年3月24日，西奈山伊坎醫學(xué)院與哈佛大學(xué)醫學(xué)院團隊在Cell發(fā)表研究，揭示腸道神經(jīng)系統通過(guò)Piezo1感知機械力調控胃腸蠕動(dòng)和免疫穩態(tài)，為相關(guān)疾病提供新治療靶點(diǎn)。

每次進(jìn)食后，我們腸道都會(huì )進(jìn)行一種叫做蠕動(dòng)的動(dòng)作——通過(guò)平滑肌的協(xié)調收縮和舒張，將食物在腸道管腔中推進(jìn)。

一個(gè)多世紀以來(lái)，科學(xué)家們早已知道腸道中的神經(jīng)細胞推動(dòng)了腸道的這種運動(dòng)，使其能夠發(fā)揮維持生命的功能。然而，這些腸道神經(jīng)細胞究竟是如何完成工作的，卻一直是個(gè)未解之謎。

2025年3月24日，西奈山伊坎醫學(xué)院胡宏鎮團隊聯(lián)合哈佛大學(xué)醫學(xué)院 Ruaidhri Jackson 團隊，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Enteric neuronal Piezo1 maintains mechanical and immunological homeostasis by sensing force 的研究論文。

該研究揭示了腸道神經(jīng)系統（ENS）通過(guò)機械力敏感蛋白 Piezo1 直接感知腸道內機械力，從而調控胃腸蠕動(dòng)和免疫穩態(tài)。這一發(fā)現不僅揭示了消化系統機械感知的分子機制，還為炎癥性腸病（IBD）及胃腸動(dòng)力障礙等疾病提供了全新的治療靶點(diǎn)。

腸道神經(jīng)系統

在消化和屏障免疫的協(xié)調過(guò)程中，胃腸道（gastrointestinal，GI）會(huì )受到各種各樣的機械力的作用。這些過(guò)程的一個(gè)核心調節者——腸道神經(jīng)系統（Enteric Nervous System，ENS），能夠感知管腔內的壓力，從而獨立于來(lái)自中樞神經(jīng)系統和外周神經(jīng)系統的外來(lái)輸入來(lái)調節胃腸蠕動(dòng)。

然而，腸道中約 5 億個(gè)腸道神經(jīng)元是如何感知和響應壓力的，目前仍不得而知。

2021年的諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎授予了 David Julius 和 Ardem Patapoutian，以表彰他們分別發(fā)現了溫度感受器（TRPV1）和觸覺(jué)感受器（Piezo1/2）。

在這項最新研究中，研究團隊證實(shí)了 Piezo1 蛋白在協(xié)調腸道運動(dòng)和抑制腸道炎癥方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用，而該論文的共同通訊作者胡宏鎮曾是 Ardem Patapoutian 實(shí)驗室的博士后。

具體來(lái)說(shuō)，研究團隊發(fā)現，Piezo1 在膽堿能腸道神經(jīng)元中具有功能性表達。光遺傳學(xué)刺激 Piezo1+ 膽堿能腸道神經(jīng)元可驅動(dòng)結腸運動(dòng)，而 Piezo1 缺陷則會(huì )降低膽堿能神經(jīng)元的活性并減緩蠕動(dòng)。此外，膽堿能腸道神經(jīng)元中 Piezo1 缺失會(huì )消除運動(dòng)引起的胃腸道蠕動(dòng)加速現象。

最后，研究團隊發(fā)現，腸神經(jīng)元中的 Piezo1 功能對于結腸炎中的運動(dòng)性改變是必需的，并且其作用在于防止異常炎癥和組織損傷。這些發(fā)現揭示了腸道神經(jīng)系統（ENS）如何感知和響應機械力。

該研究的核心發(fā)現：

● 腸道神經(jīng)系統（ENS）通過(guò) Piezo1 直接感知機械力；
● 膽堿能腸道神經(jīng)元功能性表達 Piezo1 機械感受器；
● 膽堿能神經(jīng)元上的 Piezo1 對于在受到壓力時(shí)加快胃腸道蠕動(dòng)是必需的；
● 膽堿能神經(jīng)元的 Piezo1 機械感受功能可限制腸道異常炎癥反應。

謝自力博士