研究人员揭示了机械感测器在皮肤伤口愈合中的关键作用
加州大学欧文分校(UCI)的研究人员发现，细胞内发现的离子通道力学传感器PIEZO1在调节皮肤伤口愈合速度方面发挥着关键作用。
今日出版于eLife该研究名为“PIEZO1定位控制的时空动力学”角化细胞伤口迁移疗愈的研究发现，在角质形成细胞中缺乏离子通道蛋白PIEZO1的小鼠中，皮肤伤口与角化细胞中PIEZO1功能增加的小鼠相比，愈合速度更快。
“我们来自斯克里普斯研究所Ardem Patapoutian实验室的合作者观察到，在PIEZO1减少的小鼠中，伤口愈合得更快。我们想确定PIEZO1参与的‘方式’、‘时间’和‘地点’，以便找到可能加速愈合的潜在治疗方法，”UCI医学院生理学和生物物理系助理教授Medha Pathak博士说。“为此，我的实验室开发了新的方法，在体外伤口愈合时可视化PIEZO1。”
PIEZO1是其他一些蛋白质中的一种，它们能够感知机械信号，并就细胞应该采取的行动提供指令。先前的研究表明，机械传感器在伤口闭合中起着重要作用;然而，具体涉及的机械传感器是未知的。这是首次研究PIEZO1在伤口愈合中的作用。
皮肤是人体最大的器官，它能抵御外界的伤害，同时还能产生触感。皮肤受伤会干扰这些功能，使身体更易感染、患病和形成疤痕。在伤口愈合过程中，角质形成细胞(皮肤最顶层最丰富的细胞类型)从伤口边缘向内移动，以关闭伤口间隙。这有助于恢复皮肤屏障，重建皮肤的保护功能。
“该领域的早期研究表明，机械线索在伤口愈合过程中调节角质形成细胞的迁移。在这里，我们表明，在角质形成细胞中，PIEZO1实际上是作为机械传感器来处理这些线索，以调节伤口愈合的速度。令我们惊讶的是，我们发现PIEZO1聚集在伤口边缘并抑制愈合，”Pathak实验室的研究生、第一作者Jesse Holt说。
这项研究的结果提供了对皮肤伤口愈合如何发生的理解，并有可能指导新的伤口愈合治疗方法的研究。然而，还需要进行更多的研究来证实降低PIEZO1的活性不会导致不良影响，如触觉降低，并且需要进行人体测试。
PIEZO1已被确定为具有多种重要生理作用的关键离子通道。这项研究的共同作者，2021年诺贝尔奖得主Ardem Patapoutian博士，神经科学教授和斯克里普斯研究所霍华德休斯医学研究所的研究员，因其在表征PIEZO1、PIEZO2和TRPM8离子通道方面的工作而闻名。PIEZO1正在成为UCI的一个活跃研究领域:UCI医学院生理与生物物理系主任Michael Cahalan博士和生物医学工程教授Wendy Liu也在研究免疫系统中的PIEZO1。2021年5月，刘、卡哈兰和帕塔克实验室合作报道蛋白在巨噬细胞中的作用及异物反应2021年7月，Cahalan和Pathak实验室发表了一份研究鉴定PIEZO1在与自身免疫性神经炎症疾病相关的T细胞功能中具有重要作用。
