大脑发育过程中Piezo1与胆固醇之间的惊人联系
加州大学欧文分校(University of California, irvine)领导的一项新研究揭示了机械力和组织力学如何影响发育中的大脑形态，并在神经干细胞中建立了Piezo1(机械激活离子通道)与神经发育过程中细胞内胆固醇水平之间的直接联系。
这项名为“Piezo1调节胆固醇期间影响神经干细胞命运的生物合成大脑发育，于今日在普通生理学杂志．研究结果表明，Piezo1在神经发育过程中发挥作用，通过影响细胞胆固醇代谢来调节细胞的数量、质量和组织。
UCI医学院生理与生物物理系助理教授Medha Pathak博士说:“我们将Piezo1与胆固醇联系起来的惊人发现，也推动了Piezo1在与胆固醇稳态相关的神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)中的研究。”“通过治疗控制Piezo1的活性，我们可能能够开发出针对其中一些疾病的新疗法。”
神经发育是一个多步骤的过程，涉及到许多复杂事件的编排，以产生大脑和脊髓。随着大脑的发育，细胞繁殖并组织成结构，并与其他细胞连接。这些过程产生机械力，进一步形成大脑模式，但细胞如何检测这些机械信号尚不完全清楚。
“我们之前发现，在人类胎儿脑源性神经干/祖细胞中，Piezo1通道在外部施加和细胞产生的机械力的作用下被激活，我们现在在目前的研究中表明，Piezo1对正常的大脑发育很重要，”生理学和生物物理系助理项目科学家、该研究的第一作者Jamison Nourse博士说。“通过我们的研究，我们发现了Piezo1和胆固醇生物合成之间的新联系，这开辟了新的研究方向机械力影响脂质代谢在大脑里。”
先前的研究已经确定了机械激活离子通道的Piezo家族在许多生理系统的机械传导中所起的作用，包括血管发育、心血管稳态、淋巴发育、红细胞容量调节、神经元中的压力受体反应、软骨力学、骨形成、巨噬细胞极化反应、伤口愈合中的角化细胞迁移和神经干细胞命运。2021年，圣地亚哥斯克里普斯研究所的Ardem Patapoutian博士因开创性地发现压电通道而被授予诺贝尔生理学或医学奖。
“大脑发育不当会导致终生畸形和功能缺陷，”帕塔克说。“虽然我们仍然不了解许多大脑发育缺陷背后的原因，但我们的工作为理解大脑缺陷是如何产生的提供了新的方法。”
Pathak和她的研究团队正在继续探索Piezo1及其对早期人类胆固醇代谢的影响大脑发育和成人发病神经退行性疾病。
