機械力和組織力會影響發(fā)育中大腦的形態(tài)，然而其背后的分子機制，目前研究人員并不清楚。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Journal of General Physiology上題為“Piezo1 regulates cholesterol biosynthesis to influence neural stem cell fate during brain development”的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究揭示了機械力和組織力影響發(fā)育中大腦形態(tài)學的分子機制，同時他們還建立了在神經(jīng)發(fā)育期間神經(jīng)干細胞中機械激活離子通道Piezo1和細胞內膽固醇水平之間的直接關聯(lián)。

相關研究結果表明揭示了Piezo1在神經(jīng)發(fā)育過程中所扮演的關鍵角色，這一過程或能通過影響細胞中膽固醇的代謝來調節(jié)細胞的數(shù)量、質量和組織。研究者Medha Pathak說道，這篇文章中，我們將Piezo1與膽固醇水平之間聯(lián)系起來或能幫助研究Piezo1在與膽固醇平衡相關的神經(jīng)退行性疾病中所扮演的關鍵角色，通過療法來控制Piezo1的活性，研究人員或許就能開發(fā)出治療某些疾病的新型療法。

科學家揭示了大腦發(fā)育期間Piezo1離子通道和機體膽固醇水平之間的關聯(lián)。

圖片來源：UCI School of Medicine

神經(jīng)發(fā)育是一個多步驟過程，其主要涉及多種復雜事件的調節(jié)，從而幫助產(chǎn)生大腦和脊髓；隨著大腦的發(fā)育，細胞會不斷繁殖并組織成結構，且能與其它細胞連接，這些過程就能夠產(chǎn)生機械力，從而進一步塑造大腦的模式，但研究人員并不完全理解細胞檢測這些機械性信號的分子機制。研究者Jamison Nourse說道，此前我們發(fā)現(xiàn)，Piezo1通道能被激活從而在人類胎兒大腦衍生的神經(jīng)干祖細胞中對外部施加和細胞所產(chǎn)生的機械力產(chǎn)生反應，而在當前研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，Piezo1對于大腦的合適發(fā)育非常重要，通過這一研究，研究者發(fā)現(xiàn)了Piezo1和膽固醇生物合成之間的新型關聯(lián)，其或許能幫助調查機械力影響大腦脂質代謝的分子機制。

此前的研究已經(jīng)確定了Piezo家族的機械激活離子通道在多種生理學系統(tǒng)的機械傳導中所發(fā)揮的作用，包括血管發(fā)育、心血管功能平衡、淋巴發(fā)育、紅細胞體積調節(jié)、神經(jīng)元的壓力感受器反應、軟骨力學、骨形成、巨噬細胞極化反應、傷口愈合中角質細胞的遷移和神經(jīng)干細胞命運；早在2021年，來自Scripps研究所的Ardem Patapoutian教授就因發(fā)現(xiàn)了Piezo通道而獲得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

研究者指出，不合適的大腦發(fā)育會引發(fā)機體終身畸形和功能缺陷，然而盡管研究人員并不理解很多大腦發(fā)育缺陷背后的原因，但本文研究為理解大腦缺陷產(chǎn)生的分子機制提供了新的線索和方法。目前研究者Pathak及其同事計劃繼續(xù)深入研究在早期人類大腦發(fā)育和成年發(fā)病的神經(jīng)退行性疾病中Piezo所發(fā)揮的作用及其對機體膽固醇代謝的影響效應。

綜上，本文研究結果在神經(jīng)干細胞中建立了Piezo、細胞內膽固醇水平和機體神經(jīng)發(fā)育之間的直接關聯(lián)。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Jamison L. Nourse，Vivian M. Leung，Hamid Abuwarda,et al. Piezo1 regulates cholesterol biosynthesis to influence neural stem cell fate during brain development，Journal of General Physiology (2022). DOI: 10.1085/jgp.202213084