美国加州大学欧文分校(UCI)的研究人员发现,PIEZO1是细胞内发现的一种离子通道机械传感器,在调节皮肤伤口愈合速度方面发挥着关键作用。
今天发表于eLife这项名为“PIEZO1定位的时空动态控制角化细胞在伤口愈合过程中的迁移”的研究发现,在角质形成细胞中缺乏PIEZO1离子通道蛋白的小鼠中,皮肤伤口愈合速度比在角质形成细胞中PIEZO1功能增加的小鼠快。
“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,伤口愈合速度更快。我们想确定“如何””,当“和“在哪里的“为了找到可能加速愈合的潜在治疗方法,”UCI医学院生理与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来可视化伤口愈合时的PIEZO1体外。"
PIEZO1是许多其他蛋白质中的一种,它们能够感知机械信号,并为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,但具体涉及的机械传感器尚不清楚。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,它能保护人体免受外界的伤害,同时也能产生触觉。皮肤受伤会干扰这些功能,使身体面临感染、疾病和疤痕形成的风险增加。在伤口愈合过程中,角质形成细胞(皮肤最表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,在伤口愈合过程中,机械信号调节角化细胞的迁移。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处理这些线索来调节伤口愈合的速度。令我们惊讶的是,我们发现PIEZO1在伤口边缘积聚并抑制愈合,”Pathak实验室的研究生,第一作者Jesse Holt说。
这项研究的发现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的研究。然而,需要进行更多的研究来证实降低PIEZO1的活性不会造成不必要的影响,例如触摸感觉降低,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和2021年诺贝尔奖获得者Ardem Patapoutian博士,神经科学教授和Scripps研究所霍华德休斯医学研究所研究员,以其表征PIEZO1, PIEZO2和TRPM8离子通道的工作而闻名。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,Liu、Cahalan和Pathak实验室共同报道了该蛋白在巨噬细胞和异物反应中的作用;2021年7月,Cahalan和Pathak实验室发表了一项研究,确定PIEZO1在与自身免疫性神经炎症疾病相关的T细胞功能中发挥重要作用。
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