令人惊讶的发现在大脑发育过程中将Piezo1和胆固醇联系起来

加利福尼亚大学欧文分校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(一种机械激活的离子通道)和神经过程中细胞内胆固醇水平之间的直接联系发展。

这项名为“Piezo1调节胆固醇生物合成以影响大脑发育过程中的神经干细胞命运”的研究今天发表在《普通生理学杂志》上。研究结果表明Piezo1在神经发育过程中的作用，该过程通过影响细胞胆固醇代谢来调节细胞的数量、质量和组织。

“我们将Piezo1和胆固醇联系起来的惊人发现也激发了对Piezo1在与胆固醇稳态相关的神经退行性疾病中的研究，例如阿尔茨海默病，”UCI学院生理学与生物物理学系助理教授MedhaPathak博士说药物。“通过治疗来控制Piezo1的活性，我们或许能够为其中一些疾病开发新的治疗方法。”

神经发育是一个多步骤的过程，涉及许多复杂事件的编排以生成大脑和脊髓。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。这些过程会产生进一步塑造大脑模式的机械力，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通道响应外部施加和细胞产生的机械力而被激活，我们现在在我们目前的研究中表明，Piezo1对于大脑的正常发育很重要，”生理学与生物物理学系助理项目科学家、该研究的第一作者JamisonNourse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，这为机械力如何影响大脑中的脂质代谢开辟了新的研究方向。”

先前的研究已经确定了机械激活离子通道的压电家族在许多生理系统的机械转导中所起的作用，包括血管发育、心血管稳态、淋巴发育、红细胞体积调节、神经元中的压力感受器反应、软骨力学、骨形成、巨噬细胞极化反应、伤口愈合中的角质形成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ArdemPatapoutian博士因压电通道的开创性发现而获得诺贝尔生理学或医学奖。

“不正确的大脑发育会导致终生畸形和功能缺陷，”帕塔克说。“而且，虽然我们仍然不了解许多大脑发育缺陷背后的原因，但我们的工作为了解大脑缺陷如何出现提供了新的方法。”

Pathak和她的研究团队正在继续探索Piezo1及其在人类大脑早期发育和成人发病的神经退行性疾病中对胆固醇代谢的影响。