揭示蛋白Piezo2調(diào)節(jié)肺部充氣

在一項新的研究中，來自美國幾個研究機構(gòu)的研究人員發(fā)現(xiàn)證據(jù)證實一種被稱作Piezo2的蛋白起著對小鼠呼吸過程存在一定控制的作用。相關(guān)研究結(jié)果于2016年12月21日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Piezo2 senses airway stretch and mediates lung inflation-induced apnoea”。來自法國巴黎高等師范大學(xué)生物研究所的Christo Goridis針對這項研究發(fā)表一篇新聞與觀點類型的文章。

正如Goridis注意到的，之前的研究已證實包括人類在內(nèi)的很多動物具有赫-布反射（Hering–Breuer reflex，也譯作赫-白反射）。當肺部填滿氣體時，它是一種阻止氣體吸入從而阻止肺部過度充盈的自動機制，這是因為肺部過度充盈能夠?qū)е聯(lián)p傷。但是迄今為止，人們對參與這個過程的機制知之甚少。為了了解更多的信息，研究人員開始研究小鼠氣道中的迷走神經(jīng)感覺神經(jīng)元（vagal sensory neuron），其中之前的研究已證實它們在進行呼吸時發(fā)揮著作用：它們將關(guān)于肺部狀態(tài)的信息傳送給大腦。之前的研究還證實蛋白Piezo2也參與這個過程，但是不清楚它如何參與這個過程。在這項新的研究中，研究人員試圖更多地了解這個蛋白在肺部系統(tǒng)中哪兒表達，以及它們的作用是什么。

研究人員通過開展一系列實驗證實Piezo2在結(jié)狀神經(jīng)節(jié)（nodose ganglion）、頸靜脈神經(jīng)節(jié)（jugular ganglion）、一些脊髓感覺神經(jīng)元中和可能zui為重要的是，在肺部中表達。為了查明這種蛋白在不同區(qū)域中的作用是什么，他們讓負責表達這個蛋白的相關(guān)基因不再發(fā)揮功能。他們發(fā)現(xiàn)背根神經(jīng)元和頸靜脈神經(jīng)元缺乏Piezo2會導(dǎo)致新生小鼠死于呼吸窘迫。僅在結(jié)狀神經(jīng)元中關(guān)閉這個蛋白的產(chǎn)生會允許這些小鼠長到成年，但會阻止赫-布反射激活---這些小鼠也會在正常呼吸期間吸入異常數(shù)量的空氣。他們也對這些參與對光線作出反應(yīng)的神經(jīng)進行改造，從而允許Piezo2表達按需激活和沉默。這就允許他們僅僅通過開燈就可導(dǎo)致赫-布反射激活。

研究人員提出Piezo2明顯是這個呼吸過程的一個至關(guān)重要的部分，不過他們也注意到還需開展更多的研究以便更加清晰地理解這整個呼吸過程如何發(fā)揮作用。