推拿调控Piezo2机械敏感性离子通道防治糖尿病胃轻瘫的可行性分析

糖尿病胃轻瘫(DGP)是以胃肠运动障碍为特点的临床常见病,已成为重要的社会公共卫生问题。推拿作为防治DGP重要的中医技法,疗效显著。本文从中医理论和西医认识阐述了DGP的发病机制,通过查阅文献并结合前期研究,提出了从Piezo2机械敏感性离子通道这一关键环节探讨推拿防治DGP的方法与思路。

Piezos机械敏感性离子通道在直肠中的表达

目的通过观察机械敏感性离子通道蛋白家族Piezos(Piezo1和Piezo2)在直肠中的表达情况,探讨其在直肠感觉功能中的作用。方法收集因脱垂性痔行经肛吻合器部分直肠切除术治疗的患者标本10例,取直肠全层标本进行免疫组织化学染色,在蛋白水平观察机械敏感性离子通道Piezos在直肠中的表达及定位特点。结果镜下观察Piezo1在直肠黏膜层、黏膜下层以及肌层均未表达;而Piezo2在黏膜层有明显表达,而黏膜下层、肌层亦为阴性;Piezo1与Piezo2在黏膜层表达的平均光密度值为(0.0123±0.0243)、(0.0907±0.0750),差异有统计学意义(P=0.006),而且主要表达在黏膜上皮细胞的胞膜上。结论在直肠组织特别是肠黏膜上皮细胞有丰富的Piezo2表达,提示机械敏感性离子通道蛋白Piezo2可能参与了直肠感觉过程。

稻瘟病菌机械敏感性离子通道的鉴定及功能分析

稻瘟病是水稻上危害最为严重的病害之一,其病原菌为子囊菌门稻瘟病菌。作为模式真菌,研究稻瘟病菌的致病机理不仅能为其病害防治提供理论依据,也给其它病原真菌提供借鉴意义。离子通道是细胞内外物质交换的窗口,具有成为防治靶标的潜力,对病害防控具有重要意义。机械敏感性离子通道是一类通过感受细胞膜张力变化来实现胞内外机械信号转导的离子通道。运用生物信息学鉴定了稻瘟病菌的3条机械敏感性离子通道蛋白Mo Msc1,Mo Mid1和Mo Yvc1,进化分析表明它们在真菌里具有保守性。还对稻瘟病菌的小电导率机械敏感性离子通道蛋白Mo Msc1进行了功能分析,该基因沉默并未影响其生长发育、外界胁迫、细胞壁完整性及致病力。

新生大鼠背根神经节机械敏感性离子通道的电生理研究

目的:探讨新生大鼠背根神经节(DRG)的机械敏感性离子通道(MS通道)电生理特性。方法:将新生大鼠DRG细胞培养2—4d后,应用细胞贴附式和内面向外式膜片钳技术记录细胞膜上的MS通道电流,对通道的电生理性质,如压力-电流关系、通道的影响因素和通道在DRG细胞上的分布进行了分析。采用的机械刺激方式为负压抽吸。结果:在培养的大鼠DRG细胞膜上发现一种对机械刺激敏感的电流,开放压力阈值为-12—-15mmHg,P1/2=-37mmHg。压力恒定时,电流恒定;去除压力,电流回到基线水平。在施加压力的30s内,电流无明显衰减趋势。同一电位下,随压力的增大,通道活性也增大,但电流的幅度不变。钳制膜电位为-60mV,在-50mmHg负压下电流的平均幅度为(-3.40±0.13)pA,平均开放概率为0.448±0.125。该通道对机械刺激的反应可被钆和秋水仙素阻断,河豚毒素可阻断大直径神经元上的外向电流,对小直径细胞无效。阿米洛利对该电流无效。该通道主要存在于中、小直径神经元(≤30!m)上。结论:大鼠DRG细胞膜的MS通道参与机械信号,特别是伤害性刺激信号的转导,对其电生理性质的研究为理解机械信号转导的机制提供了理论依据。

机械敏感性离子通道Piezo1在心血管疾病中的研究进展

心血管疾病(cardiovascular diseases,CVD)是世界范围内威胁人类健康的主要疾病,也是21世纪中国所面临的主要公共卫生问题之一。在许多国家和地区,CVD的死亡率高居榜首。截至2018年,中国的CVD患病人数达到2.9亿[1]。机械敏感性离子通道(mechanosensitive ion channels)是一种能够感受细胞膜机械力变化并迅速做出反应的离子通道,广泛分布于各组织器官,参与生物体内的多种生理过程,同时可以将膜感受到的机械信号转化为电信号或化学信号[2]。

机械敏感性离子通道蛋白Piezo1在椎间盘髓核细胞中的表达及意义

目的通过观察机械敏感性离子通道蛋白Piezo1在人椎间盘髓核细胞中的表达情况,初步探讨其在人椎间盘退变中的作用。方法收集2017年1月～2018年1月因腰椎退行性疾病在上海市浦东新区公利医院行手术切除的椎间盘组织标本作为实验对象,共收集26例(男15例,女11例),其中PfirrmannⅡ级3例,PfirrmannⅢ级8例,PfirrmannⅣ级15例,根据退变程度分组,将PfirrmannⅡ级的组织标本作为对照组,PfirrmannⅢ、Ⅳ级作为退变组。通过HE染色观察不同退变程度椎间盘的组织学变化,免疫组化检测不同退变程度组织中机械敏感性离子通道蛋白Piezo1的定位及表达水平。结果 HE染色结果显示,随着椎间盘退变程度增大,髓核细胞外基质含量减少,髓核细胞数量减少,呈不同程度的退变或坏死。免疫组化实验结果显示,Piezo1在对照组和退变组髓核细胞中都有表达,主要在细胞核和细胞质;对照组和退变组的阳性表达率分别为(45.43±13.14)%和(68.75±19.67)%,两组的阳性表达率比较,差异有统计学意义(P <0.05)。结论不同退变程度椎间盘的髓核细胞中有Piezo1表达的现象,且在退变组的Piezo1的表达水平较正常组升高,提示机械敏感性离子通道蛋白Piezo1可能参与了椎间盘中髓核细胞的退变过程。

真核生物神经元机械敏感性离子通道的研究进展

躯体一些基本的生理功能如触觉、听觉、本体感受以及血压感受等是通过不同的机械感受器（机械敏感性神经元）完成的。这些特殊的神经元细胞体及末梢的细胞膜上存在机械敏感性离子通道（M S通道）。机械转导是指机械刺激与生物反应的转换，由位于神经末梢上的MS通道的开放开始，由神经末梢将机械信号迅速转化成生物电信号进而向中枢传递的过程。

机械敏感性离子通道蛋白Piezo在机体机械转导中作用的研究进展

Piezo1和Piezo2是近年来新发现的机械敏感性离子通道,对机械门控非选择性阳离子电流的产生至关重要,在机械转导过程中发挥重要作用。本文系统地总结了国内外相关文献,重点论述Piezo通道在组织器官中的分布及表达,阐述其在机械转导途径中的作用,探讨其在不同组织器官中的表达及对机械转导作用的影响,为揭示Piezo基因相关的人类疾病探索新的路径。本文就Piezo家族对生物体生理功能的重要性及其与疾病的相关性进行介绍,主要概述Piezo通道的发现过程,总结Piezo1通道在血管、膀胱和肾脏等组织器官中的机械转导功能及Piezo2通道在触觉、本体感觉和伤害感觉等感觉系统中的机械转导功能,并介绍Piezo1和Piezo2突变体与多种人类疾病的关联,展望其作为重要基因或药物治疗靶点的前景。

耳蜗血管纹内皮细胞的机械敏感性离子通道

机械敏感性离子通道主要由3大膜蛋白家族构成,其中有多种已证实在血管纹有表达,因血管纹解剖结构的特殊性,作者推测机械敏感离子通道对其有重要作用,对2者联系的进一步研究将揭示内耳学迷路屏障的多种生理和病理过程。

基于软骨细胞机械敏感性离子通道力学转导的疼痛机制探讨

关节局部慢性疼痛是骨性关节炎(osteoarthritis,OA)软骨组织缺损后的核心症状,严重影响中老年人的生活质量,但其起源和具体诱发机制尚不清楚。OA软骨组织一方面存在机械载荷损伤诱导的炎症修复过程,另一方面伴随着骨赘、毛细血管和周围神经纤维的新生。因此软骨组织可能是有别于滑膜组织的介导OA慢性疼痛的另一重要源头。但目前国内外均缺乏系统全面的总结和论述,机械敏感性离子通道(mechanically sensitive ion channel,MSC)所诱导的生物力学疼痛机制是其中一个较为关键的因素。研究MSC的生物物理学及神经生物学机制是研发干预OA软骨损伤及慢性疼痛的重要前提。本文将主要介绍其中三种钙离子调控的软骨细胞MSC的机械转导机制及其级联下游细胞通路介导骨性关节炎疼痛发生发展的分子机制。

机械敏感性离子通道Piezo1在循环系统疾病中的研究进展

Piezo1通道是一种非选择性阳离子机械敏感性离子通道,主要表达于非兴奋细胞中,是多种生理过程不可或缺的部分。Piezo1通道结构和功能异常可导致多种疾病病理生理过程,如淋巴水肿、主动脉瓣二叶瓣、胚胎血管重构缺陷等。本文将从心脏、血管、淋巴系统三方面综述Piezo1与循环系统疾病的研究进展。

机械敏感性离子通道Piezo1参与慢性避水应激肠易激综合征大鼠内脏高敏感性和5-羟色胺代谢异常

目的:研究机械敏感性离子通道Piezo1在慢性避水应激(WAS)肠易激综合征大鼠模型结肠组织中的变化及作用。方法:采用成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠,随机分为实验组与对照组,每组6只。实验组大鼠受到连续10 d、每天1 h的WAS以建立内脏高敏感性模型;记录24 h粪便颗粒数、含水量及胃肠道转运时间来检测大鼠肠道分泌及运动功能的变化;以结直肠扩张所导致的腹壁撤退反射(AWR)来检测内脏敏感性;用旷场实验和强迫游泳实验来观察大鼠焦虑及抑郁样行为;RT-qPCR、免疫组化和Western blot检测结肠黏膜Piezo1的表达变化;ELISA检测结肠和血清5-羟色胺(5-HT)的含量。结果:与对照组相比,WAS组大鼠出现腹泻型肠易激综合征的表现,大鼠胃肠道转运时间显著缩短(P<0.05),在40 mmHg和60 mmHg结直肠压力扩张下的AWR评分显著增加(P<0.05),并出现焦虑抑郁样行为,大鼠结肠组织Piezo1的mRNA及蛋白表达水平显著增加(P<0.05),结肠黏膜5-HT含量显著增加(P<0.05),血清5-HT含量变化不明显。大鼠结肠黏膜Piezo1表达与内脏敏感性显著相关(R2=0.5420,P=0.0373),与结肠组织5-HT含量呈显著正相关(R2=0.8351,P=0.0108)。结论:连续10 d的WAS使大鼠结肠粘膜内机械敏感性离子通道Piezo1表达增加(可能是内脏高敏感性的标志物),并通过促进结肠5-HT的分泌和释放,改变肠道分泌和运动,增加肠道的敏感性,从而导致大鼠肠易激综合征的发生。

机械敏感性离子通道的建模模拟研究

机械敏感性离子通道在多种生理活动中起着极其重要的作用.至今,学者对这类通道的研究分析已经长达20多年.在实验方面,大电导率和小电导率机械敏感性离子通道晶体结构的确定,使人们对机械敏感性离子通道的建模和模拟分析成为可能,并对这类通道的动力学机理的了解大大深入.在对离子通道理论研究的过程中,多种模拟方法和计算手段都展示了各自的优越性和针对性,这为我们提供了从不同方面认识离子通道的可能性,但他们也存在着自身的局限性.特别是,在众多针对离子通道的理论分析技术当中,分子动力学模拟的方法尤为突出.这一技术的出现,为我们提供了对离子通道结构功能关系以及动力学特性更加全面与细节的描述,这些都是其他很多技术方法所不能达到的.另外,分子动力学模拟又包括多种方法,不同方法的使用使得我们能从不同切入点研究离子通道不同的特性.因此在本文中,我们着眼于对机械敏感性离子通道的计算分析,特别是分子动力学模拟的应用.通过对分子动力学模拟的介绍,我们探讨了机械敏感性离子通道在构象、磷脂环境、机械刺激、电压依赖以及门控开放等方面的动力学机制.同时对不同模拟技术优劣性的比较将会为我们日后的探索提供更好的研究方法.最后,我们也概括了国内近年来在离子通道理论研究方面取得的重大突破和突出成果,为我们日后深入研究机械敏感性离子通道提供新的思路与启发.

Piezo1机械敏感性离子通道在心血管系统中的作用

目前心血管系统疾病已成为人类发病率、致残率和病死率最高的疾病之一,严重影响着人们的生活质量。Piezo1是一种机械敏感性阳离子通道,可将机械刺激转化为电化学信号,介导信息的传递。越来越多的证据表明,Piezo1在心血管系统的代谢过程中可发挥广泛的生物学作用。本文对近年来Piezo1参与血流剪切应力感受转导、血管发育、血管紧张度调节的生理机制和在原发性高血压、动脉粥样硬化、心力衰竭、静脉曲张等疾病发生发展中所起到作用的研究进展进行综述,以期为Piezo1相关心血管疾病的治疗提供新的思路。

Piezo机械敏感性离子通道在骨关节系统中的作用

目的总结Piezo机械敏感性离子通道在骨关节系统中的作用,以期为后续研究提供参考。方法广泛查阅国内外相关文献,对Piezo离子通道的结构特点、门控机制、激活剂与阻滞剂及其在骨关节系统中的作用进行总结。结果骨关节系统是机体主要承重和运动组织,其感知并响应机械刺激的能力是维持骨关节正常生理功能的保障之一,许多骨关节疾病的发生、发展与异常机械负荷有紧密关系。目前研究显示Piezo机械敏感性离子通道通过响应拉伸刺激、细胞Ca^(2+)内流信号调节向成骨方向分化;并影响成骨细胞的增殖与迁移,通过成骨细胞-破骨细胞之间细胞交流维持骨内稳态。同时,Piezo1蛋白可以通过其宿主细胞间接参与调控破骨细胞的形成及活性,进而调节骨重塑过程。而Piezo1离子通道在机械刺激时,通过调节Akt、Wnt1信号通路表达,维持骨内稳态;针对Piezo1、2离子通道对高应变机械信号的敏感性,介导的Ca^(2+)内流以及炎症信号使得软骨细胞中Piezo1离子通道机械转导敏感性增加的特性,有望成为靶向性防治骨关节炎的新切入点。但机械刺激如何调控骨关节生理/病理过程仍待阐明。结论Piezo机械敏感性离子通道赋予了骨关节系统感知并响应机械应力的重要能力,在其细胞命运转归、骨骼发育、骨与软骨稳态维持等方面扮演关键的机械传感作用。

机械敏感离子通道Piezo2与疼痛相关性研究与应用展望

Piezo2作为Piezo通道家族的一员,是一种表达于背根神经节的感觉神经元亚群的能快速适应、机械激活的阳离子通道,它能够将机械性刺激转化为机械敏感性电流,以控制体表本体觉、触觉和痛觉的产生。如今越来越多的研究表明Piezo2在多种痛觉的产生与传导方面有着重要作用。文章总结整理了机械敏感离子通道Piezo2的结构、功能及其参与疼痛相关性疾病的发生过程,以展望其作为可能的干预靶点在疼痛的治疗思路中的应用。

型机械敏感性离子通道在软骨细胞凋亡中的作用机制

目的观察新型机械敏感性离子通道压电蛋白1（Piezo1）在骨性关节炎患者软骨细胞中的表达并探讨其在软骨细胞凋亡中的作用机制。方法体外培养骨性关节炎患者退变软骨细胞，利用细胞体外加力实验系统（FX-5000 Tension System）处理细胞，根据预实验结果分成0 h加力组（空白组）、2 h加力组、12 h加力组、24 h加力组、48 h加力组和相应的抑制剂红玫瑰毛蜘蛛来源刮刀样机械敏感毒剂4型（GsMTx4）组、抑制剂氟甲基酮（Z-ATAD-FMK）组。利用反转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测不同力学条件刺激下各组细胞的Piezo1、半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶-12（Caspase-12）、蛋白激酶R样内质网激酶（PERK）、葡萄糖调节蛋白78（GRP78）、激活因子4（ATF4）和C/EBP环磷酸腺苷反应元件结合转录因子同源蛋白（CHOP）的表达量。钙离子荧光探针（Fluo3-AM）试剂盒检测空白组，加力组和抑制剂组细胞胞质内的钙离子含量。膜联蛋白V-碘化丙锭（Annexin V-PI）凋亡试剂盒检测各分组的凋亡。结果（1）Pizeo1 mRNA在骨性关节炎退变软骨中有少量表达，且12 h加力组表达量增加，为51.21±7.42（采用2－ΔΔCt的方法无计量单位），24 h加力组达到高峰，为153.98±10.34，48 h加力组为73.98±14.01，与24 h加力组比较，Piezo1 mRNA的表达出现下降（P＝0.013）。内质网应激信号分子Caspase-12、PERK、GRP78、ATF4和CHOP的mRNA的表达也出现相同趋势。（2）2 h加力组软骨细胞胞质中的钙离子较空白组有所增加，钙离子荧光强度由（226±25） nm增加到（481±19） nm，P＝0.032，12 h加力组钙离子浓度升高，荧光强度为（612±21） nm，24 h加力组钙离子浓度达峰值，荧光强度为（1 009±29） nm，48 h加力组钙离子荧光强度为[（609±91） nm]，48 h加力组钙离子浓度较24 h加力组有所降低（P＝0.017）。（3）在牵张应力作用下，2 h加力组早期细胞凋亡率为（0.214±0.091）%，较空白组开始增加（P＝0.044），12 h加力组晚期凋亡率为（0.258±0.115）%，较空白组开始增加（P＝0.028），24 h加力组的晚期细胞凋亡率达峰值，为（0.587±0.214）%，但48 h加力组凋亡率为（0.231±0.218）%，较24 h加力组有所降低（P＝0.033）。结论机械敏感性离子通道Piezo1参与骨性关节炎的软骨细胞晚期凋亡过程，并且是以钙离子为第二信使，通过内质网应激通路启动细胞的凋亡过程。

Piezo机械敏感性离子通道在骨关节组织中的研究进展

机械敏感性离子通道是细胞表面机械力学刺激转化为细胞内电信号或化学信号的机械感受器。近年来,在真核生物中Piezo蛋白作为机械敏感性阳离子通道逐渐成为研究热点,Piezo1和Piezo2蛋白在哺乳动物不同器官和组织中表达,而骨关节等组织与力学传导直接相关,机械力的传导及引起的细胞内效应对骨科疾病的治疗和预防起着非常重要的作用。就Piezo蛋白机械敏感性离子通道在骨组织、软骨组织、骨髓组织、椎间盘组织以及在骨科疾病中的研究进展进行综述。

大鼠背根神经节机械敏感性离子通道的生物物理学性质

目的探讨新生大鼠背根神经节(DRG)的机械敏感性离子通道(MS通道)生物物理学性质。方法取出新生大鼠DRG细胞,培养2~4d后,应用细胞贴附式和内面向外式膜片钳技术对细胞膜上的MS通道电流进行记录,对通道生物物理学性质,如压力-电流关系、电位-电流关系、动力学和离子选择性等进行了分析。采用的机械刺激方式为负压抽吸。结果压力可引起大鼠背根神经节上的机械敏感性非选择性阳离子通道开放,压力恒定时,电流恒定;去除压力,电流回到基线水平。在平衡溶液中,通道的电位-电流关系近似为直线。在膜电位为正值时,通道电流表现为外向电流,同时表现出外向整流特性,+40^+60mV电流的弦电导为(96.2±3.6)pS;当膜电位为负值时,通道电流表现为内向电流,-60~0mV斜率电导为(62.5±0.4)pS。通道的平均逆转电位为(-2.3±0.8)mV。通道的动力学分析表明压力可使短开放时间和长开放时间都明显升高,长关闭时间明显减少,而短关闭时间变化不大。结论分析了大鼠DRG神经元细胞膜上的MS通道的生物物理学性质,有助于进一步了解大鼠背根神经节神经元细胞电活动的机制。

Piezo机械敏感性离子通道在胃肠道中的表达及功能

Piezo是一类新型的机械敏感性通道蛋白,可以感受细胞膜机械力变化,对细胞机械敏感性至关重要。肠上皮嗜铬细胞、肠平滑肌细胞和Cajal间质细胞等胃肠道机械敏感性细胞均可通过机械敏感性离子通道来响应机械力,影响胃肠道的生理功能。该文就Piezo在组织器官中的表达及功能进行介绍,重点阐述Piezo在胃肠道各组织中的表达及功能,探讨Piezo对在生理及病理条件下的胃肠道产生的作用及影响。