Gut Piezo1 regula la homeostasis intestinal y ósea a través de la detección de ARN
Modelo esquemático de la producción de serotonina mediada por ARN fecal. Crédito: Kenta Maruyama
Las células enterocromafines intestinales regulan la homeostasis intestinal y ósea a través de la producción de serotonina. Un informe reciente sugirió que los microbios intestinales regulan los niveles de serotonina, pero los mecanismos moleculares subyacentes no se han explorado. Aquí, se informa que Piezo1 es crucial para la producción de serotonina en el intestino. Los investigadores descubrieron que el ARN derivado de bacterias podría activar Piezo1, lo que conduciría a la producción de serotonina a partir de células enterocromafines, y que el eje ARN-Piezo1 podría ser un objetivo importante para el tratamiento de trastornos óseos e intestinales.
En un nuevo estudio publicado en Cell, «la detección de ARN por Piezo1 intestinal es esencial para la síntesis de serotonina sistémica», un equipo de investigación dirigido por Kenta Maruyama MD, Ph.D. del Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas (NIPS) exploró el papel de Piezo1, un receptor de detección mecánica, en la detección del ARN bacteriano. Descubrieron que el piezo1 intestinal estimulado por el ARN bacteriano era fundamental para la producción de serotonina, una hormona importante que regula la homeostasis intestinal y ósea.
La serotonina es fundamental para el funcionamiento normal del sistema nervioso central y periférico para controlar las emociones. , peristalsis y presión arterial. Los dos orígenes de producción de serotonina incluyen las neuronas cerebrales y las células enterocromafines intestinales. En particular, la serotonina no cruza la barrera hematoencefálica y el 90% de la serotonina total del cuerpo es secretada por las células enterocromafines, lo que establece al intestino como la principal fuente de serotonina periférica. La mayor parte de la serotonina derivada del intestino es absorbida por las plaquetas que la liberan después de varias estimulaciones. Esto conduce entonces a la activación de varios fenómenos biológicos, como el peristaltismo intestinal y la inflamación intestinal.
Curiosamente, se ha informado que una pequeña fracción de la serotonina derivada del intestino actúa como una hormona. Por ejemplo, la serotonina inhibe la función de los osteoblastos formadores de hueso. En particular, la eliminación específica del intestino de triptófano hidroxilasa-1 (Tph-1), una sintasa que genera serotonina a partir de triptófano, conduce al fenotipo de masa ósea alta. A pesar de las funciones pleiotrópicas de la serotonina derivada del intestino en varios fenómenos biológicos, los mecanismos moleculares que controlan la producción de serotonina siguen sin explorarse en gran medida.
La sensación de las fuerzas mecánicas en el intestino es fundamental para el peristaltismo normal, pero sus mecanismos moleculares son elusivo. Recientemente se identificó el canal catiónico mecanosensible Piezo1, que se expresa en varios tejidos y es fundamental para la mecanotransducción en el desarrollo vascular, el control del volumen de glóbulos rojos y la homeostasis de la presión arterial. A pesar de la importancia de Piezo1 en la mecanosensación, su función en el intestino aún está por explorarse.
En este estudio, el equipo de investigación del NIPS demostró que el ARN monocatenario derivado del microbioma (ssRNA) induce la producción de serotonina. de las células enterocromafines intestinales a través de Piezo1 en ausencia de fuerza mecánica. La deleción específica del epitelio intestinal de Piezo1 provoca alteración del peristaltismo intestinal, manifestaciones leves de colitis experimental y aumenta la masa ósea acompañada de niveles bajos de serotonina sérica. Los investigadores descubrieron además que los extractos fecales de ratón contienen grandes cantidades de ARN y el ARN fecal purificado activa Piezo1. Sorprendentemente, la RNasa A, una enzima degradante de ssRNA, suprime la actividad del ligando del ARN fecal y suprime con éxito el nivel de serotonina sérica y aumenta la masa ósea mediante infusión en el colon. Estos hallazgos indican que apuntar al ssRNA intestinal puede ser una buena estrategia para modular la fisiopatología asociada a la serotonina derivada del intestino.
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La investigación intestinal profundiza en los problemas de obesidad Más información: Erika Sugisawa et al. La detección de ARN por Gut Piezo1 es esencial para la síntesis sistémica de serotonina, Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.06.022 Información de la revista: Cell
Proporcionado por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales Cita: Gut Piezo1 regula la homeostasis intestinal y ósea a través de Detección de ARN (2020, 7 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-gut-piezo1-bone-homeostasis-rna.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.