Piezo蛋白在PI-IBS内脏机械高敏感性形成中的作用

In our previous research we have found the postinfectious irritable bowel syndrome (PI-IBS) model mice exist visceral mechanical hypersensitivity, however, the molecular mechanisms are still unknown. Recent studies found the piezo protein families were the key protein channels in the cell sensing mechanical stimulation and forming mechanically activated currents. The piezo protein plays key role in the cell sensing the mechanical stimulation and then translates mechanical force signal into conductible biological electrical signals. Our preliminary investigation found the piezo protein expressed in the mouse enteric nervous system,so we speculate that the piezo protein may be the key factor in the visceral mechanical hypersensitivity formation of PI-IBS. The purpose of this study is to identify whether the piezo protein plays an essential role in the visceral mechanical hypersensitivity formation of PI-IBS, and then participates the patho- physiological process of PI-IBS. We will confirm this hypothesis through different levels including in vitro and in vivo by immunohistochemistry, western-blot, patch clamp recording the electrophysiological changes of ENS and DRG neurons, mesenteric nerve discharge changes and so on. Through this study we can further clarify the pathophysiology mechanism of PI-IBS and we can also understand the function of enteric nervous system (ENS) and dorsal root ganglion(DRG) better. So we can provide new treatment target for PI-IBS in the future.

我们前期研究已经证实感染后肠易激综合征模型鼠存在内脏机械高敏感性，但其分子机制仍不明确。最近研究发现piezo蛋白家族为细胞受到机械刺激形成机械激活电流的关键蛋白通道，在细胞感受机械刺激并将机械力信号转化为可传导的生物电信号中起核心作用。我们初步研究发现piezo蛋白在鼠肠神经系统中表达，因此推测piezo蛋白可能是内脏机械高敏感性形成的关键。本研究目的是明确piezo蛋白是否在PI-IBS模型鼠内脏机械高敏感性形成中起核心作用，从而参与PI-IBS病理生理过程。我们通过免疫组织化学、Western-blot，膜片钳记录ENS和DRG神经元电生理，神经电生理记录仪记录肠系膜神经放电改变等方法从体内和体外不同水平来证实piezo蛋白是否参与PI-IBS内脏机械高敏感性的形成。本研究可以进一步明确PI-IBS病理生理机制，而且使我们更深入了解ENS和DRG的功能，也为PI-IBS治疗提供靶点。

我们的前期研究已经证实，感染后肠易激综合征模型鼠存在内脏机械高敏感性，但其分子机制尚不明确。最近研究发现，piezo1/2蛋白几组为细胞感受机械刺激形成机械激活电流的关键蛋白通道，在细胞感受机械刺激并将机械力信号转化为可传导的生物电信号中起到核心作用。我们推断piezo1/2蛋白可能是内脏机械高敏感性形成的关键。本研究以感染后肠易激综合征模型鼠为载体，研究模型内脏机械高敏感形成的病理生理学机制。我们的研究显示：1.piezo蛋白是多次跨膜的蛋白分子，表达于膜系统。2.旋毛虫感染后鼠存在内脏敏感性，对直肠刺激反应增加，肠道传入神经放电频率和幅度增加，进一步研究发现，肥大细胞参与了PI-IBS模型鼠肠系膜神经高兴奋性的过程。3.piezo1/2表达于肠道上皮及神经系统。4.piezo1/2表达在模型鼠增加，与内脏敏感性相关。5.菌群移植后鼠存在内脏高敏感的改善，其piezo1/2表达相应减低，侧面证实piezo1/2参与内脏敏感性调节。本研究进一步明确了PI-IBS的病理生理机制，为PI-IBS治疗新靶点提供依据。