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机械力和组织力会影响发育中大脑的形态，然而其背后的分子机制，目前研究人员并不清楚。近日，一篇发表在国际杂志Journal of General Physiology上题为“Piezo1 regulates cholesterol biosynthesis to influence neural stem cell fate during brain development”的研究报告中，来自加利福尼亚大学等机构的科学家们通过研究揭示了机械力和组织力影响发育中大脑形态学的分子机制，同时他们还建立了在神经发育期间神经干细胞中机械激活离子通道Piezo1和细胞内胆固醇水平之间的直接关联。
相关研究结果表明揭示了Piezo1在神经发育过程中所扮演的关键角色，这一过程或能通过影响细胞中胆固醇的代谢来调节细胞的数量、质量和组织。研究者Medha Pathak说道，这篇文章中，我们将Piezo1与胆固醇水平之间联系起来或能帮助研究Piezo1在与胆固醇平衡相关的神经退行性疾病中所扮演的关键角色，通过疗法来控制Piezo1的活性，研究人员或许就能开发出治疗某些疾病的新型疗法。
科学家揭示了大脑发育期间Piezo1离子通道和机体胆固醇水平之间的关联。
图片来源：UCI School of Medicine
神经发育是一个多步骤过程，其主要涉及多种复杂事件的调节，从而帮助产生大脑和脊髓；随着大脑的发育，细胞会不断繁殖并组织成结构，且能与其它细胞连接，这些过程就能够产生机械力，从而进一步塑造大脑的模式，但研究人员并不完全理解细胞检测这些机械性信号的分子机制。研究者Jamison Nourse说道，此前我们发现，Piezo1通道能被激活从而在人类胎儿大脑衍生的神经干祖细胞中对外部施加和细胞所产生的机械力产生反应，而在当前研究中，研究人员发现，Piezo1对于大脑的合适发育非常重要，通过这一研究，研究者发现了Piezo1和胆固醇生物合成之间的新型关联，其或许能帮助调查机械力影响大脑脂质代谢的分子机制。
此前的研究已经确定了Piezo家族的机械激活离子通道在多种生理学系统的机械传导中所发挥的作用，包括血管发育、心血管功能平衡、淋巴发育、红细胞体积调节、神经元的压力感受器反应、软骨力学、骨形成、巨噬细胞极化反应、伤口愈合中角质细胞的迁移和神经干细胞命运；早在2021年，来自Scripps研究所的Ardem Patapoutian教授就因发现了Piezo通道而获得了诺贝尔生理学或医学奖。
研究者指出，不合适的大脑发育会引发机体终身畸形和功能缺陷，然而尽管研究人员并不理解很多大脑发育缺陷背后的原因，但本文研究为理解大脑缺陷产生的分子机制提供了新的线索和方法。目前研究者Pathak及其同事计划继续深入研究在早期人类大脑发育和成年发病的神经退行性疾病中Piezo所发挥的作用及其对机体胆固醇代谢的影响效应。
综上，本文研究结果在神经干细胞中建立了Piezo、细胞内胆固醇水平和机体神经发育之间的直接关联。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
Jamison L. Nourse，Vivian M. Leung，Hamid Abuwarda,et al. Piezo1 regulates cholesterol biosynthesis to influence neural stem cell fate during brain development，Journal of General Physiology(2022). DOI: 10.1085/jgp.202213084
