Piezo1 通道介导的 Ca2+ 信号抑制脂多糖诱导的 NF-κB 炎症信号通路激活以及小胶质细胞中 TNF-α 和 IL-6 的产生

doi:10.4103/1673-5374.371355

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0001-6398-0411 (Lin-Hua Jiang)

Abstract: Microglial cells are the key immunocompetent cells in the central nervous system (CNS) and play a crucial role in CNS health and disease (Paolicelli et al., 2022). Under the homeostatic conditions, microglial cells assume diverse and dynamic states, depending upon interactions with neighboring cells and structures in local contextual settings, continuously patrol brain parenchyma utilizing their highly mobile fine processes, phagocytize protein aggregates, unwanted synapses and cells to maintain CNS health, and secrete neurotrophic factors to support neuronal function (Colonna and Butovsky, 2017; Paolicelli et al., 2022). In response to damage or infection, microglial cells change to different functional states, in many cases accompanied with distinct morphology characterized by an enlarged cell body with short and thick processes. Mechanistically, such changes in the states of microglial cells, commonly referred to microglial activation, are initiated upon ligation of pattern recognition receptors to damage-associated molecular patterns from host cells, or pathogen-associated molecular patterns from invading pathogens, and enable microglial cells to coordinate an immune response to reinstate CNS homeostasis (Colonna and Butovsky, 2017; Paolicelli et al., 2022). However, incomplete resolution of the immune response leading to chronic inflammation or, more specifically, unwanted production of neurotoxic inflammatory mediators that can damage synapses and neurons and thereby impair CNS function. Such microglial cell-mediated action is an important factor driving the progression of age-related neurodegenerative diseases, including Alzheimer’s disease (AD) (Takata et al., 2021).

. Piezo1 通道介导的 Ca2+ 信号抑制脂多糖诱导的 NF-κB 炎症信号通路激活以及小胶质细胞中 TNF-α 和 IL-6 的产生[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2023, 18(11): 2385-2386.

Mo Zhang, Philippa Malko, Lin-Hua Jiang. Mechanosensitive Piezo1 channel regulation of microglial cell function and implications to neurodegenerative diseases and neuroinflammation[J]. Neural Regeneration Research, 2023, 18(11): 2385-2386.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

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美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

Scopus荷兰《医学文摘库/医学文摘》（Excerpta Medica, EM）

波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

中国科技期刊数据库-统计源期刊（CSTPCD）

编委会

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苏国辉院士（Kwok-fai So, Chair Professor and Head, Jessie Ho Professor in Neuroscience, Department of Anatomy, The University of Hong Kong）。

徐晓明教授（Xiao-ming Xu, Professor and Mari Hulman George Chair of Neurological Surgery, Scientific Director of Spinal Cord and Brain Injury Research Group, Indiana University School of Medicine）

联系方式：Email: szb@nrren.org 电话：+86 138 0499 8773

编委会成员

期刊编委队伍由国际神经再生领域著名学者、中国科学院院士、香港大学苏国辉教授和美国印第安纳大学徐晓明教授领导的由100多位国际神经再生优秀专家组成。共同致力于创办一本发表神经再生领域专业学术研究经同行严格评审的优秀学术期刊。

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讨论

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摘要：非结构式， 250单词。

引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

利益冲突：

参考文献：采用 Journal of Neuroscience格式。

特邀述评类文章：观点、点评、研究亮点、给编辑的信等。

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（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

给编辑的信栏目文章要求：

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文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

文章快阅

延伸阅读

NRR：英国利兹大学Lin-Hua Jiang团队发现Piezo1通道作为阿尔茨海默病及其他中枢神经系统疾病的新治疗靶点

最近的几项研究使用小鼠 BV2 小胶质细胞、原代小鼠小胶质细胞、人类 SV40 小胶质细胞和人类诱导型多能干细胞衍生的小胶质细胞样细胞检测了 Piezo1 通道在小胶质细胞中的表达。在这些细胞制剂中始终检测到 Piezo1 mRNA 和/或蛋白质表达。正如在人小胶质细胞样细胞中所证明的那样，在低渗溶液中由膜拉伸引起的膜压力引起细胞内 Ca2+ 浓度的增加。暴露于 Piezo1 通道特异性激动剂 Yoda1 也提高了人小胶质细胞样细胞、BV2 细胞和原代小鼠小胶质细胞的细胞内 Ca2+ 浓度。Yoda1 诱导的 BV2 细胞和原代小鼠小胶质细胞中细胞内 Ca2+ 的增加依赖于细胞外 Ca2+ 流入。机械或化学诱导的 Ca2+ 反应被预先用已知会抑制 Piezo1 通道的钌红或 GsMTx4 或小干扰 RNA处理以抑制 Piezo1 表达的处理所抑制。 Yoda1 诱导的 Ca2+ 反应因先前用淀粉样蛋白β42 处理而降低。另一项研究显示，暴露于淀粉样蛋白β42 原纤维（淀粉样斑块的关键成分，比健康脑组织表现出更大的刚度）或 Yoda1 增强了在培养的原代小鼠小胶质细胞中观察到的 Ca2+ 瞬变的幅度和频率。暴露于淀粉样蛋白β42原纤维或 Yoda1 会在原代小鼠小胶质细胞中诱导离子电流，这会被钌红或 GsMTx4 的先前处理所消除。这些研究提供了强有力的证据支持 Piezo1 通道在人和小鼠小胶质细胞中表达为细胞表面的 Ca2+ 可渗透通道，介导机械或化学诱导的 Ca2+ 信号传导。最近的两项研究调查了小胶质细胞 Piezo1 通道表达是否在阿尔茨海默病中发生了改变，不幸的是，研究结果存在明显的差异。一项研究未检测到野生型和 5xFAD阿尔茨海默病小鼠的 Piezo1 mRNA 和蛋白表达没有差异，但根据对已发表数据的详细分析显示，在 5xFAD 小鼠的疾病相关小胶质细胞亚群中下调了 Piezo1 表达，并在一个亚群中上调了表达阿尔茨海默病患者的小胶质细胞。另一项研究记录了 5xFAD 小鼠和阿尔茨海默病患者中与淀粉样斑块相关的 Iba1 阳性小胶质细胞中 Piezo1 蛋白表达增加。

来自英国利兹大学Lin-Hua Jiang团队认为，小胶质细胞迁移和吞噬能力受损以及小胶质细胞过度产生促炎细胞因子在阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的发病机制中起着关键作用。激活小胶质细胞中的Piezo1通道可以恢复小胶质细胞的稳态状态和相关细胞功能，包括移动性和吞噬作用，以及产生促炎细胞因子的能力，并改善阿尔茨海默病发病机制。靶向Piezo1通道提供了一个很有希望的机会来评估广泛认可的观点，即恢复小胶质细胞的稳态是神经退行性疾病的可行治疗策略。Piezo1通道已被淀粉样蛋白β42原纤维激活，但被未定义形式的可溶性淀粉样蛋白β42抑制。目前尚不清楚淀粉样蛋白β42如何对Piezo 1通道发挥这种相反的作用，并影响促炎细胞因子的产生和阿尔茨海默病发病机制；Piezo1通道激活是否调节小胶质细胞产生抗炎介质的能力，抗炎介质对于及时终止免疫反应和促进组织修复至关重要。研究这种Piezo1通道介导的机制是否参与或避免其他神经退行性疾病和创伤性脑损伤也是很有意思的。显然，需要更多的研究来回答这些重要问题，以帮助获得Piezo1通道在阿尔茨海默病发病机制和发展中的表达和参与的机制见解。

文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年 11月 11 期发表。