Идентифицирана е мозъчната верига зад сърбящите пуловери

Учените от Scripps Research са идентифицирали протеин в сетивните нерви, който работи като ключов детектор на сърбеж – по-специално „механичния“ стимул за сърбеж на пълзящи насекоми, вълнени влакна на пуловера или други дразнещи предмети, които докосват кожата.

Откритието, публикувано на 22 юни 2022 г природата, е първата идентификация на сензор за механичен сърбеж, а не за химически задействан сърбеж. Това може да доведе до по-добро лечение на състояния на сърбеж като екзема и псориазис.

„Тези открития ни помагат да разгадаем сложността на усещането за сърбеж и предполагат, че PIEZO1 инхибиторите могат да бъдат много полезни клинично“, се казва в проучване на старши автор д-р Ардем Патапутянпрофесор в катедрата по невронауки в Scripps Research и изследовател от Медицинския институт Хауърд Хюз.

Сърбежът е отделно усещане със собствена нервна верига и еволюционна цел – вероятно да предупреждава организмите за потенциално вредни химикали, насекоми и паразити. Изследователите през последното десетилетие или около това са идентифицирали специфични за сърбежа подгрупи от гръбначни неврони, които разширяват нервните влакна в кожата и са чувствителни към химически причинители на сърбеж, като медиатора на алергията хистамин. Но досега сравнително малко е открито за схемата на механичния сърбеж.

Ролята на PIEZO1 в механичния сърбеж беше неочаквана. Патапутян спечели дял от миналогодишната Нобелова награда за медицина или физиология за пионерското изследване на своята лаборатория върху PIEZO1 и неговия сестрински протеин PIEZO2. Тези уникални йонни канали с форма на витло „механосензор“ са вградени във външните мембрани на много типове клетки. Те се активират при механично изкривяване, отваряйки йонните си канали и задействайки различни събития надолу по веригата. От 2010 г. Патапутян и колегите му показват, че PIEZO2 е ключов механосензор за леко докосване, усещане за позициониране на тялото и крайниците и желание за уриниране – всичко това чрез нерви в различни тъкани и органи. За разлика от тях, изследователите са открили, че PIEZO1 има различни несензорни роли в цялото тяло, например в кръвоносните съдове и червените кръвни клетки.

Докато техните първоначални проучвания предполагат, че PIEZO1 не се експресира в сензорни неврони, други скорошни изследвания предполагат, че той се експресира на ниски нива в някои подгрупи на тези неврони. В новото проучване Патапутиан и неговият екип, включително първият автор на изследването Роуз Хил, доктор по философия, научен сътрудник след докторантура, последваха тази изненадваща преднина.

В експерименти с мишки те потвърдиха, че PIEZO1 се експресира и изглежда е функционален, механичен чувствителен на налягане протеин на йонни канали в два различни типа сензорни неврони, които вече са замесени в химическия сърбеж. Мишките със свръхактивна форма на PIEZO1 са значително по-чувствителни към усещанията за сърбеж. За разлика от тях, мишки без PIEZO1 в техните сензорни неврони се надраскаха много по-малко, когато бяха стимулирани върху кожата с нишки, които обикновено предизвикват силни усещания за сърбеж. Изследователите също така показаха, че PIEZO1-блокиращо съединение облекчава поведението при надраскване при мишки с еквивалента на екзема.

„Ние видяхме драматичен ефект върху сърбежа с това съединение и въпреки че не беше достатъчно специфично срещу PIEZO1, за да се превърне в лекарство, се надяваме в крайна сметка да разработим много по-специфично за PIEZO1 съединение за лечение на състояния на сърбеж“, казва Хил.

Любопитно е, че отсъствието или повишаването на активността на PIEZO1 при мишки причинява поне малко намаляване или увеличаване на надраскването поради химически тригери за сърбеж като хистамин – което предполага, че механичните и химическите сигнали за сърбеж наистина се предават в някои случаи от едни и същи сензорни неврони.

Сега изследователите проучват дали вариантите на гена PIEZO1 в човешката популация са свързани с чувствителността към сърбеж. Патапутанската лаборатория публикува a хартия през 2018 г., което показва, че леко свръхактивна форма на PIEZO1, която също има ефект да прави червените кръвни клетки относително устойчиви на маларийни паразити, присъства при около една трета от хората с африкански произход.

Препратки: Хил, RZ; Силно, MC; Дубин, А.Е.; Пийт, Б.; Patapoutian, A. PIEZO1 Трансдуцира механичен сърбеж при мишки. природата 2022 г1–7. https://doi.org/10.1038/s41586-022-04860-5.

Тази статия е препубликувана от следното материали. Забележка: материалът може да е редактиран за дължина и съдържание. За повече информация, моля, свържете се с цитирания източник.