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作者及研究机构

该研究的主要作者包括Zili Xie、Jing Feng、Timothy J. Hibberd、Bao Nan Chen、Yonghui Zhao、Kaikai Zang、Xueming Hu、Xingliang Yang、Lvyi Chen、Simon J. Brookes、Nick J. Spencer和Hongzhen Hu。研究由多个机构合作完成，包括华盛顿大学医学院麻醉学系、上海药物研究所、弗林德斯大学医学院等。该研究于2023年2月15日发表在《Neuron》期刊上。

学术背景

该研究的主要科学领域是神经科学，特别是与内脏疼痛相关的机械感受机制。内脏疼痛是炎症性肠病（IBD）和功能性胃肠道疾病（如肠易激综合征，IBS）患者的主要症状之一，但其机制尚不明确。已知机械性刺激（如扩张或拉伸）是引发内脏疼痛的主要因素，但具体涉及的分子机制仍未完全阐明。研究团队旨在探索Piezo2通道在TRPV1表达的内脏伤害感受器中的作用，特别是在内脏机械感受和疼痛信号传递中的作用。研究的目标是通过实验验证Piezo2通道在内脏机械感受中的关键作用，并探讨其作为治疗靶点的潜力。

研究流程

研究分为多个步骤，以下是详细的工作流程：

1. TRPV1表达的内脏伤害感受器的消融实验
   研究团队首先通过病毒介导的基因操作技术，选择性地消融了结肠神经支配的TRPV1表达的伤害感受器。实验使用了一种腺相关病毒（AAV）载体，编码白喉毒素亚基A（DTA），并在TRPV1-Cre小鼠中进行了结肠内注射。通过逆行示踪技术，研究团队验证了消融的效果，并观察到消融后小鼠对结肠扩张（CRD）引发的内脏运动反应（VMR）显著减少。

2. Piezo2通道的条件性敲除实验
   为了研究Piezo2通道的作用，研究团队生成了TRPV1-Cre::Piezo2fl/fl小鼠，选择性地敲除了TRPV1神经元中的Piezo2功能。通过单细胞定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR）和RNAscope原位杂交技术，研究团队验证了Piezo2 mRNA在结肠神经支配的背根神经节（DRG）神经元中的表达。随后，通过全细胞膜片钳记录，研究团队检测了机械激活电流（MA电流），发现Piezo2敲除后MA电流显著减少。

3. 体外内脏传入神经记录
   研究团队进行了体外结肠-盆腔神经记录实验，观察了Piezo2敲除小鼠对机械性刺激（如环向拉伸）的反应。结果显示，Piezo2敲除小鼠的机械性刺激引发的动作电位发放显著减少。

4. 小鼠模型中的内脏疼痛实验
   研究团队使用了两种小鼠模型来验证Piezo2在内脏疼痛中的作用：酵母聚糖（zymosan）诱导的IBS模型和部分结肠梗阻（PCO）模型。通过记录VMR，研究团队发现Piezo2敲除小鼠在这些病理条件下的内脏疼痛反应显著减轻。

5. 病毒介导的Piezo2功能敲低实验
   为了进一步验证Piezo2的作用，研究团队在Piezo2fl/fl小鼠中注射了编码GFP-Cre的AAV病毒，选择性地敲低了结肠神经支配的DRG神经元中的Piezo2功能。实验结果显示，敲低Piezo2后，小鼠对CRD引发的VMR显著减少。

主要结果

1. TRPV1表达的内脏伤害感受器的消融实验
   消融TRPV1表达的伤害感受器后，小鼠对CRD引发的VMR显著减少，表明TRPV1表达的神经元在内脏机械感受中起关键作用。

2. Piezo2通道的条件性敲除实验
   Piezo2敲除后，机械激活电流显著减少，表明Piezo2在机械感受中起重要作用。此外，体外结肠-盆腔神经记录显示，Piezo2敲除小鼠对机械性刺激的反应显著减弱。

3. 小鼠模型中的内脏疼痛实验
   在酵母聚糖诱导的IBS模型和PCO模型中，Piezo2敲除小鼠的内脏疼痛反应显著减轻，表明Piezo2在病理条件下的内脏疼痛中起关键作用。

4. 病毒介导的Piezo2功能敲低实验
   敲低Piezo2后，小鼠对CRD引发的VMR显著减少，进一步验证了Piezo2在内脏机械感受中的重要性。

结论

该研究首次揭示了Piezo2通道在TRPV1表达的内脏伤害感受器中的关键作用，特别是在内脏机械感受和疼痛信号传递中的作用。研究结果表明，Piezo2不仅参与生理条件下的机械感受，还在病理条件下的内脏疼痛中起重要作用。这一发现为开发针对慢性内脏疼痛的治疗策略提供了新的潜在靶点。

研究亮点

1. 重要发现
   该研究首次证明了Piezo2通道在TRPV1表达的内脏伤害感受器中的关键作用，揭示了其在机械感受和疼痛信号传递中的重要性。

2. 方法创新
   研究团队使用了多种先进的实验技术，包括病毒介导的基因操作、单细胞qRT-PCR、RNAscope原位杂交、全细胞膜片钳记录和体外神经记录等，系统地验证了Piezo2的功能。

3. 研究对象的特殊性
   研究聚焦于内脏疼痛这一临床难题，特别是与IBS和PCO相关的内脏疼痛，具有重要的临床意义。

其他有价值的内容

研究团队还探讨了Piezo2与其他离子通道（如TRPV1和TRPA1）的相互作用，提出了Piezo2在多种离子通道调控下的复杂机制，为未来的研究提供了新的方向。此外，研究还验证了Piezo2在病理条件下的上调表达，进一步支持了其作为治疗靶点的潜力。

该研究不仅揭示了Piezo2在内脏疼痛中的关键作用，还为开发新的治疗策略提供了重要的理论依据。