據記者獲悉，2021年6月10日，廈門大學生命科學學院周大旺和陳蘭芬教授研究團隊在《Nature Communications》雜志上發(fā)表了題為“TLR4 signalling via Piezo1 engages and enhances the macrophage mediated host response during bacterial infection”的研究論文，該工作揭示了機械力感應受體Piezo1在宿主抗感染中的重要調控作用。

TLR信號通路在天然免疫對抗感染中具有重要作用，吞噬細胞上的TLR受體在宿主識別入侵的病原體后可以快速激活下游信號來啟動天然免疫系統(tǒng)來清除它們。吞噬性細胞將病原體內吞后形成吞噬小泡，并協(xié)同招募線粒體使其向吞噬小泡內釋放大量ROS來實現(xiàn)殺死病原體的作用。2015年周大旺和陳蘭芬教授研究團隊在《Nature immunology》發(fā)表封面文章闡釋了吞噬細胞中TLR信號通路可以激活Hippo信號通路關鍵激酶Mst1和Mst2，進而活化Rac家族蛋白來調節(jié)線粒體向吞噬小泡募集并釋放ROS來清除病原體，然而TLR受體是通過何種機制激活Mst1/2尚未被闡明。而本次研究結果揭示了TLR4可以和機械敏感性離子通道Piezo1協(xié)同作用，通過鈣離子激活CaMKII-Mst1/2-Rac信號通路，來清除病原體。

機械敏感性離子通道Piezo1在2010年被首次發(fā)現(xiàn)，Piezo1作為一種細胞感應外界機械力的感受器，可以在多種機械力刺激下被激活，從而特異性的將細胞外鈣離子運輸?shù)桨麅取Ｃ庖呒毎跈C體各個組織中巡回遷移監(jiān)視并及時清除各類入侵的病原體，在這過程中遭受各類機械力的刺激與調控。本項研究發(fā)現(xiàn)當巨噬細胞在細菌感染或者TLR4配體LPS刺激下，Piezo1會和TLR4形成復合體，促進F-actin重組并重塑細胞骨架來促進細菌吞噬、增強吞噬體招募線粒體、ROS的產生和殺滅細菌。研究進一步揭示了激活Piezo1產生的鈣流，可以活化CaMKII，進而磷酸化和激活Hippo信號通路關鍵激酶Mst1/2，從而進一步活化Rac信號通路來促進巨噬細胞的吞噬和細菌清除能力。相應地，在巨噬細胞中抑制CaMKII、敲除Mst1/2或Rac1均可以造成和Piezo1缺陷相似的細菌清除能力下降的表型。該研究發(fā)現(xiàn)Piezo1所介導的機械力傳導信號對于TLR4調控的宿主抗病原體的天然免疫應答中具有重要作用。

廈門大學的博士后耿晶（現(xiàn)為西安交通大學教授），博士生史一然和章津嘉為論文共同第一作者，通訊作者為周大旺和陳蘭芬教授。該研究工作獲得了國家自然科學基金、科技部重點研發(fā)專項等資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-021-23683-y

來源：廈門大學