Ученые из Исследовательского института Скриппса идентифицировали белок в сенсорных нервах, он функционирует как ключевой детектор зуда, в частности, “механического” раздражителя, вызванного ползающими насекомыми, волокнами шерсти или другими раздражающими предметами, которые касаются кожи.
Открытие, опубликованное в журнале Nature, является первой идентификацией датчика механического зуда, а не зуда, вызванного химическими веществами. Это может привести к улучшению лечения таких зудящих заболеваний, как экзема и псориаз.
“Результаты помогают нам понять сложность ощущения зуда и предполагают, что ингибиторы PIEZO1 могут быть очень полезны в клинической практике”, — рассказывает старший автор исследования Ардем Патапутиан, профессор кафедры неврологии Scripps Research и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза.
Зуд – это особое ощущение, имеющее свою собственную нейронную схему и эволюционную цель – вероятно, чтобы предупреждать организмы о потенциально опасных химических веществах, насекомых и паразитах. За последние десять лет исследователи выявили специфические для зуда подмножества спинальных нейронов, которые распространяют нервные волокна в кожу и чувствительны к химическим триггерам зуда, таким как гистамин – медиатор аллергии. Но до сих пор относительно мало известно о механизме зуда.
Роль PIEZO1 в механическом зуде была неожиданной. Эти уникальные “механосенсорные” ионные каналы в форме пропеллера встроены в наружные мембраны многих типов клеток. Они активируются при механических деформациях, открывая свои ионные каналы и запуская различные последующие события.
Патапутиан и его коллеги показали, что PIEZO2 является ключевым механосенсором для легкого прикосновения, ощущения положения тела и конечностей, а также позывов к мочеиспусканию – все через нервы в различных тканях и органах. Исследователи обнаружили, что PIEZO1 выполняет множество несенсорных функций в организме, например, в кровеносных сосудах и эритроцитах.
Хотя первоначальные исследования показали, что PIEZO1 не экспрессируется в сенсорных нейронах, другие недавние исследования показали, что он экспрессируется на низком уровне в некоторых подмножествах этих нейронов.
В экспериментах на мышах они подтвердили, что PIEZO1 экспрессируется и является функциональным белком ионного канала, чувствительного к механическому давлению, в двух различных типах сенсорных нейронов, которые уже были связаны с химическим зудом. Мыши с гиперактивной формой PIEZO1 были заметно более чувствительны к ощущению зуда. Напротив, мыши, лишенные PIEZO1 в сенсорных нейронах, чесались гораздо меньше, когда их кожу стимулировали нитями, которые обычно вызывают интенсивный зуд. Исследователи также показали, что соединение, блокирующее PIEZO1, облегчает почесывание у мышей с эквивалентом экземы.
Любопытно, что отсутствие или повышение активности PIEZO1 у мышей вызывало, по крайней мере, небольшое уменьшение или увеличение почесывания, вызванного химическими триггерами зуда, такими как гистамин, предполагая, что механические и химические сигналы зуда действительно передаются в некоторых случаях одними и теми же сенсорными нейронами.
