研究人员发现了可能帮助人体感应整个膀胱的基因

在美国国立卫生研究院(NIH)资助的一项涉及NIH临床中心试验中的小鼠和小鼠的研究中，研究人员发现，一种名为PIEZO2的基因可能与小便的强烈冲动有关，我们通常会感到几种一天的时间。研究结果发表在《自然》杂志上，表明当我们的膀胱已满并且需要排空时，该基因可以帮助身体上的至少两种不同类型的细胞。这些结果也扩大了在基因控制下新发现的感觉的清单。

排尿对我们的健康至关重要。这是我们身体处理废物的主要方式之一。我们展示了特定的基因和细胞如何在启动此过程中发挥关键作用。我们希望这些结果能更详细地了解在健康和疾病条件下排尿的工作方式。”

Ardem Patapoutian博士，加州拉霍亚斯克里普斯研究所教授，该论文的高级作者

当肾脏从血液中提取废物和多余的水并将其发送到膀胱时，就会产生尿液。随着时间的流逝，它会像气球一样充满并膨胀，使膀胱肌肉承受压力。然后，在某个时刻，身体感觉到自己已经达到极限，从而触发了排尿的冲动。

PIEZO2基因包含有关制造蛋白质的说明，该蛋白质在拉伸或挤压细胞时会被激活。在这项研究中，研究人员发现，天生具有PIEZO2基因缺陷的患者在感知膀胱充盈方面有困难，而小鼠实验表明该基因在此过程中起着两个关键作用。它可以帮助某些膀胱细胞调节扩张，同时还可以激发神经元将张力信号传递到神经系统的其他部位。

这项研究是Patapoutian博士团队与NIH国家补充与综合健康中心(NCCIH)高级研究员Alex Chesler博士领导的NIH实验室研究人员的合作，该论文的资深作者，美国国立卫生研究院(NIH)国家神经疾病与中风研究所(NINDS)的高级研究员，医学博士CarstenBönnemann。

2010年，Patapoutian博士的团队在一系列小鼠脑肿瘤中发现了PIEZO2基因以及一个类似的基因PIEZO1。在此之前，科学家仅从苍蝇，蠕虫和小鼠中了解到少数几个罕见的例子，这些例子中的基因帮助毛发皮肤细胞等组织感知形状和压力的变化。自发现以来，Patapoutian博士的团队和其他研究人员主要在小鼠中证明PIEZO2基因可能在整个人体中发挥许多作用，包括控制触摸，振动，疼痛和本体感觉的感觉，即对人体在太空中的无意识感知。

最近，Patapoutian博士和Chesler博士的团队一直在研究PIEZO2是否在排尿中起作用。

博士后Kara L. Marshall博士说：“有很多理由认为PIEZO2对排尿很重要。从理论上讲，它是其他内部感觉过程的压力传感器，因此很有意义。” Patapoutian博士团队的研究员，也是该研究的主要作者。

然后在2015年，取得了突破。美国国立卫生研究院的研究人员发现了天生具有PIEZO2基因突变的人。在NIH临床中心对这些PIEZO2缺陷的个体进行的初步评估重现了一些小鼠结果。他们没有本体感觉，也无法感觉到某种形式的触摸和疼痛。他们也有其他共同点。

“在对患者及其家人进行的背景访谈中，我们真的感到震惊。几乎每个人都提到患者排尿有问题。小时候，他们的便盆训练很麻烦。他们经常会尿路感染。而且大多数人遵循每日排尿时间表，”医学博士Dimah Saade说道，他是Bönnemann博士团队的临床研究员，也是该论文的作者。“看到一致的模式后，我们决定仔细研究。”

研究人员检查了病历，进行了超声波扫描，进行了问卷调查，并对12位5至43岁的患者及其家人进行了详细访谈。

几乎所有的患者都声称他们可以整天不需排尿，并且每天排尿的次数少于正常的五至六次。实际上，三名患者报告每天只去一次或两次。五名患者报告说，当他们最终感到确实有需要时，就会突然出现这种需求。7名患者报告排尿困难。他们要么不得不等待它的发生，要么需要按下小腹使其开始。

马歇尔博士说：“这些结果强烈表明，PIEZO2在排尿中起作用。” “我们想知道它可能如何做到这一点。”

在小鼠中进行的深入实验帮助他们解决了这个问题。

最初，研究人员发现PIEZO2基因在一些背根神经节(DRG)神经元中具有高活性，这些神经元将神经信号从小鼠膀胱发送到大脑。在先进的实时成像系统的辅助下，他们发现，当小鼠的膀胱充满液体时，这些细胞就会活跃起来。他们还发现，PIEZO2基因在一些“伞”细胞中被打开，这些细胞位于膀胱内部的细胞中。

切斯勒博士实验室的博士后尼玛•基谷尼(Nima Ghitani)博士说：“这些是了解PIEZO2在尿路哪里起作用的最初线索。他们建议它可以帮助控制膀胱。”研究。

接下来，他们发现从神经元和伞状细胞中删除该基因不仅降低了细胞对膀胱充盈的反应，而且还导致小鼠出现排尿问题。突变小鼠表现出一些失禁迹象，并且在笼子里随机排尿，而不是在对照组小鼠的角落里排尿。同时，突变的小鼠膀胱比正常人需要更多的液体和更大的压力来触发排尿，这让人想起了患者的报道。

他们还发现，从两种细胞类型中删除该基因具有更长的持久作用。例如，突变型膀胱的肌肉比对照组的肌肉厚，表明失去了感觉，从而重塑了膀胱。

博内曼博士说：“神经学家一直都知道神经系统和膀胱控制之间在意识和自动水平上都有很强的联系。” “我们的患者以及小鼠模型中的结果告诉我们，关键传感器PIEZO2的丢失如何深刻破坏正常膀胱控制背后的接线，最终使膀胱本身重塑形状。”

最后，研究人员发现，从伞形细胞或DRG神经元中删除PIEZO2基因产生的结果与同时从两种细胞类型中删除它的结果相似。从任一细胞中消除该基因会延长小鼠感觉需要挤压膀胱之前所花费的时间，并且会增加每次挤压过程中施加的压力。

切斯勒博士说：“我们的结果表明，PIEZO2基因如何紧密协调排尿。” “这是我们对互感的理解的重大进步，也就是对我们身体内部状况的感知。”

将来，研究人员将继续研究PIEZO2在排尿和其他感受性感官中的作用，同时还将探索其发现对数百万患有排尿控制问题的临床意义。

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