在这张小鼠胚胎晚期心脏拍摄的图像中，正在发育的冠状动脉通过抗体染成了青绿色。组织经过透明化处理后，使用光片显微镜拍摄了这张图片。图片来源：Mireia Pampols-Perez，Max Delbrück中心。
离子通道PIEZO2不仅仅传递触觉刺激，它在冠状血管的发育过程中也起到关键作用。这一发现由Annette Hammes领导的团队在《自然心血管研究》上发布。这些研究结果有助于更好地理解先天性心脏缺陷。
我们的皮肤能够感知到最轻微的微风。这种非凡的敏感性归功于嵌入细胞膜中的特殊离子通道，它们对外界机械刺激作出反应。现在，由Max Delbrück中心皮层发育分子信号通路实验室负责人Annette Hammes博士领导的团队证明，其中一种通道——PIEZO2——在冠状血管和心脏的形成中也扮演着至关重要的角色。
Max Delbrück中心的多个团队参与了这项研究，包括Gary Lewin、Holger Gerhardt和Norbert Hübner教授领导的小组。“在我们中心，我们汇集了广泛的专业知识来理解关键的生物过程，”Hammes说。这些新发现可能有助于识别先天性心脏病的原因，从而实现早期诊断和治疗。“PIEZO2也可能成为心血管疾病的新治疗靶点，”她补充道。
当冠状血管功能异常时
Hammes团队的主要作者Mireia Pampols-Perez博士利用小鼠模型证明，没有PIEZO2，冠状动脉无法正常发育。在这种离子通道缺失的情况下，小血管要么仍然过窄，要么以异常方式分支——减少了心肌的氧气供应。类似的小鼠畸形也在具有过度活跃PIEZO2变体的小鼠中出现，这在人类中会导致罕见的遗传性疾病Marden-Walker综合征。在这两种情况下，心肌组织，尤其是左心室会变得增厚，可能是由于血管生长异常所致。
“全基因组关联研究表明，PIEZO2基因的突变也可能与人类的心血管疾病相关，例如心力衰竭、高血压或动脉瘤，”Hammes解释道。“在这个离子通道在胚胎发育期间发生故障可能导致最初看似微妙但未察觉的血管变化——最终在生命后期或身体压力下引发严重的心脏问题。”
PIEZO2通常仅在冠状动脉内皮细胞的胚胎阶段活跃。出生后，这个通道一般会关闭。“然而，有证据表明，在某些条件下，它可能会在成人心脏中重新表达，可能有助于血管再生，”Hammes说。“当然，这是一个令人兴奋的前景——特别是在冠状动脉疾病或心脏病发作后。”
诊断和预防的新选择
为了探索从小鼠身上得出的PIEZO2研究结果是否适用于人类，Hammes的团队目前正在与海德堡和曼海姆的Helmholtz转化血管心脏科学研究所（HI-TAC）以及Max Delbrück中心的多能干细胞技术平台的同事们合作。研究人员正在使用从多能干细胞衍生的人类内皮细胞。
“通过这些模型，我们希望确定如何在人体中选择性地影响PIEZO2的表达和活性，”Hammes说。
这项研究有许多潜在的医学应用。“这项研究加深了我们对先天性心脏缺陷的理解，并扩大了可用于诊断和预防的基因列表，”Hammes解释道。“最终，我们的结果可能有助于更早地检测由基因引起的心血管疾病——甚至可能预防它们。”
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