马克斯·德尔布吕克分子医学中心（Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association）的一项研究表明，离子通道PIEZO2不仅仅负责传递触觉刺激，还在冠状血管发育中扮演关键角色。该研究由安妮特·哈梅斯（Annette Hammes）领导的团队完成，成果发表于《自然心血管研究》（Nature Cardiovascular Research）。这些发现可能加深我们对先天性心脏缺陷的理解。
我们的皮肤能够感知最微弱的气流，这种非凡的敏感性得益于嵌入细胞膜中的特殊离子通道，它们对机械刺激作出反应。现在，由马克斯·德尔布吕克中心皮质发育分子信号通路实验室负责人安妮特·哈梅斯博士领导的研究团队证明，其中一种通道——PIEZO2——在冠状血管和心脏的形成中也起到至关重要的作用。这项研究已发表于《自然心血管研究》。
马克斯·德尔布吕克中心的多个研究团队参与了这项研究，包括加里·勒温（Gary Lewin）、霍尔格·格哈特（Holger Gerhardt）和诺伯特·许布纳（Norbert Hübner）教授领导的团队。“在我们的中心，我们汇集了广泛的专业知识来理解关键的生物过程，”哈梅斯说。新发现可能帮助识别先天性心脏病的原因，从而实现更早的诊断和治疗。“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
哈梅斯团队的主要作者米雷娅·潘波尔斯-佩雷斯（Mireia Pampols-Perez）通过小鼠模型证明，没有PIEZO2的情况下，冠状动脉无法正常发育。在缺乏这种离子通道的情况下，小血管要么保持过于狭窄，要么以异常方式分支，从而减少心肌的氧气供应。类似畸形也出现在携带过度活跃PIEZO2变体的小鼠中，这种变体在人类中会导致罕见的遗传病——马登-沃克综合征（Marden-Walker syndrome）。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基因的突变可能与人类的心血管疾病有关，例如心力衰竭、高血压或动脉瘤，”哈梅斯解释道。“胚胎发育过程中这种离子通道的功能障碍可能会导致最初细微但不易察觉的血管变化，最终在生命后期或身体压力下引发严重的心脏问题。”
PIEZO2通常仅在胚胎阶段活跃于冠状动脉内皮细胞中，出生后该通道通常关闭。“然而，有证据表明，在某些条件下，它可能在成人心脏中重新表达，或许有助于血管再生，”哈梅斯说。“这当然令人兴奋，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PIEZO2在小鼠中的发现是否适用于人类，哈梅斯的团队正在与海德堡和曼海姆的亥姆霍兹转化血管心血管科学研究所（Helmholtz Institute for Translational AngioCardioScience, HI-TAC）以及马克斯·德尔布吕克中心的多能干细胞技术平台合作。研究人员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类中选择性地影响PIEZO2的表达和活性，”哈梅斯表示。
这项研究有许多潜在的医学应用。“本研究深化了我们对先天性心脏缺陷的理解，并扩展了可用于诊断和预防的基因列表，”哈梅斯解释道。“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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