PIEZO2基因的来源背景，功能是什么？有哪些模型？
拥抱时掌心的暖意，是怎么顺着指尖钻进细胞里的？吃饱后肚子发出的“别再吃啦”信号，又是谁悄悄递到大脑的？2021年诺贝尔生理学或医学奖的名单一揭晓，一个叫PIEZO2的基因突然“走红”——原来它就是藏在我们身体里的“万能传感器”！既能接住外界的每一次触碰、每一份温度，又能盯着体内的代谢节奏，帮我们感知饥饱、调节能量。而实验室里的小鼠们，早就当起了“解密小帮手”，带着科学家一步步揭开PIEZO2的健康密码。
PIEZO2的“前世今生”
早在17世纪，笛卡尔就猜想身体存在类似绳索的“神经索”传递感觉，但这一设想在数百年后才迎来分子层面的验证。20世纪末，科学家们逐渐揭开感知系统的神秘面纱，而PIEZO2的发现则填补了触觉分子机制的最后一块拼图。
2025年4月1日，诺奖得主Ardem Patapoutian团队在《Cell Metabolism》发表的研究进一步揭示，PIEZO2与感知疼痛和高温的TRPV1离子通道在背根神经节（DRG）神经元中共同表达，形成了感知系统的“黄金搭档”。这些神经元就像身体的“信号兵”，通过PIEZO2将机械刺激转化为神经信号，揭示了其作为机械敏感离子通道在脂肪感觉神经支配中的关键作用，为感知领域研究提供了全新视角[1]。而这一切的起点，正是2010年帕塔普蒂安团队对PIEZO2家族基因的突破性发现[2]。
图1 小鼠Piezo1和Piezo2的进化保守性与表达谱[2]
小鼠实验中的“三大奇迹”
1、脂肪燃烧的“神经开关”
“喝凉水都长肉”或许将成为历史。2025年2月，《Cell Metabolism》刊登的以色列魏茨曼科学研究所研究显示，当特异性敲除小鼠感觉神经元中的Piezo2基因后，奇迹发生了：这些小鼠的体脂含量显著降低，胰岛素敏感性提高，即使高脂饮食也不易发胖[3]。
研究发现，Piezo2就像脂肪代谢的“刹车系统”。正常情况下，表达Piezo2的感觉神经会抑制脂肪产热；当Piezo2缺失，这个“刹车”失灵，交感神经释放的去甲肾上腺素增加，棕色脂肪活性增强，就像给脂肪组织装了“天然燃脂机”。更神奇的是，这些小鼠的葡萄糖耐受性明显改善，肝脂肪沉积也显著减少，为肥胖和糖尿病治疗提供了全新靶点[3]。
2、孤独症的“10Hz治愈频率”
2025年7月8日，东南大学团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表的研究为孤独症治疗带来曙光。他们发现孤独症模型小鼠下丘脑室旁核（PVN）中Piezo2表达量显著降低，而这个脑区正是调控社交行为的关键中枢[4]。
研究团队开发了超顺磁纳米颗粒介导的精准磁刺激系统（pMSS），当用10Hz频率刺激PVN区域时，奇迹出现了：Piezo2被特异性激活，触发钙内流和PI3K-Akt信号通路，催产素分泌量飙升至262pg/mL，小鼠的社交回避行为显著改善。更令人振奋的是，仅需7天治疗，疗效就能持续至少28天，且效果优于外源性催产素给药[4]。这意味着Piezo2可能是打开社交障碍大门的“分子钥匙”。
3、膀胱的“智能报警器”
你知道吗？膀胱的“排尿提醒”功能也离不开Piezo2。2021年10月8日Marianela G Dalghi团队发表在《JCI Insight》的研究揭示，膀胱上皮细胞中的Piezo2与Piezo1组成“双人侦探组”，共同监测膀胱充盈状态，这一发现为理解Piezo家族在机械感知中的作用提供了重要依据[4]。该研究系统阐明了机械敏感离子通道在泌尿系统调控中的作用机制，《JCI Insight》作为专注转化医学研究的重要期刊，其发表的成果对临床应用具有直接参考价值。
实验显示，Piezo2主要在膀胱表层细胞表达，而缺失Piezo2的雄性小鼠在夜间活动期会出现尿失禁。更有趣的是，同时敲除Piezo1和Piezo2的小鼠症状更严重：膀胱对机械刺激的反应降低，ATP释放减少，雌性表现为膀胱活动低下，而雄性则出现incontinence[5]。这一机制解释了为何Piezo通道突变可能导致神经源性膀胱功能障碍，为开发靶向治疗药物提供了关键理论基础。
从实验室到临床的“健康蓝图”
这些发生在小鼠身上的奇迹，正一步步走向人类健康领域。在肥胖治疗方面，针对PIEZO2的特异性抑制剂可能成为“无创减肥药”，通过解除脂肪代谢的“刹车”机制，实现精准燃脂[3]；在孤独症领域，磁性纳米颗粒介导的精准磁刺激技术已展现出临床转化潜力，未来或许能通过调控PIEZO2活性改善患者社交功能[4]。
泌尿系统疾病治疗也将迎来突破。基于PIEZO21/2的联合靶向药物，可能精准调节膀胱敏感性，让尿潴留、尿频等问题得到根治[5]。而随着对PIEZO2在疼痛感知、内脏功能调控等方面研究的深入，特别是其在脂肪感觉神经支配中的机制阐明，这个诺奖“宠儿”还将在更多健康领域创造奇迹[1]。
从感知世界的基本能力到维持代谢平衡的复杂机制，PIEZO2基因就像一本写满健康密码的说明书。随着科研人员不断破译这些密码，未来的医学地图上，必将标注出更多以PIEZO2为靶点的治疗新方案，让我们共同期待这场细胞层面的“感知革命”带来的健康福祉。
基因编辑小鼠助力科研
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参考文献：
[1] Wang Y, Zhang Y, Leung VH, Seradj SH, Sonmez U, Servin-Vences MR, Xiao S, Ren X, Wang L, Mishkanian SA, Kini SA, Long JZ, Lipomi DJ, Ye L, Patapoutian A. A key role of PIEZO2 mechanosensitive ion channel in adipose sensory innervation. Cell Metab. 2025 Apr 1;37(4):1001-1011.e7. doi: 10.1016/j.cmet.2025.02.004. Epub 2025 Mar 6. PMID: 40054462.
[2] Coste B, Mathur J, Schmidt M, Earley TJ, Ranade S, Petrus MJ, Dubin AE, Patapoutian A. Piezo1 and Piezo2 are essential components of distinct mechanically activated cation channels. Science. 2010 Oct 1;330(6000):55-60. doi: 10.1126/science.1193270. Epub 2010 Sep 2. PMID: 20813920; PMCID: PMC3062430.
[3] Passini FS, Bornstein B, Rubin S, Kuperman Y, Krief S, Masschelein E, Mehlman T, Brandis A, Addadi Y, Shalom SH, Richter EA, Yardeni T, Tirosh A, De Bock K, Zelzer E. Piezo2 in sensory neurons regulates systemic and adipose tissue metabolism. Cell Metab. 2025 Apr 1;37(4):987-1000.e6. doi: 10.1016/j.cmet.2024.12.016. Epub 2025 Feb 6. PMID: 39919739.
[4] Liu S, Liu X, Duan Y, Huang L, Ye T, Gu N, Tan T, Zhang Z, Sun J. PIEZO2 is the underlying mediator for precise magnetic stimulation of PVN to improve autism-like behavior in mice. J Nanobiotechnology. 2025 Jul 8;23(1):494. doi: 10.1186/s12951-025-03557-x. PMID: 40624676; PMCID: PMC12235948.
[5] Dalghi MG, Ruiz WG, Clayton DR, Montalbetti N, Daugherty SL, Beckel JM, Carattino MD, Apodaca G. Functional roles for PIEZO1 and PIEZO2 in urothelial mechanotransduction and lower urinary tract interoception. JCI Insight. 2021 Oct 8;6(19):e152984. doi: 10.1172/jci.insight.152984. PMID: 34464353; PMCID: PMC8525643.
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