肠道菌群“遥控”疼痛开关——Piezo2如何引发肠易激综合征？

肠易激综合征（IBS）是一种常见的功能性胃肠道疾病，全球发病率在10%-20%之间。虽然IBS不危及生命，但其慢性和复发性症状，如腹痛、腹胀、腹泻或便秘等，严重影响患者的生活质量。内脏超敏反应是IBS的重要发病机制之一，表现为患者对肠道内正常生理刺激的疼痛阈值降低，即使是轻微的肠道扩张或收缩，也可能引发强烈的疼痛感。研究表明，肠道微生物群对IBS的潜在机制产生深远影响。肠道微生物群与神经系统相互作用，从而调节内脏敏感性和胃肠道（GI）运动，这种相互作用的一个显著影响是调节从肠嗜铬细胞（EC）释放的血清素（5-羟色胺 （5-HT））。Piezo2是一种机械感应离子通道，在感知全身各种细胞和组织（包括胃肠道）的机械刺激方面起着至关重要的作用。研究表明，Piezo2介导EC响应机械刺激而释放5-HT；此外，Piezo2与内脏超敏反应和胃肠道运动之间也存在潜在联系。Piezo2是否受肠道微生物群的影响？其对内脏超敏反应和GI运动障碍的具体贡献有多少？确定其中所涉及的关键细菌菌株并阐明其潜在机制值得全面探索！

2025年4月28日，北京大学第三医院消化科段丽萍教授团队在Gut Microbes上发表题为“Mechanosensory Piezo2 regulated by gut microbiota participates in the development of visceral hypersensitivity and intestinal dysmotility”的研究性文章，该研究通过临床样本分析、粪菌移植（FMT）和动物模型干预等手段，揭示了肠道菌群对Piezo2的调控作用及其在IBS相关症状中的潜在影响，为理解IBS的发病机制提供了新视角！

                                                     图1 文献基本信息

在该研究中，招募了腹泻型IBS（IBS-D）患者和健康对照（HC）人群，通过问卷调查、直肠压力测定和结肠活检等手段收集数据，并采集人群黏膜活检和粪便样本以进行后续分析，作者发现IBS-D患者肠道中Piezo2+细胞占5-HT+细胞的比例显著降低，且与内脏敏感性呈负相关。粪便16S rRNA分析发现，IBS-D患者肠道菌群α和β多样性改变，两组之间肠道微生物群组成存在显著差异，特定菌群如Faecalibacterium减少，而Escherichia-Shigella等机会性致病菌增加。

作者进一步利用粪菌移植手段重现人类IBS症状，选用特定小鼠并维持在SPF环境，构建伪无菌小鼠，采集IBS患者和健康人群粪便进行FMT实验，结果表明，接受IBS患者菌群的小鼠出现肠道运动加速、粪便水分增加（类似腹泻）及内脏高敏感，且其肠道和神经节（如背根神经节DRG）中Piezo2蛋白水平显著升高。

随后，作者利用病毒载体（AAV9）特异性敲低肠道或背根神经节（DRG）中的Piezo2，观察其对FMT诱导的内脏高敏感和肠动力障碍的影响。发现敲低Piezo2后，FMT诱导的肠道运动异常和内脏敏感性明显改善，证明Piezo2是菌群影响肠道功能的“中间媒介”。通过16S rRNA测序和代谢组学分析，作者发现IBS-D患者肠道中富集的Fusobacterium varium可能是导致内脏高敏感和肠动力障碍并显著提高Piezo2表达的关键菌种。而Akkermansia muciniphila则能改善肠道运动异常。代谢组学分析显示，Fusobacterium varium能够增加肠道中吲哚-3-乙酸和吲哚-3-丙烯酸的水平。分子对接实验进一步证实这两种代谢物可与Piezo2结合，可能通过激活或过度表达该蛋白，导致肠道过度敏感和运动紊乱。

图2 图形摘要

本研究首次揭示了肠道菌群通过调节Piezo2参与内脏高敏感和肠动力障碍的发生发展，特别是Fusobacterium varium在其中发挥着关键作用。这一发现不仅为IBS的发病机制提供了新的视角，还为未来的治疗策略提供了潜在的靶点。Piezo2及其上游的肠道菌群可能是治疗IBS及相关胃肠功能障碍的潜在靶点。通过调节肠道菌群或直接干预Piezo2，有望改善IBS患者的症状。

参考文献：Jin Xue, Celeste Allaband, Simone Zuffa, et al. Mechanosensory Piezo2 regulated by gut microbiota participates in the development of visceral hypersensitivity and intestinal dysmotility. Gut Microbes. 2025-04-28;17(1):2497399. DOI:10.1080/19490976.2025.2497399.