机械力受体PIEZO介导哺乳动物包括人类的触觉、本体觉以及内脏觉机械感知,以及器官组织发育与功能稳态维持等基本生命活动,其发现与研究工作被授予2021年诺贝尔生理学或医学奖。
肖百龙教授团队近10年来聚焦于从分子、细胞、动物及药物水平解答机械力受体PIEZO如何将机械力刺激转化为电化学信号、进而决定其生理病理功能这一核心科学问题,并致力于其药物发现与开发,在PIEZO的离子通道功能属性证实、机械力感知的结构功能机制、生理病理功能、小分子工具药物发现方面取得了系统性的创新研究成果,主要科学发现与意义包括:1)建立了机械力受体PIEZO蛋白的结构功能机制研究新范式,解析了其三维结构,鉴定了其关键离子通道功能位点,发现了其小分子工具药物,确证了PIEZO蛋白是在哺乳动物中发现的首类机械门控阳离子通道,开辟了生理学、神经科学、医学、药理学、生物力学等领域新的研究方向;2)证实了PIEZO2的触觉受体生理功能,解析了其完整三维结构,揭示了其将机械力高效转化为电化学信号的独特结构基础与精巧工作机制,提出了其双门控作用机制模型;3)建立了PIEZO在脂膜中的受力结构解析体系,解析了PIEZO1在脂膜中的动态结构与受力形变过程,定量了其皮牛尺度力学敏感性,确立了其形变与曲率感知学说,解答了PIEZO1如何将物理机械刺激转化成生物电信号这一核心科学问题。本项目代表性论文研究成果被2021年诺贝尔生理学或医学奖委员会所引用,以及被神经生物学经典教材所收录,产生了重大学术影响。