MRGPRX家族在人类皮肤中的功能:从感觉神经传递到人参皂苷介导的皮肤疾病调控

《Journal of Ginseng Research》:The role of MRGPRX family in human skin

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月25日 来源:Journal of Ginseng Research 7.5

编辑推荐:

  Mas相关G蛋白偶联受体X(MRGPRX)家族包含MRGPRX1-4四个亚型,是一类人类特有的受体,除其在感觉神经传递中的经典作用外,已被证实是多种皮肤反应的关键调控因子。该受体家族表达于多种皮肤细胞类型——包括感觉神经元、真皮肥大细胞、表皮角质形成细胞和黑色

  
Mas相关G蛋白偶联受体X(MRGPRX)家族包含MRGPRX1-4四个亚型,是一类人类特有的受体,除其在感觉神经传递中的经典作用外,已被证实是多种皮肤反应的关键调控因子。该受体家族表达于多种皮肤细胞类型——包括感觉神经元、真皮肥大细胞、表皮角质形成细胞和黑色素细胞——主要通过Gq/Gi偶联的细胞内钙信号及下游MAPK/NF-κB级联反应,介导广泛的皮肤相关过程,包括瘙痒、色素沉着、炎症反应和伤口愈合。尤其值得注意的是,MRGPRX2作为免疫球蛋白E(IgE)非依赖性肥大细胞活化的主调控因子,而MRGPRX1近期被发现通过ERK介导的表皮黑色素细胞中CREB/MITF轴的下调参与黑色素生成抑制。作为人参(Panax ginseng)的主要生物活性化合物,人参皂苷日益被认为是MRGPRX相关信号传导的潜在调节剂。特定人参皂苷——包括Rg3、Rf、Rh2、Rb1和Rd——在缓解抗组胺药抵抗性瘙痒、色素沉着过度、皮肤炎症和受损伤口修复方面展现出治疗潜力。本综述全面总结了MRGPRX家族在皮肤组织中的表达谱、下游信号传导机制、疾病关联及治疗意义,特别强调了人参皂苷通过MRGPRX介导通路的调节潜力。

论文解读

一、研究背景与问题

皮肤作为人体与外界环境的主要界面,既是物理屏障,又是动态的神经-免疫器官,能够检测和响应广泛的刺激。在这一感觉和免疫监视网络中,Mas相关G蛋白偶联受体X(MRGPRX)家族已被证实是皮肤相关感觉和免疫反应的关键介质,包括瘙痒、疼痛和肥大细胞活化。然而,尽管具有临床相关性,MRGPRX家族仍未被完全阐明,针对这些受体在皮肤疾病中的治疗策略仍处于早期阶段。
目前存在的主要问题包括:MRGPRX家族在人类皮肤中的功能直接证据有限;人与小鼠之间的物种差异构成转化研究的主要挑战——人类MRGPRX受体缺乏直接的啮齿类动物直系同源物,小鼠MrgprB2和MrgprA3等仅作为功能对应物使用,但药理学和表达差异限制了动物研究结果向人类的直接转化;此外,MRGPRX1位点的天然错义突变和单核苷酸多态性(SNP)可能导致受体表达水平、配体结合亲和力或下游信号转导效率的改变,造成显著的个体间差异;MRGPRX激活和作用的精确机制尚不完全清楚,MRGPRX3的明确配体尚未被鉴定,MRGPRX4的研究也主要局限于配体和调节剂的鉴定。因此,开展这项研究旨在全面总结MRGPRX家族在皮肤组织中的表达谱、下游信号传导机制、疾病关联及治疗意义,并探索人参来源化合物作为MRGPRX介导皮肤反应治疗调节剂的潜力。

二、主要研究内容与结论

研究人员系统回顾了MRGPRX家族在人类皮肤中的表达模式、结构特征、下游信号机制及其与多种皮肤生理病理过程的关联。该家族由MRGPRX1、MRGPRX2、MRGPRX3和MRGPRX4四个亚型组成,采用经典的A类G蛋白偶联受体(GPCR)拓扑结构,包含七个跨膜螺旋。MRGPRX家族通过Gq/Gi偶联的细胞内钙信号及下游MAPK/NF-κB级联反应,调节瘙痒、色素沉着、炎症反应、伤口愈合和皮肤老化等多种皮肤相关过程。
在瘙痒方面,MRGPRX1、MRGPRX2和MRGPRX4均参与非组胺依赖性瘙痒信号传导。MRGPRX1通过Gq/Gi偶联的感觉神经元激活介导瘙痒;MRGPRX4作为胆红素和胆汁酸的双重受体,在胆汁淤积性瘙痒中发挥关键作用;MRGPRX2则通过IgE非依赖性肥大细胞脱颗粒释放瘙痒介质。在色素沉着方面,MRGPRX1在人表皮黑色素细胞(HEMn)中功能性表达,通过ERK介导的CREB/MITF轴下调抑制黑色素生成。在炎症反应方面,MRGPRX1、MRGPRX2和MRGPRX3均参与皮肤炎症调控,通过MAPK/NF-κB通路促进炎性细胞因子产生。在伤口愈合方面,MRGPRX1、MRGPRX2和MRGPRX3通过促进角质形成细胞增殖迁移和血管生成参与组织修复。在皮肤老化方面,MRGPRX2通过Gαi偶联降低细胞内cAMP水平,削弱PER活性并上调MMP-1,加速胶原降解。
研究人员还系统分析了人参皂苷对上述MRGPRX介导皮肤反应的调节潜力。人参皂苷Rh2通过NF-κB抑制肥大细胞脱颗粒缓解瘙痒;Rg3通过抑制Ca2?内流减弱DRG神经元瘙痒信号;Rb1来源的代谢物Compound K(CK)通过稳定肥大细胞膜减少组胺释放。在色素沉着方面,Rg3通过ERK激活诱导MITF降解,Rf通过PKA/CREB抑制下调MITF转录。在炎症方面,Rb1、Rg1和Rg3通过NF-κB/MAPK抑制及NLRP3炎症小体调控发挥抗炎作用。在伤口愈合方面,Rb1通过FGF-2/PDGF-BB/PDGFR-β通路促进烧伤创面愈合,Rd和Rg1通过cAMP/PKA/CREB通路增加VEGF产生。在皮肤老化方面,Rb1通过cAMP/PKA/CREB激活诱导PER2并抑制MMP-1,Rg3和Rk3通过上调抗氧化酶减少活性氧(ROS)和衰老标志物。

三、关键技术方法

该综述主要基于文献调研和系统分析,研究团队检索并收集了相关文献,总结了MRGPRX家族在皮肤组织中的研究进展。涉及的实验方法包括:系统发育分析用于阐明MRGPRX家族的进化关系;冷冻电子显微镜(cryo-EM)结构分析用于解析MRGPRX与异源三聚体G蛋白结合的结构特征;转录组学和蛋白质组学分析用于鉴定MRGPRX家族在多种非神经元细胞类型中的表达谱;基因敲低(siRNA)实验用于验证MRGPRX亚型在角质形成细胞中的功能;转基因小鼠模型用于研究MRGPRX4介导的胆汁淤积性瘙痒行为;人源化小鼠模型用于验证MRGPRX4下游通路和行为影响;细胞内钙成像技术用于监测受体激活后的钙信号变化。研究还涉及人表皮黑色素细胞(HEMn)和人表皮角质形成细胞(HEKn)的体外培养实验,以及人皮肤外植体模型验证。

四、研究结果

2.1 瘙痒与MRGPRX家族

研究表明MRGPRX1、MRGPRX2和MRGPRX4均参与非组胺依赖性瘙痒。通过小鼠MrgprA3?感觉神经元的基因操作实验证实了氯喹(CQ)诱导抓挠和TRPV1相关瘙痒的参与。胆管结扎模型研究显示PENK/BAM8-22和MRGPRX1表达增加伴随BAM8-22诱导的DRG神经元抓挠和Ca2?反应增强。MRGPRX1拮抗剂JHU739在过敏性接触性皮炎(ACD)人源化小鼠模型中减少抓挠行为。MRGPRX2介导IgE非依赖性肥大细胞脱颗粒,释放致痒介质。MRGPRX4被鉴定为胆红素和胆汁酸的双重受体,人源化小鼠实验证实非结合型胆汁酸——脱氧胆酸(DCA)和熊去氧胆酸(UDCA)是最强效激活剂,通过Gq介导的磷脂酶C(PLC)信号传导增加细胞内Ca2?,激活TRPV1通道,驱动非组胺依赖性瘙痒信号。急性胆汁淤积模型(ANIT口服5天)中,MRGPRX4人源化小鼠自发性抓挠行为显著增加,伴随血清胆汁酸和总胆红素水平升高。

2.2 皮肤色素沉着与MRGPRX家族

研究证实MRGPRX1在人表皮黑色素细胞(HEMn)中功能性表达,作为黑色素生成的内源性抑制因子。MRGPRX1敲低实验显示黑色素含量和细胞酪氨酸酶活性上调,伴随TYR、TRP1、TRP2和MITF表达增加,以及CREB和p38磷酸化增强和ERK激活减少。氯喹(CQ)介导的MRGPRX1激动通过TRPV1和TRPA1离子通道升高细胞内Ca2?,TRPA1上游抑制CREB和p38磷酸化同时激活ERK,最终减少MITF和下游黑色素生成酶表达。紫外线A(UV-A)照射降低黑色素细胞中MRGPRX1表达,提示MRGPRX1介导的抑制功能丧失可能参与UV诱导的色素沉着过度。

2.3 炎症反应与MRGPRX家族

MRGPRX1通过Gq/11信号增加细胞内钙水平诱导ERK磷酸化,激活MAPK/NF-κB级联反应。粉尘螨过敏原Der p1选择性激活MrgprC11和MrgprA3(人类MRGPRX1的功能对应物),增加IL-6表达,MRGPRX1敲低的上皮细胞中Der p1诱导的IL-6产生减少。MRGPRX2在非IgE介导的免疫反应中发挥关键作用,通过肥大细胞脱颗粒释放的类胰蛋白酶可加重特应性皮炎。MRGPRX3在角质形成细胞中介导炎症反应,宿主防御肽AG-30/5C刺激增加促炎细胞因子和趋化因子表达,MRGPRX3敲低组中该信号显著减弱。

2.4 伤口愈合与MRGPRX家族

胰岛素样生长因子结合蛋白5来源的抗微生物肽(AMP-IBP5)选择性上调血管内皮生长因子(VEGF)表达,促进细胞增殖和迁移。MRGPRX家族基因分别敲低后,ERK磷酸化显著降低,其中MRGPRX1敲低模型中VEGF表达下降最为显著,MRGPRX敲低的角质形成细胞在XTT和伤口闭合实验中细胞增殖和迁移显著减少。MRGPRX2激活的肥大细胞通过类胰蛋白酶直接刺激真皮成纤维细胞增殖,VEGF驱动血管生成。MRGPRX3相关信号与角质形成细胞迁移和增殖增强相关。

2.5 皮肤老化与MRGPRX家族

MRGPRX2通过Gαi偶联抑制腺苷酸环化酶(AC),导致细胞内cAMP水平降低。cAMP信号通过周期调节因子(PER)抑制人皮肤角质形成细胞中MMP-1表达,因此cAMP降低导致PER活性减弱和MMP-1上调。MMP-1作为I型胶原蛋白降解的主要胶原酶,是老化皮肤真皮结构恶化的核心驱动因素。肥大细胞来源的类胰蛋白酶在MRGPRX2激活后释放,直接激活MMP并降解I型和IV型胶原蛋白,进一步促进光老化。

五、总结与讨论

本综述全面阐述了MRGPRX家族在人类皮肤中的表达谱、下游信号传导机制、疾病关联及治疗意义。MRGPRX受体构成了人类皮肤中一个新兴的神经-免疫信号网络,为理解人参皂苷的皮肤作用提供了有用框架。多种人参皂苷调节的信号通路和细胞反应与MRGPRX相关功能重叠,但直接的受体水平相互作用尚未充分建立。
目前研究存在以下局限性:第一,MRGPRX在人类皮肤中的功能直接证据有限,物种差异造成的转化鸿沟构成主要挑战,需要人源化小鼠模型的严格交叉验证。第二,MRGPRX1位点的天然错义突变(如R131S功能缺失变异和H133R功能增强变异)以及MRGPRX2错义变异(185A>G, N62S)与慢性自发性荨麻疹(CSU)疾病严重程度相关,需要考虑遗传变异的精准医学方法。第三,MRGPRX激活和作用的精确机制尚不清楚,MRGPRX4的RAMP2共表达调控机制、MRGPRX3的明确配体鉴定等问题有待解决。
研究结论指出,MRGPRX家族是皮肤神经-免疫信号传导中的关键环节,与多种皮肤疾病广泛相关,人参皂苷是这些通路的潜在天然调节剂。随着冷冻电镜结构表征、人源化动物模型和非神经元皮肤细胞转录组分析的进展,针对该受体家族的治疗前景预计将显著扩展。未来采用直接受体结合实验、功能性Ca2?通量实验和MRGPRX相关皮肤疾病体内模型的研究,对于验证人参皂苷-MRGPRX相互作用并将这些发现转化为慢性瘙痒、色素性疾病、炎症性皮肤病和皮肤老化的临床可行治疗策略至关重要。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号