RGS6是雌性小鼠瘙痒感觉的关键调节因子

《Neuroscience Letters》：RGS6 is a key regulator of itch in female mice

　　

摘要

瘙痒（通常称为“痒感”）是一种具有保护作用的躯体感觉，其失调是许多病理状态的常见特征，并可能严重影响生活质量。尽管它在临床中十分重要，但人们对瘙痒感知的理解却相对较少。在引起瘙痒的神经回路中，G蛋白偶联受体（GPCRs）是调节瘙痒的关键因素，然而这些受体信号传导的细胞内调节机制仍大多未被探索。G蛋白信号传导调节蛋白（RGS proteins）是GPCR信号传导的重要调节因子，可能影响组胺能和非组胺能神经回路中的瘙痒处理过程。我们发现，属于R7 RGS蛋白家族的RGS6可以通过组胺能和非组胺能机制来调节小鼠的瘙痒。通过使用全局基因敲除小鼠模型，我们证明这种抗瘙痒效应是RGS6特异性的，而在RGS7中未观察到类似效果，这突显了R7 RGS家族内的功能特异性。本研究揭示了RGS6在调节雌性小鼠瘙痒中的调控作用，并为急性及病理性瘙痒的机制提供了重要见解。

引言

瘙痒是一种重要的躯体感觉，它能帮助机体应对有害的环境刺激。作为一种与疼痛不同的厌恶性感觉，它充当了刺激物的预警系统；然而，过度的瘙痒行为可能导致组织损伤，并通过炎症介质加剧瘙痒[1]。这种保护机制的失调可能带来严重影响，甚至会损害情绪和生活质量。病理性瘙痒影响全球22.6%的人口，且常伴有焦虑、抑郁和睡眠障碍等并发症[2]。目前针对病理性瘙痒的治疗手段效果不佳，因此人们更加关注阐明急性及病理性瘙痒的机制，以改进治疗方法。

虽然瘙痒的确切机制尚未完全明了，但证据表明皮肤、外周瘙痒介质以及外周神经系统（PNS）和中枢神经系统（CNS）之间存在复杂的相互作用。在引起瘙痒的神经回路中存在两条独立的途径：组胺能和非组胺能途径。组胺能瘙痒由组胺介导，组胺是一种主要由肥大细胞释放的内源性介质，会与组胺H1受体（H1R）结合[3]；非组胺能瘙痒则由Mas相关G蛋白偶联受体（Mrgprs）激活[4]。最新研究表明，尽管存在一些神经元类型的重叠，但组胺能和非组胺能瘙痒是由不同的初级传入神经元介导的[5],[6]。组胺能和非组胺能瘙痒回路都受到Kappa阿片受体（KOR）系统的调控[7],[8]。KOR及其内源性配体强啡肽已被证实能缓解瘙痒并作为瘙痒回路的关键调节因子。尽管在理解GPCR信号传导对瘙痒传播的贡献方面已取得显著进展，但仍需进一步研究以明确GPCR信号传导调节因子如何影响瘙痒回路。

H1R、Mrgprs和KOR都是引起瘙痒所必需的G蛋白偶联受体（GPCRs），这强调了GPCR信号传导在瘙痒回路中的重要性。这些GPCRs的激活能促使它们与异三聚体G蛋白（Gαβγ）相互作用，促进Gα亚基上的GDP向GTP的转化，随后分离为Gα和Gβγ亚基，这两种亚基都能调节下游效应器。G蛋白信号传导调节蛋白（RGS proteins）是GTP酶激活蛋白（GAPs），可加速Gα亚基上GTP的水解速率，从而使失活的异三聚体G蛋白状态得以恢复[9]。最近使用Gnao1 G184S杂合小鼠（其中Gα_o无法与RGS蛋白结合）的研究表明，这些小鼠对组胺能和非组胺能瘙痒原的瘙痒反应减弱[10]。尽管这些发现表明RGS蛋白通过G蛋白信号传导级联反应调节瘙痒，但目前尚不清楚具体是哪种RGS蛋白起到了这种作用。

在分为四个主要家族的20多种RGS蛋白中，R7 RGS家族因其在瘙痒调节中的作用而备受关注。该家族包括RGS6、RGS7、RGS9和RGS11，这四种蛋白都含有一个称为R7家族结合蛋白（R7BP）的膜锚定蛋白[11]。R7BP是所有R7 RGS蛋白的必需结合伴侣，其缺失会破坏整个家族的膜定位。全局敲除R7BP后，无论是在急性还是慢性条件下，对多种瘙痒原的抓挠反应均减少[10]。然而，各个R7 RGS成员对组胺能和非组胺能瘙痒的具体贡献仍不明确，需要进一步研究以确定哪些成员对正常的瘙痒感受至关重要。

章节片段

动物实验

所有实验均遵循美国国立卫生研究院（NIH）的指导原则，并获得马里兰大学巴尔的摩县分校（UMBC）机构动物护理和使用委员会的批准。动物被置于12/12小时光照/黑暗周期环境中，食物和水可随意摄取。所有测试均在光照阶段进行，并设置有相同年龄的对照组。实验对象为2至6个月大的雄性和雌性小鼠

RGS6调节组胺依赖性瘙痒，而RGS7则不发挥作用

为评估R7 RGS蛋白在瘙痒中的作用，我们观察了RGS6^-/-和RGS7^-/-小鼠（及其相应的野生型对照RGS6^+/+、RGS7^+/+）对组胺依赖性瘙痒原48/80的抓挠行为（图1A）。48/80能诱导肥大细胞释放组胺，并在30分钟内引发显著的抓挠行为。在雄性小鼠中，RGS6^+/+和RGS6^-/-小鼠的抓挠次数显著增加

讨论

本研究利用组胺能和非组胺能物质证明了R7 RGS蛋白在瘙痒中的作用。通过转基因敲除小鼠，我们发现RGS6能调节雌性小鼠的组胺能和非组胺能瘙痒，其中RGS6^-/-小鼠对瘙痒原的瘙痒反应减弱。这种效应仅在雌性小鼠中观察到，表明RGS6在瘙痒回路中的调节作用具有性别依赖性。此外，我们还发现RGS6能调节瘙痒，而RGS7则不能

资金来源

本研究得到了美国国立卫生研究院（NIH）的DA059446项目资助以及马里兰大学巴尔的摩县分校的启动资金支持。

本研究表明RGS6能够在雌性小鼠中调节组胺能和非组胺能瘙痒。

CRediT作者贡献声明

Alyson P. Blount：撰写初稿、争取资金、数据管理、概念构建。Sara Gavagan：数据管理。Leen Jawhar：数据管理。Laurie P. Sutton：撰写初稿、争取资金、进行正式分析、概念构建。

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

我们感谢Abigail Livingston和Tyra Frimpong在技术上的协助。