CPEB介导CaMKIIα转位对痒觉敏化启动的调控机制

Itch central sensitization (alloknesis) is the important reason for chronic itch, but the itch central sensitization priming is still unclear. Our previously reports demonstrated that GRPR function can deteriorate itch behavior. Our recent study showed i.t. injection of NMDA can facilitate GRP induced itch. This facilitated effect can be significantly inhibited by PKC inhibitor, CaMKII antagonist, specific inhibitor or siRNA. It suggest that the alloknesia is close related to CaMKII function. We assumpt that activated GRPR receptor can activate the downstream of PKCε-CPEB-CaMKIIα signal by PLCβ3/IP3 pathway, then to phosphorylate the NR1 receptor, thereafter, to facilitate the GRPR function continuously resulting in itch central sensitization. In this study, we plan to comfirm the role of CaMKIIa in itch sensitization priming by multiple methods, such as gene mutant mice, intrathecal injection technique, immunohistochemistry, real time PCR and calcium image technique,to explore the new mechanism of CPEB modulate the CaMKII translocation to evoke alloknesis priming. Complete this project will confirm the CaMKIIa translocation is the key point for "turn on" and "turn off" the chronic itch, and this project will supply the new target for treatment of chronic intractable itch.

痒觉敏化是慢性瘙痒的重要原因，但痒觉敏化如何启动仍不清楚。我们已证实易化GRPR功能可致瘙痒恶性加重。近来发现鞘内注射NMDA可易化GRP引发的瘙痒，无论通过阻断PKC抑制CaMKIIα活性，还是用siRNA或者特异性抑制剂直接抑制CaMKIIα均能显著抑制此易化效应，说明痒觉敏化与CaMKIIα功能密切相关。因此我们假设搔抓激活GRPR，经PLCβ3/IP3，活化PKCε-CPEB-CaMKIIα信号，磷酸化NR1受体，持续易化GRPR功能，导致慢性瘙痒形成。故本研究拟采用基因突变鼠、瘙痒模型鞘内注射技术、免疫细胞化学、荧光定量PCR、钙成像等技术明确CaMKIIα在痒觉敏化启动中的作用，探讨CPEB调控CaMKIIα转位激活启动痒觉敏化的新机制，本项目完成将证实CaMKIIα转位对慢性瘙痒起关键的“开”、“关”作用，为治疗慢性难治性瘙痒提供新的治疗靶点。

痒觉敏化是慢性瘙痒的重要特征，反复抓挠所致的顽固性慢性瘙痒缺乏行之有效的治疗手段，是临床一大难题，归根到底在于慢性瘙痒发生发展机制的复杂性和未知性。既往研究发现GRPR受体在慢性瘙痒中起重要作用，而NMDA受体在慢性疼痛中枢敏化中起重要作用。搔抓行为所致的瘙痒，可能会引起痒觉神经元兴奋性增加和异常放电，这种搔抓行为和神经元的兴奋性必然会引起兴奋性神经递质谷氨酸的释放，后者会导致其受体NMDA受体的激活，但NMDA受体及亚型在慢性瘙痒中的作用机制尚不清楚。我们通过鞘内注射NMDA发现其可易化非致痒剂量的GRP、CQ、NMB等引发的瘙痒，而无论通过阻断PKC抑制CaMKIIα活性，或者还是用CaMKIIα siRNA或者特异性抑制剂KN-93直接抑制CaMKIIα，均能显著抑制NMDA受体易化GRPR的瘙痒效应，说明NMDA易化GRPR的瘙痒反应，引起痒觉敏化与CaMKIIα功能是密切相关的。因此我们采用DNFB慢性瘙痒模型，V600E基因突变鼠以及鞘内注射、免疫细胞化学、荧光定量PCR等技术，研究了NMDA受体在急性瘙痒和慢性瘙痒发展中的作用。在DNFB涂药致过敏性接触性皮炎(ACD)小鼠模型中。我们发现DNFB模型小鼠背根神经节中NMDA受体亚基pNR1的表达显著增加。NMDA拮抗剂D-AP-5、钙-钙依赖性蛋白激酶(CaMK)抑制剂KN-93、CaMKIIα siRNA和PKC抑制剂LY317615均可以阻断DNFB所诱发的自发性瘙痒行为。但是使用PKC激动剂并不能逆转CaMKIIα敲除所引起的抓挠减少，这表明PKC在CaMKIIα上游发挥作用。同时，体外实验发现，在培养的小鼠海马神经元中应用GRP激活GRPR受体后，海马神经元的PKC、CaMKIIα、pNR1均增高；用钙调蛋白激活CaMKIIα的同时PKC、pNR1表达量也增高；且NMDA激活NR1 时CaMKIIα表达增高，进一步证实PKC-CaM-CaMKIIα信号通路对瘙痒信号相关基因的调控作用。我们的研究发现了CaMKIIα在痒觉敏化启动中发挥重要作用，CPEB的激活可能调控CaMKIIα转位激活，而NMDA受体亚型即磷酸化的NR1受体在启动CPEB引发CaMKIIα激活后的GRPR级联激活，引发痒觉中枢敏化中起极为重要的作用，从而有力的证实了CaMKIIα信号可作为未来治疗慢性难治性瘙痒的新的治疗靶点