瞬时受体电位通道V3亚型在皮肤瘙痒中的作用机制

Itch is a main symptom of skin disorders. Animal and electrophysiological studies revealed that, transient receptor potential channel subfamily V member 3 (TRPV3), plays important roles in sensation. But the functional mechanisms of TRPV3 in itch are largely unknown. Recently, we idnetified that, gain-of-function mutations of TRPV3 cause Olmsted syndrome, a genetic disease with severe itch and hyperkeratosis. Mutations caused channels constitutive opening, leading to elevated apoptosis of keratinocytes and consequent hyperkeratosis. Mast cell infiltrations are noted in the skin lesions, which should be a key factor for itch symptoms. Whether mast cells express TRPV3, which functional enhancements can lead mast cell easy to degranulate, or interactions between keratinocytes and mast cells cause itch? That is a problem need to be clarified. In addition, do the TRPV3 knockout mice have abnormal itch sensation? What are the roles of keratinocytes and mast cells in the itch sensation of these mice? It's also unknown. Based on our previous molecular biology and electrophysiology research, we intend to reveal the roles of TRPV3 in itch at the molecular, cellular and animal levels, and to provide new ideas for developing antipruritics.

瘙痒是皮肤病的主要症状。动物和电生理学研究显示，瞬时受体电位通道V3亚型（TRPV3）在感觉中发挥重要作用，但它在瘙痒中的作用机制尚未明了。我们最近在国际上首次确定了一种严重的瘙痒和角化性疾病，Olmsted综合征，是由于TRPV3的功能增强型突变所导致。突变可引起通道的持续开放，使角质形成细胞中的钙离子浓度升高，凋亡加速，出现严重的角化。在患者的皮损中可发现大量的肥大细胞，其在瘙痒的产生中应具有关键作用。是由于肥大细胞表达了TRPV3，其功能增强而易于脱颗粒，还是角质形成细胞与肥大细胞间相互作用引起瘙痒，抑或兼而有之，是我们亟需阐明的问题。另外，TRPV3基因敲除小鼠的痒觉有何变化，其角质形成细胞和肥大细胞通过何种机制参与瘙痒的形成，也尚待明确。我们拟在以往的分子生物学和电生理学研究的基础上，在分子、细胞和动物水平揭示瞬时受体电位通道V3亚型在瘙痒中的作用，为瘙痒的治疗提供新思路。

本课题在动物行为水平上TRPV3-/-小鼠的痒觉缺陷进行分析。以正常同源同窝小鼠作为对照，分别皮内注射组胺、H1受体激动剂HTMT、氯喹、α-甲基-5羟色胺、PAR2激活剂SLIGRL、内皮素-1、化合物48/80、生理盐溶液。并在细胞学水平上对于TRPV3基因在小鼠角质形成细胞、肥大细胞以及背根神经节神经元胞体上的表达以及痒觉信号的传导机制进行探索。通过研究发现，TRPV3-/-小鼠在组胺依赖性致痒物质的作用下瘙痒没有明显改变，而在非组胺依赖性致痒物质的作用下瘙痒明显减少。通过钙成像对TRPV3+/+以及TRPV3-/-小鼠原代角质形成细胞以及背根神经节神经元在致痒剂的作用下钙信号的传导进行比较发现，TRPV3对于初级神经元的痒觉传导暂无发现明确功能。在小鼠原代角质形成细胞上，TRPV3通过与G蛋白偶联受体家族中的蛋白酶受体2（PAR2）进行相互作用，从而对钙信号的转导起到关键的作用。同时我们发现对于小鼠慢性瘙痒模型：干性皮肤以及特应性皮炎，TRPV3-/-小鼠的瘙痒也同样出现缺陷。说明TRPV3在急性瘙痒和慢性瘙痒中均起到重要的作用，具有重要的临床意义。通过本课题的研究，我们首次明确了TRPV3基因参与的瘙痒类型，以及发挥生理学功能的细胞类型。同时明确了TRPV3参与瘙痒的上游G蛋白偶联受体以及下游行使瘙痒功能细胞因子。补充了TRPV3基因在生理学研究的空白，并且为未来止痒剂的开发提供新的思路。