Mrgprs基因的痒觉功能分析及天然致痒物的靶点筛选

A lot of pruritogenic substances exist in natural products, however their molecular targets are not well known. Mrgprs are newly identified G-protein-coupled receptors, whose family consists of more than 50 members, and participate in the formation of the peripheral itch. Previous researches have shown that MrgprA3, MrgprC11 and MrgprD are the molecular targets of Chloroquine, SLIGRL and β-alanine, respectively. Recently, we extracted a pruritogenic substance (NJUTCM-01) from natural products.There is signifincant difference when it was used to induce the scratching behavior between Mrgpr-cluster -/- and wilde type mice by a subcutaneous injection,and presume that there must be some receptors in Mrgprs to be associated with NJUTCM-01. This study will try to indentify the molecular properties of NJUTCM-01 which an effective component to induce itch was isolated and purified from natural product,screen the molecular targets of NJUTCM-01 in Mrgprs, analyze the physiological characteristics of MrgprA3+ neurons and their distribution patterns of axons terminal arbors projecting to spinal cord and skin,explore the mechanism of pruritus formation, seek the new targets and approaches for treating pruritus by employing the means of behavior, calcium imaging, electrophysiology,immunohistochemistry, cell culture and Mrgprs cDNA plasmids expression and so on.

天然产物中存在大量的致痒物质，但对它们的分子特性和作用靶点知道得很少。Mrgprs是一类新发现的由50多个成员组成的G蛋白偶联受体，并参与了外周痒觉的形成。前期研究结果表明MrgprA3、Mrgpr C11和MrgprD分别是氯喹、SLIGRL和β-alanine的分子靶点。最近我们从天然产物中得到了一种有效致痒成分NJUTCM-01，在诱导Mrgpr cluster △-/-和正常小鼠的痒觉行为存在显著差异，推测Mrgprs家族蛋白中存在NJUTCM-01的受体。本研究将采用行为学、钙成像、电生理、免疫组化、细胞培养和Mrgprs cDNA质粒表达等手段，确定NJUTCM-01的分子特性，筛选Mrgprs家族蛋白中NJUTCM-01作用的分子靶点，分析痒觉MrgprA3+神经元的生理特性及轴突末梢在脊髓和皮肤的分布模式，探索瘙痒形成的机制，寻找瘙痒治疗的新靶点和新途径。

①、研究背景和意义：痒觉是生物机体在长期进化过程中保留下来的一种保护性生理反应，机体通过抓挠行为将伤害机体的异物脱离机体，以免机体受损；痒觉根据时程可分为急性痒和慢性痒；根据痒觉产生的物质（或受体）可分为组胺依赖性痒和组胺非依赖性痒；目前在痒的临床治疗上主要是采用抗组胺药物，但三分之二以上的痒觉病人对抗组胺药物并没有效果，主要原因是引起痒觉的原因不是很清楚。Mrgprs家族蛋白是引起瘙痒的一类新发现的G蛋白偶联受体，目前研究表明该家族蛋白中的一些成员（MrgprA3、MrgprC11、MrgprB2 and MrgprD）直接参与了痒觉的形成；因此，研究这些蛋白家族受体的功能对阐明痒觉形成机理具有重要的理论意义；同时，以新的痒觉受体为靶标研究新的止痒药物，对非组胺依赖痒的病人治疗也具有重要的现实意义。.②、该主要的研究主要内容和重要结果：该课题的主要研究内容包括两个方面。一是研究Mrgpr家族蛋白的功能（特别是在痒觉功能中的特性）：研究发现该家族中的MrgprA3不仅参与急性痒，而且参与慢性痒；MrgprA3+阳性神经元在不同脊髓节段的分布存在差异，暗示躯体不同部位存在痒觉敏感性差异；MrgprA3+阳性神经元较MrgprA3-阴性神经元的敏感性低，是由于MrgprA3+阳性神经元上具有较多的K+离子通道电流；MrgprD受体不仅参与痒觉的产生，而且也参与了神经病理性疼痛引起的机械痛和冷痛的超敏。另一方面，研究了天然致痒物质的成份及止痒药物有效成份的止痒机制：从芋头中分离纯化了一种致痒蛋白（芋头凝聚素蛋白）；发现蛇床子中的蛇床子素主要通过抑制组胺中的H1和H4受体达到止痒效果；发现苦参中的苦参碱能抑制DRG中的钙通道，阻止痒觉信息向中枢的传递，达到抑制痒的效果。.③、应用前景：以Mrgprs为靶点的止痒药物研究是一个具有广阔前景的研究方向；一些国际著名研究机构和院所已经投入了巨资，正大规模开始筛选止痒药物, 希望通过以Mrgprs为靶标找到高效止痒成份。我们也开展了相似的研究，并建立了痒觉相关的数据库，希望获得延续基金资助，并在基金资助下获得有效抗瘙痒药物。