Mas相關G蛋白偶聯受體在皮膚源性瘙癢中的研究進展

邵亦心 唐 慧 王朵勤 沈燕蕓 朱奕锜 徐金華

皮膚瘙癢是一種引起強烈搔抓欲望的不愉快的感覺。皮膚源性瘙癢指由致癢原引起的皮膚初級感覺神經末梢傳導的瘙癢感覺。目前，根據組胺受體拮抗劑治療是否有效，皮膚瘙癢分為組胺依賴性瘙癢和組胺非依賴性瘙癢兩大類。組胺非依賴性瘙癢治療困難，往往導致慢性瘙癢，尋找潛在的特異性瘙癢受體作為治療靶點是國內外學者的研究主旨。Mrgprs受體家族是2001年首次發現的一類新型瘙癢相關受體家族，因特異性表達于外周神經系統及肥大細胞，自發現以來在疼痛和瘙癢研究領域受到廣泛關注，本文圍繞Mrgprs受體家族在皮膚源性瘙癢中的研究進展做一綜述。

1 Mrgprs家族概述

2001年Dong等[1]和Lembo等[2]相繼發現一類特異性分布于人及鼠小型DRG神經元的新型GPCR亞家族，他們分別將其定義為Mrgprs家族和感覺神經元特異性G蛋白偶聯受體(sensory neuron-specific G protein-coupled receptors，SNSRs)，隨后SNSRs被證明屬于Mrgprs家族。

Mrgprs家族僅存在于四足動物中，根據序列同源性，Mrgprs家族進一步分為MrgprA, B, C, D, E, F, G, H, X亞家族，其中MrgprA, B, C亞家族為嚙齒類特有，而MrgprX亞家族為靈長類特有。已證實大約有一半的MrgprA,B,C及MrgprX為假基因。比較特殊的是，Mrgprs家族中MrgprD,E,F,G,H亞家族均為僅含一個成員的單基因亞家族，MrgprD～H在人、小鼠、大鼠中有明確的直系同源關系，而鼠類MrgprA, B, C亞家族與靈長類MrgprX亞家族雖有同源性但存在較大差異[1-6]。

絕大多數的Mrgprs特異性分布于脊髓背根神經節(dorsal root ganglion，DRG)和三叉神經節(trigeminal ganglion，TG)的小型無髓鞘非肽能感覺神經元，少數表達于肥大細胞。這些感覺神經元的外周端神經末梢分布于皮膚表皮淺層，中樞端軸突延伸至脊髓背角淺層[3-6]。這種特異性的表達模式，使得Mrgprs+神經元可以探測環境中的細微刺激，皮膚肥大細胞作為瘙癢及炎癥的次級效應細胞，Mrgprs還可能具有連接肥大細胞與感覺神經末梢的作用，所以有理由相信Mrgprs在瘙癢感覺中有劃時代的重要生理及藥理意義。

目前發現的瘙癢相關Mrgprs主要包括小鼠MrgprA3，MrgprC11，MrgprD及人MrgprX1、MrgprX2等，Mrgprs瘙癢相關研究在實驗小鼠中開展最為廣泛且深入，下面以小鼠MrgprA3，MrgprC11，MrgprD為代表進行詳述。

2 Mrgprs在皮膚源性瘙癢發生機制中的作用

2.1 MrgprA3 氯喹是小鼠MrgprA3和人MrgprX1的外源性配體[7]。氯喹在臨床上常用于治療瘧疾。非洲地區瘧疾患者在使用氯喹后，常引起難以忍受的皮膚瘙癢，而且組胺拮抗劑治療無效，這提示氯喹通過組胺非依賴性途徑誘發皮膚瘙癢[3]。Liu等[7]發現皮下注射氯喹后，Mrgpr簇△/-小鼠(敲除了小鼠12個完整的Mrgprs基因(含MrgprA3及MrgprC11)而且不包含其他額外基因)的搔抓行為顯著少于對照組，這證明氯喹通過Mrgprs介導皮膚瘙癢，進一步的Ca2+成像及異源性表達Mrgprs證實，氯喹通過激活DRG神經元表面MrgprA3介導皮膚瘙癢。隨后他們使用相同方法證明，氯喹是人MrgprX1的配體。

2.2 MrgprC11 牛腎上腺髓質肽BAM8-22是小鼠MrgprC11與人MrgprX1受體的特異性配體[2]。BAM8-22可以引起異源表達MrgprC11的HEK293細胞內Ca2+濃度增加[8]。BAM8-22的生理學功能現在仍不明確，數據表明BAM8-22這種內源性致癢介質，通過組胺非依賴性途徑介導皮膚瘙癢。Sikand等[9]用沾有BAM8-22的發癢黧豆毛刺作用于健康受試者皮膚，大部分受試者產生皮膚瘙癢伴刺痛和灼熱感，但不出現組胺特征性的皮膚紅斑及風團，而且用抗組胺霜劑預處理受試者皮膚不能減輕瘙癢感覺。

蛋白酶激活受體(protease-activated receptors, PARs)也是屬于GPCR的瘙癢相關受體，它的配體是自身的N端結構。蛋白酶水解PAR2自身N端產生多肽SLIGRL，PAR2殘基與SLIGRL結合后活化。過去認為，SLIGRL引起的皮膚瘙癢是PAR2介導的[10]。直到Liu等[11]通過動物實驗發現，皮下注射SLIGRL后，Mrgpr簇△/-小鼠引起的搔抓行為顯著少于對照組，而PAR2基因敲除小鼠的搔抓行為與對照組無異，進一步的DRG神經元體外實驗與動物實驗結論一致。這意味著SLIGRL引起的瘙癢是由Mrgprs而不是PAR2介導的。最后，他們確定了SLIGRL是MrgprC11的配體，SLIGRL的人同源多肽SLIGKV，可激活人MrgprX2。

2015年Vemuri等[12]指出組織蛋白酶 S(一種半胱氨酸蛋白酶)除可活化PAR2和PAR4受體外，還可激活MrgprC11引起小鼠瘙癢，而絲氨酸蛋白酶的代表胰蛋白酶不能激活MrgprC11引起小鼠瘙癢。就此他們作出推測可能有更多的半胱氨酸蛋白酶通過PARs、Mrgprs等多種GPCR途徑產生效應。

不難假設，Mrgprs可能還可被其他PAR2激動劑激活，PARs與Mrgprs介導的瘙癢在受體水平可能具有某種直接或間接的聯系。

2.3 MrgprD 除了MrgprA～C亞家族，單基因Mrgprs亞家族也受到了人們的關注。鑒于單基因Mrgprs亞家族在嚙齒類和靈長類動物之間具有直系同源關系這一特點，嚙齒類動物單基因Mrgprs亞家族的研究可能成為研究人Mrgprs的突破口。

研究表明，β-丙氨酸是人和鼠MrgprD的天然配體[13]。β-丙氨酸作為營養補充劑具有對抗疲勞，提高機體運動能力的生理功能[14]。少數健身愛好者口服β-丙氨酸后即刻出現嚴重的皮膚瘙癢[3]。Liu等[15]發現無論口服或皮下注射β-丙氨酸后，MrgprD基因敲除小鼠的搔抓行為均顯著少于對照組，這證明了β-丙氨酸介導MrgprD依賴的皮膚瘙癢。健康志愿者在皮下注射β-丙氨酸后，產生中等程度的皮膚瘙癢伴刺痛和麻木，無皮膚紅斑及風團反應，提示β-丙氨酸介導的皮膚瘙癢是組胺非依賴性的。

3 Mrgprs的細胞內信號傳導通路

近年來，多項研究揭示了瘙癢相關Mrgprs的上、下游信號傳導機制。

3.1 BRAF信號通路 絲/蘇氨酸激酶BRAF信號通路可能是MrgprA3的上游信號通路。Zhao等[16]構建組成性表達BRAF的轉基因小鼠發現，該轉基因小鼠的DRG神經元過表達MrgprA3，并且對致癢原的反應增強，提示BRAF信號通路可能是感覺神經元中MrgprA3介導瘙癢必需的上游通路。

3.2 TRP鈣離子通道 瞬時受體電位通道家族(transient receptor potential channels, TRPs)是一類Ca2+高滲透性的非選擇性陽離子通道，在瘙癢感受中發揮重要的整合作用，TPRV1、TRPA1、 TRPC3均屬于TRP家族[17]。

TRPA1是MrgprA3和MrgprC11激活后開放的下游離子通道。氯喹和BAM8-22不能引起TRPA1基因敲除小鼠的搔抓行為，而TRPV1基因敲除小鼠的搔抓行為與對照組無顯著差別，這說明MrgprA3和MrgprC11通過與TRPA1偶聯引起皮膚瘙癢。MrgprA3和MrgprC11與TRPA1偶聯方式不同，MrgprC11通過Gq-PLC途徑激活TRPA1，而MrgprA3通過Gβ/γ途徑激活TRPA1[18]。

另外， TRPC3通道可能也是MrgprA3介導皮膚瘙癢的下游離子通道。TRPC3通道可由氯喹激活并興奮TRPA1-感覺神經元，而且該效應可被TRPC3拮抗劑阻斷，提示TRPC3與TRPA1互補表達于感覺神經元，共同介導MrgprA3引起的皮膚瘙癢[19]。

3.3 電壓門控鉀離子通道 MrgprA3、MrgprC11、MrgprD活化受下游電壓門控鉀離子通道負向調控。研究顯示，MrgprA3+ MrgprC11+神經元興奮性降低可能與下游電壓門控鉀離子通道大量開放有關[20]。MrgprD通過抑制下游KCNQ2/3鉀離子通道，增加DRG神經元興奮性，這一效應由Gi-PLC途徑介導[21]。這些證據提示，電壓門控鉀離子通道在Mrgprs的抗瘙癢調控中具有重要意義。

3.4 Ca2+激活氯通道 MrgprD激活后開放下游Ca2+激活的氯通道(Ca2+-activated chloride channels，CaCCs)產生效應。Zhuo等[22]使用表達MrgprD的非洲爪蟾蜍卵母細胞觀察β-丙氨酸刺激后細胞內向電流的變化并證明MrgprD通過Gq-PLC-IP3-Ca2+途徑促進內源性CaCCs開放，從而發揮生物學功能。

綜上可見，針對不同致癢原介導的皮膚瘙癢，Mrgprs家族無論是成員類型還是信號傳導及調控機制都不盡相同，這更支持了Mrgprs是特異性瘙癢受體的假設。如同之前發現的嗅覺及味覺受體一樣，Mrgprs通過精細識別及調節瘙癢傳導信號，使動物對環境中各種傷害因素做出更有利的反應，從而實現對環境的適應。

4 Mrgprs的臨床應用前景及展望

目前，大部分Mrgprs尚未復制出完整的立體三維結構，這使內源性配體的篩選以及進一步的激動劑及拮抗劑研究受到限制。至今為止，Mrgprs的抗瘙癢研究仍停留在動物實驗階段，從理論研究到實際應用仍然任重而道遠。

Mrgprs在抗瘙癢治療中具有巨大的潛力與價值。比如，應用人MrgprX1拮抗劑治療氯喹引起的瘙癢。但是，有研究表明MrgprX1激動劑如JHU58可以治療大鼠和小鼠神經痛和痛覺過敏[23]。MrgprsX1在疼痛和瘙癢中的作用相互矛盾，這在未來臨床應用中應引起注意。MrgprX2是唯一既分布于外周神經元，又表達于肥大細胞的人Mrgprs受體，有研究報道，微生物感染時，宿主防御肽可激活MrgprX2使肥大細胞脫顆粒產生IL-31、組胺、前列腺素E2、P物質等致癢介質，間接介導瘙癢發生[24,25]。MrgprX2這一獨特特點，使得有望利用MrgprX2拮抗劑治療與肥大細胞有關的過敏及炎癥性瘙癢。

皮膚瘙癢的發生機制復雜，瘙癢信號傳導通路涉及眾多細胞受體及離子通道的參與。Mrgprs家族的發現為皮膚瘙癢研究開辟了新的視角，因其特異性表達于外周神經元及肥大細胞，Mrgprs靶向藥物很有可能不產生或者只產生少量的不良反應。相信隨著內源性配體的陸續發現，Mrgprs在皮膚瘙癢的發生、發展、信號傳導及調控中的作用會一一解開，為人們闡明皮膚瘙癢內在機制及實現臨床應用發揮重要的理論指導作用。

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