時(shí)間：2018-07-19 熱度：

生活在信息時(shí)代，九游會(huì)j9的身邊充斥著手機(jī)、ipad、筆記本電腦、游戲機(jī)等多種電子產(chǎn)品，五花八門(mén)，種類繁多。九游會(huì)j9可以用它們上網(wǎng)、聊天、查天氣、照相等等，其便利之處，可見(jiàn)一斑。

然而，現(xiàn)代人走路、吃飯、上班、坐車時(shí)都在看手機(jī)，不知不覺(jué)成為了“低頭族”，這種行為除了會(huì)帶來(lái)社交方面的負(fù)面影響和頸椎不適以外，九游會(huì)j9最常感受的就是雙眼干澀、痛癢難忍。

眼睛疼痛或發(fā)癢常常難以治愈，摩擦、抓揉發(fā)癢的眼睛會(huì)導(dǎo)致眼睛感染、紅腫、圓錐角膜，甚至是白內(nèi)障。在九游會(huì)j9的體驗(yàn)中，眼睛發(fā)癢發(fā)生在結(jié)膜，而不出現(xiàn)于角膜；眼睛疼痛常見(jiàn)于角膜，而少見(jiàn)于結(jié)膜。面對(duì)這種情況，九游會(huì)j9常使用眼藥水緩解眼部不適，但是對(duì)于結(jié)膜和角膜痛或癢如何發(fā)生，其神經(jīng)機(jī)制如何，九游會(huì)j9知之甚少。

結(jié)膜(conjunctiva)與角膜(cornea)

過(guò)去的研究發(fā)現(xiàn)，瞬時(shí)受體電位通道A1（TRPA1）在眼睛發(fā)癢的非組胺癢覺(jué)通路中起重要作用[1]，但是痛、癢覺(jué)感受神經(jīng)元中均表達(dá)TRPA1，九游會(huì)j9并不知道這些神經(jīng)元中哪一亞群特異性介導(dǎo)痛覺(jué)或癢覺(jué)，也不了解這些神經(jīng)元如何區(qū)別支配結(jié)膜與角膜。

TRPA1通道

2018年7月9日，Nature Medicine雜志在線刊登了華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院Qin Liu研究組的最新重要工作[2]，他們發(fā)現(xiàn)三叉神經(jīng)節(jié)對(duì)結(jié)膜和角膜的支配方式不同，其中表達(dá)MrgprA3的感覺(jué)神經(jīng)元介導(dǎo)結(jié)膜癢覺(jué)信息傳輸。本文首次發(fā)現(xiàn)眼結(jié)膜的癢覺(jué)傳遞通路，并提供了相應(yīng)疾病的治療方法。

Qin Liu 研究員

結(jié)果

1.三叉神經(jīng)節(jié)對(duì)結(jié)膜和角膜的支配方式不同

過(guò)去的研究表明，結(jié)膜和角膜均接受三叉神經(jīng)節(jié)（Trigeminal ganglia, TG）感覺(jué)神經(jīng)元的支配。通過(guò)基因報(bào)告鼠與單細(xì)胞RT-PCR方法，作者發(fā)現(xiàn)表達(dá)VGLUT3或TRPM8的神經(jīng)元（與痛覺(jué)、冷覺(jué)相關(guān)）主要支配角膜，而表達(dá)MrgprD或MrgprA3（癢覺(jué)相關(guān)）的神經(jīng)元只支配結(jié)膜。還有另一種癢覺(jué)相關(guān)的神經(jīng)元——生長(zhǎng)激素抑制素（SST）神經(jīng)元只支配皮膚，而不支配結(jié)膜和角膜（圖1）。

圖1 三叉神經(jīng)節(jié)感覺(jué)神經(jīng)元對(duì)結(jié)膜和角膜的支配方式不同

2.MrgprA3 感覺(jué)神經(jīng)元介導(dǎo)結(jié)膜急性癢與過(guò)敏癢

為研究特異性支配結(jié)膜的感覺(jué)神經(jīng)元是否只介導(dǎo)癢覺(jué)，作者使用不同致痛、致癢劑作用于結(jié)膜或角膜，發(fā)現(xiàn)激活SST神經(jīng)元的免疫因子IL-31和LTD4不能在結(jié)膜或角膜上誘發(fā)抓撓行為，而在皮膚上可以；MrgprD受體激動(dòng)劑β-丙氨酸可誘發(fā)少量抓撓行為；而MrgprA3受體激動(dòng)劑氯喹（Chloroquine, CQ）可誘發(fā)大量抓撓行為（圖2a-c）。進(jìn)一步，作者敲除MrgprA3受體，發(fā)現(xiàn)不僅CQ不會(huì)誘發(fā)小鼠在結(jié)膜處的抓撓行為，其它致癢劑組胺和5-羥色胺也不會(huì)（圖2c）。這些結(jié)果表明，MrgprA3陽(yáng)性的感覺(jué)神經(jīng)元在結(jié)膜癢中起重要作用。

接下來(lái)，為證明MrgprA3 神經(jīng)元參與結(jié)膜癢，作者將MrgprA3^tdTomato鼠與Pirt^GCaMP3鼠雜交，其子代MrgprA3 神經(jīng)元表達(dá)紅色熒光蛋白，感覺(jué)神經(jīng)元表達(dá)GCaMP3，因而可記錄MrgprA3 神經(jīng)元的鈣信號(hào)。他們發(fā)現(xiàn)MrgprA3 神經(jīng)元會(huì)被四種致癢劑NPFF、CQ、組胺、5-羥色胺激活（圖2d-j），表明結(jié)膜MrgprA3 感覺(jué)神經(jīng)元介導(dǎo)組胺與非組胺急性癢覺(jué)，與皮膚癢覺(jué)傳遞的神經(jīng)機(jī)制不同[3]。

圖2 結(jié)膜MrgprA3 感覺(jué)神經(jīng)元介導(dǎo)急性癢

有趣的是，NPFF、組胺與5-羥色胺均可由免疫系統(tǒng)肥大細(xì)胞分泌，因此作者就結(jié)膜的過(guò)敏性發(fā)癢展開(kāi)研究。當(dāng)結(jié)膜產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)時(shí)，肥大細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生脫顆粒作用，誘發(fā)大量抓撓行為（圖3a-c）。特別地，結(jié)膜中多數(shù)肥大細(xì)胞毗鄰MrgprA3 神經(jīng)纖維，尤其是脫顆粒肥大細(xì)胞（圖3d-f），敲除MrgprA3 神經(jīng)元顯著減少結(jié)膜過(guò)敏誘發(fā)的抓撓行為（圖3g），表明MrgprA3 神經(jīng)元參與過(guò)敏癢覺(jué)的傳遞。

圖3 結(jié)膜MrgprA3 感覺(jué)神經(jīng)元介導(dǎo)過(guò)敏癢

3.眼部癢覺(jué)的中樞神經(jīng)信號(hào)通路

過(guò)去的研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)控結(jié)膜與角膜的中樞神經(jīng)環(huán)路不盡相同[4]，因此在找到介導(dǎo)結(jié)膜癢的外周神經(jīng)環(huán)路后，作者就其中樞神經(jīng)環(huán)路展開(kāi)研究。大量研究指出，神經(jīng)介素B（Neuromedin B, NMB）在感覺(jué)神經(jīng)元中高度表達(dá)，并介導(dǎo)癢覺(jué)傳輸[5]。作者在結(jié)膜或角膜中注射逆行示蹤劑WGA，通過(guò)lacZ報(bào)告基因，作者發(fā)現(xiàn)NMB主要表達(dá)在支配結(jié)膜的感覺(jué)神經(jīng)元中（圖4a-g）。而且，支配結(jié)膜的感覺(jué)神經(jīng)元的中樞投射區(qū)域有大量NMB受體NMBR表達(dá)，而支配角膜的感覺(jué)神經(jīng)元的中樞投射區(qū)域則無(wú)NMBR表達(dá)（圖4h,j）。

此外，敲除NMB或NMBR會(huì)大幅降低小鼠抓撓行為（圖4i），而不影響痛覺(jué)（文章補(bǔ)充材料），表明中樞NMB-NMBR信號(hào)通路支配結(jié)膜而非角膜，介導(dǎo)癢覺(jué)而非痛覺(jué)。

圖4 中樞NMB-NMBR信號(hào)通路介導(dǎo)結(jié)膜癢覺(jué)

4.眼部發(fā)癢的新型醫(yī)療策略

在了解介導(dǎo)眼部發(fā)癢的神經(jīng)環(huán)路之后，作者嘗試用藥理學(xué)方法沉默MrgprA3 感覺(jué)神經(jīng)元，以緩解眼部發(fā)癢癥狀。他們混合使用CQ與鈉通道阻斷劑QX-314，QX-314本身不能穿過(guò)細(xì)胞膜，但CQ作用于MrgprA3誘發(fā)TRPA1通道打開(kāi)[1]，QX-314可經(jīng)由TRPA1通道進(jìn)入感覺(jué)神經(jīng)元，阻止其發(fā)放，從而達(dá)到沉默作用（圖5a-d）。

急性癢方面，作者在小鼠結(jié)膜處滴加低濃度CQ (4 mM)與QX-314的混合溶液，發(fā)現(xiàn)此方法可大幅減少CQ(12 mM)誘發(fā)的抓撓行為，此效應(yīng)可持續(xù)24小時(shí)之久，其效果明顯優(yōu)于抗組胺藥物苯吡胺（其藥效持續(xù)時(shí)間不到1小時(shí)（圖5e-h））。

過(guò)敏癢方面，作者使用卵清蛋白誘發(fā)過(guò)敏反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)肥大細(xì)胞大量累積并脫顆?；渭覥Q QX-314可減少肥大細(xì)胞的累積但不影響其脫?；?，而苯吡胺無(wú)任何作用（圖5i-k）。此外，作者發(fā)現(xiàn)MrgprA3 神經(jīng)元中大量表達(dá)神經(jīng)肽CGRP，CGRP也可誘導(dǎo)肥大細(xì)胞的累積（圖5l-n），提示CQ和QX-314聯(lián)合用藥的高效性。

圖5 藥理學(xué)沉默MrgprA3 神經(jīng)元緩解結(jié)膜急性癢與過(guò)敏癢

5.介導(dǎo)眼部癢覺(jué)的神經(jīng)環(huán)路具有保守性

在人類基因中，hMrgprX1可被CQ激活，對(duì)應(yīng)于小鼠MrgprA3[3]。通過(guò)人類樣本，作者發(fā)現(xiàn)hMrgprX1 神經(jīng)元特異性支配結(jié)膜，而不支配角膜（圖6c-d）。

接下來(lái)，作者使用MRGPX1;Mrgpr-/-鼠，這種鼠不表達(dá)所有鼠源Mrgpr，但在原位置表達(dá)人源hMrgprX1（圖6a-b）。通過(guò)電生理方法，他們發(fā)現(xiàn)CQ可誘發(fā)hMrgprX1 神經(jīng)元發(fā)放，而TRPA1拮抗劑HC030031可阻斷此過(guò)程（圖6e-f），表明人源hMrgprX1也偶聯(lián)TRPA1通道。

行為學(xué)方面，作者使用前文治療策略——CQ QX-314，發(fā)現(xiàn)可以顯著減少M(fèi)RGPX1;Mrgpr^-/-鼠抓撓行為，藥效可維持24小時(shí)（圖6g）。

過(guò)敏癢方面，作者發(fā)現(xiàn)免疫因子NPFF可激活hMrgprX1 神經(jīng)元，并會(huì)誘發(fā)MRGPX1;Mrgpr^-/-鼠產(chǎn)生大量抓撓行為（圖6h-i），表明人源hMrgprX1介導(dǎo)急性癢與過(guò)敏癢。

圖6 介導(dǎo)眼部癢覺(jué)的神經(jīng)環(huán)路具有保守性

總結(jié)

信息時(shí)代中，經(jīng)？詞只、電腦的九游會(huì)j9，眼睛經(jīng)常會(huì)疼痛、發(fā)癢，疼痛發(fā)生在角膜，而發(fā)癢出現(xiàn)在結(jié)膜，其特異性的神經(jīng)機(jī)制，九游會(huì)j9尚未可知。本文結(jié)合解剖學(xué)、藥理學(xué)和行為學(xué)等方法，發(fā)現(xiàn)三叉神經(jīng)節(jié)支配結(jié)膜、角膜的方式不同，特異性支配結(jié)膜的感覺(jué)神經(jīng)元表達(dá)MrgprA3，負(fù)責(zé)癢覺(jué)信息傳遞。此外，基于MrgprA3與TRPA1的偶聯(lián)性質(zhì)，本文采用低濃度CQ混合QX-314的方式，可緩解眼癢癥狀長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)。最后，本文證明此特異性支配環(huán)路具有保守性。

這項(xiàng)研究極大提高了九游會(huì)j9在眼部癢覺(jué)領(lǐng)域的認(rèn)知，為結(jié)膜發(fā)癢提供了可供參考的治療方案，著實(shí)是信息時(shí)代的福音。不過(guò)，長(zhǎng)時(shí)間看手機(jī)、電腦：ζ畝，盡量不要做“低頭族”哦！

九游會(huì)j9生物 一直關(guān)注神經(jīng)、代謝、腫瘤領(lǐng)域的重大研究進(jìn)展，為各種生理、病理研究提供最新工具和研究方案，助力臨床轉(zhuǎn)化和基因治療！

參考文獻(xiàn)

1.Huang, C.C., et al., A histamine-independent itch pathway is required for allergic ocular itch. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 2016. 137(4): p. 1267- .
2.Huang, C.C., et al., Anatomical and functional dichotomy of ocular itch and pain. Nat Med, 2018.
3.Liu, Q., et al., Sensory Neuron-Specific GPCR Mrgprs Are Itch Receptors Mediating Chloroquine-Induced Pruritus. Cell, 2009. 139(7): p. 1353-1365.
4.Panneton, W.M., H. Hsu, and Q. Gan, Distinct central representations for sensory fibers innervating either the conjunctiva or cornea of the rat. Exp Eye Res, 2010. 90(3): p. 388-96.
5.Zhao, Z.Q., et al., Cross-inhibition of NMBR and GRPR signaling maintains normal histaminergic itch transmission. J Neurosci, 2014. 34(37): p. 12402-14.