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专访:解开瘙痒神经机制的奥秘
【字体: 大 中 小 】 时间:2009年12月18日 来源:生物通
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来自约翰霍普金斯大学医学院感觉生物学,华盛顿大学医学院的研究人员在上皮感觉神经细胞中发现了一个G蛋白偶联受体家族成员:Mrgprs,能行使瘙痒受体的功能。这对于了解初级感觉神经细胞中组胺非依赖性瘙痒的分子和细胞机制具有重要的意义。
生物通报道:来自约翰霍普金斯大学医学院感觉生物学,华盛顿大学医学院的研究人员在上皮感觉神经细胞中发现了一个G蛋白偶联受体家族成员:Mrgprs,能行使瘙痒受体的功能。这对于了解初级感觉神经细胞中组胺非依赖性瘙痒的分子和细胞机制具有重要的意义。
领导这一研究的是约翰霍普金斯医学院的董欣中(Xinzhong Dong)博士,董博士早年毕业于武汉大学,后于美国加州大学洛杉矶分校获得博士学位,现在约翰霍普金斯大学医学院神经科学系进行研究工作,主要从事疼痛相关神经细胞的分子与遗传机制研究。
为了更进一步的了解这一重要的研究成果,生物通特采访了董博士,就读者感兴趣的一些问题请教了他。
生物通:瘙痒是机体生理状态下自我保护的一种反应机制,由于瘙痒是许多系统性疾病和皮肤疾病的症状之一,因此吸引了许多科学家对瘙痒进行研究,但是目前瘙痒产生的具体机制尚有许多空白之处,贵研究组这项研究的突破点在哪里?
董博士:目前瘙痒介质中了解得最清楚的组胺(histamine),这是一种由皮肤肥大细胞分泌的化学物,可以通过其受体(即组胺受体)激活临近的感觉神经。抗组胺药物能有效的抑制组胺诱导性瘙痒,但是对于大多数慢性瘙痒症状,比如过敏性皮炎(atopic dermatitis)却没有疗效。事实上三分之二的瘙痒症状都不能通过抗组胺药物得以治疗。对于治疗和诊断这种非组胺依赖性瘙痒,主要的问题不是找出背根节(dorsal root ganglion,DRG)中瘙痒感觉神经细胞的组胺和分子标记物,而是在于缺乏瘙痒介质直接激活受体的相关信息。
我们的这项研究发现Mrgprs不仅是一种新颖的瘙痒受体,而且还能作为研究瘙痒感觉神经细胞的分子标记,这是因为Mrgprs是DRG特异表达的,而不是所有组织中都有的。由于这种特异性表达模式,以及Mrgprs在瘙痒中的作用,因此这种蛋白可以作为抗瘙痒药物的一个理想靶标。
生物通:研究发现了一个G蛋白偶联受体家族成员:Mrgprs的重要作用,您能具体谈一下这一受体在瘙痒产生过程中的作用吗?
董博士:我们认为氯喹(chloroquine)能主要通过结合在皮肤神经纤维的Mrgprs(即G蛋白偶联受体),引起瘙痒。小鼠中主要的氯喹瘙痒受体是MrgprA3,而人类的则是MrgprX1。激活这些受体能引起信号传导,这些信号途径——我们认为——是通过离子通道TRPs传导,在这些Mrgpr表达DRG神经细胞中产生动作电位。
生物通:实验研究过程中主要采用的技术有哪些?最重要的技术点在哪里?
董博士:我们主要采用的多学科方法,包括小鼠遗传学技术,小鼠行为检测(behavioral tests),细胞培养,钙成像技术,电生理记录方法(electrophysiological recordings),以及分子生物学的各种技术。我认为这些方法对于这一研究都很关键。
生物通:瘙痒疼痛是一个十分有意思的研究方向,您当初为什么选择了这一课题进行研究呢?
董博士:我们发现Mrgprs能在小口径DRG神经细胞中特异表达,这种小口径DGR神经细胞能感知疼痛和瘙痒。一旦开始进行表体感觉的基础研究,了解了这些研究具有重要的临床意义之后,你就会发现疼痛和瘙痒是十分有意思的研究课题。
生物通:这项重要的研究成果具有哪些临床意义,如果要应用到临床,是否还存在一些阻碍?
董博士:实际上许多医药公司,比如默克,GSK,AstraZeneca, JNJ等都对于Mrgprs十分感兴趣,他们已经着手筛选人类Mrgprs激动剂和拮抗剂了,希望这些化合物能最终治愈疼痛和瘙痒。
生物通:您在2009年获得了HHMI早期职业科学家项目(2009 Early Career Scientist Program)资助,您入选的项目是哪个方面的?目前这项研究成果是否也得到了这项计划的资助?
董博士:我的主要研究方向是疼痛,瘙痒和安抚的分子及细胞机制,这项Mrgpr/itch研究得到了HHMI的部分资助。
(生物通:王蕾)
研究小组简介:
董博士研究组小组目前有三名博士后,两名研究生,和一名技术员。实验室刘芹(Qin Liu)博士(现已经毕业)完成了大部分的研究工作。
董博士出生于北京,1987年-1989年在武汉大学生物系学习,之后转至美国一家文理学院,获得学士学位,之后在加州大学洛杉矶分校取得博士学位,从师于Larry Zipursky博士,进行果蝇眼镜发育研究。在2004年,董博士在约翰霍普金斯大学医学院创建了自己的实验室。
(前排右边第一个是刘芹博士,第三个是董博士)