延髓腹内侧部G蛋白偶联型雌激素受体反向调控痛痒觉的环路与分子机制解析

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873728
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    56.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0903.感觉障碍、疼痛与镇痛
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Pain and itch are distinct sensory experiences, yet they are also closely related and impact each other. With the advancement of new technologies such as optogenetics, there has been major breakthroughs in the study of the neurocircuitry and molecular mechanisms of pain and itch at the peripheral and the spinal cord dorsal horn levels. However, little is known about the role of the supraspinal descending system in the interaction between pain and itch. The mu-type opioid receptor (MOR) in the rostral ventromedial medulla, an essential part of the descending pain modulation system, mediates both analgesia and itch. Two subtypes (splice variants) of MOR, namely, MOR-1 and MOR-1C, are present in RVM and likely mediates analgesia and itch, respectively. We have recently revealed the presence of a population of neurons which specifically express the G protein-coupled estrogen receptor (GPER) in RVM. Activation of GPER promotes phosphorylation of MOR, leading to enhancement of pain. GPER-deficient rats and mice are protected from inflammatory pain and morphine tolerance, but paradoxically exhibit hypersensitivity to mechanical and chemical itch. These results indicate that GPER in the RVM facilitates pain and inhibits itch via promoting MOR phosphorylation. In the current proposal, we intend to delineate the neural circuitry that underlie the differential control of pain and itch by GPER in the RVM, and to reveal the significance of GPER-mediated modulation of MOR-1 and MOR-1C in the interaction between pain and itch.
疼痛和瘙痒是不同的感觉体验,但两者又密切联系和相互影响。应用光遗传等新技术,有关外周和脊髓水平痛痒觉互作的环路和分子机制研究已获重要进展。然而,对脑的下行调控系统在痛痒觉互作中的作用尚缺乏深入研究。下行调控系统的核心结构—头端延髓腹内侧部(RVM)的μ型阿片受体(MOR)既介导镇痛也引起瘙痒,该部位分布有两种MOR剪接变异体—MOR-1和MOR-1C,可能分别介导镇痛和瘙痒。我们的研究发现,RVM的ON细胞特异表达G蛋白偶联型雌激素受体(GPER);激活GPER可导致MOR磷酸化和痛觉增强;GPER缺陷大鼠和小鼠痛觉减轻,对吗啡耐受抵抗,却呈现可被纳曲酮逆转的痒觉敏化,提示GPER通过介导MOR磷酸化而增强痛觉和抑制痒觉。本项目拟应用行为学、电生理和光/化学遗传等方法,探究RVM部位GPER反向调节痛痒觉的环路机制,揭示GPER对MOR-1和MOR-1C的调控在痛痒觉互作中的意义。

结项摘要

疼痛和瘙痒是不同的感觉体验,但两者又密切联系和相互影响。应用光遗传等新技术,有关外周和脊髓水平痛痒觉互作的环路和分子机制研究已获重要进展。然而,对脑的下行调控系统在痛痒觉互作中的作用尚缺乏深入研究。下行调控系统的核心结构—头端延髓腹内侧部(RVM)的μ型阿片受体(MOR)既介导镇痛也引起瘙痒,本项目揭示了该部位G蛋白偶联型雌激素受体(GPER)通过介导μ型阿片受体(MOR)磷酸化而易化痛觉和抑制痒觉的机制。我们发现:1)RVM内微量注射雌激素可增强痛觉并减弱吗啡镇痛效应;2)在体电生理记录表明雌激素通过GPER选择性兴奋ON神经元;3)GPER阳性神经元具有ON细胞的典型功能特征;4)GPER阳性神经元是长投射GABA能神经元,其接受丰富的脑啡肽能突触输入,表达u型阿片受体(MOR);5)光遗传/化学遗传激活GPER阳性神经元增强痛觉相关行为而抑制痒觉相关行为,选择性损毁或抑制GPER+神经元则抑制痛觉而增强痒觉感觉;6)GPER缺失大鼠或小鼠疼痛相关行为降低,吗啡镇痛效应增强,而出现痒觉高敏状态;7)GPER的激活通过PLC/IP3依赖的途径引起胞内钙释放,激活蛋白激酶C,继而引起MOR磷酸化,使之与钾通道脱偶联,从而提高ON细胞的兴奋性;8)RVM内GPER阳性神经元与5-HT能神经元之间存在交互性局部投射联系。以上结果证明GPER是RVM的ON神经元的特异性分子标记,同时GPER介导的阿片受体磷酸化参与痛痒觉调节和阿片耐受,是潜在的镇痛干预靶点。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Molecular identification of bulbospinal ON neurons by GPER which drives pain and morphine tolerance
GPER 驱动疼痛和吗啡耐受的球脊髓 ON 神经元的分子鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Clinical Investigation
  • 影响因子:
    15.9
  • 作者:
    Jiao Y;Gao P;Dong L;Ding X;Meng Y;Qian J;Gao T;Wang R;Jiang T;Zhang Y;Kong D;Wu Y;Chen S;Xu S;Tang D;Luo P;Wu M;Meng L;Wen D;Wu C;Zhang G;Shi X;Yu W;Rong W
  • 通讯作者:
    Rong W
Oral Administration of Penicillin or Streptomycin May Alter Serum Serotonin Level and Intestinal Motility via Different Mechanisms
口服青霉素或链霉素可能通过不同机制改变血清血清素水平和肠道蠕动
  • DOI:
    10.1039/c6ra12942k
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Frontiers in Physiology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhu C.;Gong H.;Luo P.;Dong L.;Zhang G.;Shi X.;Rong W.
  • 通讯作者:
    Rong W.
Emerging roles of the TRPV4 channel in bladder physiology and dysfunction
TRPV4 通道在膀胱生理和功能障碍中的新作用
  • DOI:
    10.1113/jp279776
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    The Journal of Physiology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wu Yanyuan;Qi Jun;Wu Changhao;Rong Weifang
  • 通讯作者:
    Rong Weifang
G-Protein-Coupled Estrogen Receptor (GPER) in the Rostral Ventromedial Medulla Is Essential for Mobilizing Descending Inhibition of Itch.
头端腹内侧髓质中的 G 蛋白偶联雌激素受体 (GPER) 对于调动瘙痒的下行抑制至关重要。
  • DOI:
    10.1111/jpi.12719
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Neuroscience
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Gao T;Dong L;Qian J;Ding X;Zheng Y;Wu M;Meng L;Jiao Y;Gao P;Luo P;Zhang G;Wu C;Shi X;Weifang Rong
  • 通讯作者:
    Weifang Rong
GPER-Deficient Rats Exhibit Lower Serum Corticosterone Level and Increased Anxiety-Like Behavior
GPER 缺陷的大鼠表现出较低的血清皮质酮水平和增加的焦虑样行为
  • DOI:
    10.1155/2020/8866187
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    NEURAL PLASTICITY
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zheng Yi;Wu Meimei;Gao Ting;Meng Li;Ding Xiaowei;Meng Youqiang;Jiao Yingfu;Luo Ping;He Zhenquan;Sun Tao;Zhang Guohua;Shi Xueyin;Rong Weifang
  • 通讯作者:
    Rong Weifang

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  • 通讯作者:
    张国花

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
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