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为了确定搔痒感觉是否需要GRPR,他们在GRPR突变型大鼠和野生型大鼠中研究了几种致痒剂的作用。皮内注射化合物48/80(100μg/50μl),后者可使肥大细胞脱颗粒释放组胺,在30分钟内诱发剧烈的搔抓行为。相反,虽然化合物48/80在GRPR突变型大鼠也引起搔抓行为,但搔抓的次数明显少于野生型大鼠(p<0.05)。然后应用蛋白酶活化受体2(protease-activated receptor 2,PAR2)激动剂作为致痒剂,PAR2是一种G蛋白耦合受体,在初级感觉神经元内表达,可被蛋白水解酶(例如胰蛋白酶和纤溶酶)激活。PAR2在人类皮肤中介导搔痒,PAR2激动剂(SLIGRL-NH2)是一种非组胺依赖性致痒剂。野生型大鼠的皮内注射SLIGRL-NH2(100μg/50μl)在30分钟内诱发剧烈的搔抓行为。相反,GRPR突变型大鼠的搔抓次数明显减少(p<0.05)。最后,应用氯喹模型评估GRPR突变型大鼠的搔抓行为。与野生型大鼠相比,皮内注射氯喹(200μg/50μl)引起的搔抓行为在GRPR突变型大鼠中显著减少(p<0.05)。搔抓次数的减少不是由活动能力缺陷引起的,因为野生型和GRPR突变型大鼠之间的自发活动没有显著差别。重要的是,这些差别仅见于对已知致痒剂的反应,而对致痛剂的反应则没有差别。这样,在皮内注射赋形物后,GRPR突变型大鼠和野生型大鼠的搔抓次数没有显著性差异。这些结果提示,GRPR是一种对于搔痒信息在脊髓环路中的传递很重要的受体。
假设如果GRPR介导搔痒感觉,则GRPR在脊髓水平的激活触发了搔痒信号的传递,进而造成搔抓行为。为了证实这一假设,鞘内应用GRPR激动剂GRP18-27,发现GRP18-27确实以剂量依赖性方式引起搔抓行为。通过甩尾试验证实,这些剂量的鞘内GRP18-27不影响疼痛敏感性。当GRPR突变型大鼠鞘内注射GRP18-27时,搔抓行为的水平显著低于野生型大鼠(p<0.01)。而且,鞘内注射GRPR拮抗剂(在注射GRP18-27之前10分钟)显著抑制GRP18-27引起的搔抓行为,而这种拮抗剂本身并不引起任何搔抓行为。最后,在鞘内注射上述每种致痒剂之前10分钟,鞘内注射GRPR拮抗剂可发现搔抓行为明显减少。相反,GRPR拮抗剂并不显著影响致痛剂(甲醛)引起的搔抓行为。因此,试验结果提示GRP通过脊髓GRPR起作用,介导信息传递而引起仅对致痒性刺激反应的搔抓行为。
这些数据提供了遗传、药理和行为学方面的证据,支持GRPR是脊髓中的特异性搔痒信号传递分子这一假设。虽然搔痒和疼痛密切相关,可能具有相似的外周和中枢机制,但GRPR突变型大鼠搔抓行为的减少反映了几种原因引起的搔痒而非痛觉的缺失。首先,试验结果表明GRPR突变型大鼠的疼痛敏感性未受损。GRPR突变型大鼠对足部电击的反应正常也支持这点。其次,致痒剂引起的搔抓行为反应在GRPR突变型大鼠中显著减少,而相同大鼠对致痛剂甲醛的反应仍保持正常。最后,GRPR受体在脊髓水平的激活引起了剂量依赖性的搔抓行为,并不影响疼痛行为。一个有趣的发现是GRPR突变型大鼠在不同的搔痒模型中表现出的敏感性有差异:GRPR突变型大鼠的搔抓行为减少在PAR2和氯喹模型中要比化合物48/80模型中更明显。与化合物48/80不同,PAR2激动剂SLIGRL-NH2和氯喹是通过非组胺机制而起作用。因此,不同类型的致痒性刺激在脊髓可能通过不同类型的中枢介质对搔痒信号进行处理和传递。或者,不同类型的致痒性刺激可引起不同的GRPR信号传递。脊髓中的其他铃蟾肽样受体也可能在GRPR突变型大鼠中产生代偿性作用。虽然试验结果提示GRPR特异性参与搔痒而非痛觉,但是考虑到选择性组胺敏感性神经元也对辣椒辣素起反应,不能排除表达GRPR的神经元参与痛觉的可能性。然而,试验结果强烈提示脊髓背角中存在一种搔痒特异性的GRPR介导的分子信号传递途径。研究结果对搔痒的治疗有重要的临床意义。例如,氯喹曾在非洲用于治疗疟疾发热,但是它常引起顽固性搔痒。GRP/GRPR信号传递途径可提供一种治疗慢性和顽固性搔痒的中枢靶点,而不影响感知急性伤害性刺激的能力,不会对病人造成损害。