剑桥大学研究：GPR65激活与炎症性关节痛相关

炎症与局部酸中毒有关，然而，由于质子敏感受体的多样性和广泛表达，将其生理和病理作用归因于质子敏感受体尚具有挑战性。

基于此，2024年4月30日英国剑桥大学药理学系 Ewan St. John Smith研究团队在bioRxiv杂志发表了“Activation of the proton-sensing GPCR, GPR65 on fibroblast-like synoviocytes contributes to inflammatory joint pain”揭示了成纤维细胞样滑膜细胞上的质子感应GPCR，GPR65的激活有助于炎症性关节疼痛。

合成激动剂BTB09089（BTB）再现了许多质子诱导的信号传递事件，并显示了对GPR65的选择性。BTB表明GPR65激活成纤维细胞样滑膜细胞(是重要的非免疫细胞，主要位于滑膜的内层，FLS)，导致能够招募免疫细胞和敏感感觉神经元的促炎介质的分泌。关节内注射BTB导致小鼠膝关节内GPR65依赖的膝关节神经支配神经元敏感和伤害行为。GPR65刺激人类FLS也触发了炎症介质的释放，而来自人类骨关节炎患者的滑膜液样本也可以激活GPR65。这些结果表明，GPR65在介导小鼠和人类炎症性关节疼痛的细胞间相互作用中的重要作用。

图一 BTB再现了与GPR65中质子相似的细胞内信号特征

GPCRs协调多效性细胞内信号传导，功能选择性(也称为偏倚信号)提供了进一步的复杂性:不同的激动剂通过同一受体驱动不同反应的能力。作者在统一的细胞背景下检测了每种激动剂引起信号反应的能力，将小鼠GPR65作为唯一已知的质子敏感受体表达出来。增加质子浓度导致cAMP积累，直到pH <为6.4，然后产量下降。与质子一样，BTB也引起mGPR65-CHO细胞中cAMP积累的浓度依赖性增加。在暴露于质子或BTB 15分钟后，在GPR65-RLuc8和β-arrestin 1-YFP之间检测到BRET增加。在精神药物治疗后未观察到BRET的变化，只有质子和BTB才能引起招募。激活后，许多GPCR被内化。为了评估激动剂诱导的GPR65内化，进行了BRET测定，以量化mGPR65-RLuc8与驻留在质膜中的荧光融合蛋白(RIT-venus)的接近程度。质子刺激后，mGPR65-RLuc8和RIT-venus之间的BRET呈浓度依赖性降低。BTB可能是模拟质子诱导信号传导的有用工具。考虑到每种激动剂的测试浓度范围存在差异，对信号偏倚进行全面评估是不合适的，利用cAMP积累实验证实BTB对其他PS-GPCR的选择性。BTB仅在表达mGPR65的细胞中协调应答，因此代表了通过GPR65刺激类似的细胞内信号级联的选择性工具。

图二 关节内注射BTB会引起小鼠的炎症和疼痛样行为

作者研究了GPR65对炎症性关节疼痛的作用。关节内注射BTB可选择性地激活关节环境中的GPR65，模拟人类关节炎常见的滑膜液酸度增加。考虑到雌性的关节炎发病率较高，最初的研究仅限于雌性小鼠。小鼠接受单侧关节内注射100µM BTB或DMSO，并进行为期7天的研究。注射BTB后24小时出现炎症高峰实验期间肿胀消退。关节内注射DMSO后，膝关节宽度无变化。与膝关节炎症相一致，疼痛样行为的增加也依赖于注射的物质，包括注射BTB的膝关节的机械过敏性增加，对侧关节的机械敏感性不受影响。小鼠的挖掘行为也受到BTB注射的负面影响，出现挖掘潜伏期增加和挖掘时间减少。在小鼠膝关节中注射BTB后观察到的肿胀和疼痛样行为表明，GPR65的激活足以引起炎症性疼痛。

图三 GPR65 KO小鼠在关节内注射BTB后不会发生关节炎症或疼痛

关节内BTB膝关节注射导致WT小鼠肿胀，但KO小鼠未诱发炎症反应。根据性别，在注射BTB后，WT小鼠的炎症程度存在差异，雌性小鼠经历了更大的炎症。两种基因型均未显示对侧关节的机械敏感性发生任何变化。KO小鼠使用BTB后的挖掘行为也未受影响。然而，注射野生型小鼠24小时后出现挖掘缺陷。尽管雌性和雄性注射BTB后的炎症反应不同，都没有发现性别影响。这里的数据表明GPR65介导BTB给药的感觉神经元过度兴奋、关节炎症和疼痛样行为，并强调了GPR65拮抗剂在治疗炎症条件下的潜力。

总结

总之，本文所描述的工作已经表明，PS-GPCR GRP65是炎症性疼痛的调节因子。研究结果表明，GPR65通过FLS细胞协调炎症性关节疼痛，FLS细胞释放炎症介质以响应GPR65激动剂BTB。这些结果引发了关于gpr65驱动的炎症和痛觉的进一步问题，以便更好地评估该受体作为开发新型抗炎和镇痛药物的潜在靶点。此外，这里的工作强调了在进一步研究更广泛的PS-GPCR家族在生理和疾病中的重要性和潜在价值。

文章来源

https://doi.org/10.1101/2024.04.29.590277

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