邵 茗，羅和生

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，湖北 武漢 430060

肥大細(xì)胞(mast cells，MCs)是人體先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，是機體抵御內(nèi)外環(huán)境威脅的第一道防線。MCs來源于胚胎和成人骨髓[1]，低數(shù)量的MCs祖細(xì)胞在血液中循環(huán)，并可以遷移到靠近血管、淋巴管、腺體、平滑肌和神經(jīng)的位置[2]。在組織中，一部分MCs作為穩(wěn)態(tài)池存在，另一部分在局部微環(huán)境釋放的炎癥或細(xì)菌源分子如白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-3、IL-4、IL-9、IL-10、IL-33、趨化因子配體12、轉(zhuǎn)化生長因子-β、神經(jīng)生長因子、干細(xì)胞因子等的誘導(dǎo)下完成分化成熟的過程[3]。成熟的MCs是異質(zhì)的、在組織駐留的、生存周期較長的顆粒狀細(xì)胞，在炎癥條件下通過增殖、募集、或從MCs祖細(xì)胞中發(fā)育成熟來增加數(shù)量[4]。過敏原、感染源和毒素等物質(zhì)激活與IgE交聯(lián)的FcεRI受體并促使MCs迅速釋放預(yù)先形成的介質(zhì)，如血管活性胺(組胺和血清素)、蛋白多糖、蛋白酶和細(xì)胞因子等，這是MCs較為常見的激活方式[5]。除此之外，MCs還能以IgE獨立的方式激活，塑造組織微環(huán)境，參與細(xì)胞和細(xì)胞之間的相互作用，并通過分泌一系列促炎和抗炎產(chǎn)物來防御和清除各種病原體[6]。MrgprX2是新發(fā)現(xiàn)分布于MCs上的特異性受體，在非IgE依賴的MCs激活中發(fā)揮重要作用，本文將綜合闡述該受體的特點、相關(guān)激動劑和激活劑以及其在神經(jīng)源性炎癥和疼痛反應(yīng)及宿主防御與微生物清除中的作用。

1 MrgprX2概述

1.1 MrgprX2的發(fā)現(xiàn)及分布G蛋白偶聯(lián)受體(G-protein-coupled receptors, GPCRs)是7個跨膜結(jié)構(gòu)域受體家族中最大的一種，它們通過異三聚體G蛋白偶聯(lián)來調(diào)節(jié)細(xì)胞的重要功能，如細(xì)胞增殖、發(fā)育、生存、代謝和神經(jīng)元信號傳遞。在人體中已鑒定出約800種不同的GPCRs，它們是構(gòu)成真核生物最大的一類受體[7]。2001年首次報道發(fā)現(xiàn)MCs相關(guān)的G蛋白偶聯(lián)受體家族(Mas-related G protein-coupled receptors，Mrgprs)，這些受體在疼痛感覺神經(jīng)元的一個特定子集中表達(dá)，在調(diào)節(jié)疼痛感受器功能中發(fā)揮作用[8]。

人體中有4種Mrgx基因：MrgprX1～MrgprX4。小鼠基因組包含MrgprA(A1～A10)、MrgprB(B1～B5、B8)、MrgprC(C11)、MrgprD、MrgprE、MrgprF、MrgprG、MrgprH基因，目前該受體家族的生理功能在很大程度上仍然未知[9]。MrgprX2受體在非IgE依賴的MCs激活中起到重要作用，它的分子量為37 kDa，由330個氨基酸組成，最初在背根神經(jīng)節(jié)中發(fā)現(xiàn)，后來研究發(fā)現(xiàn)MCs似乎是除背根神經(jīng)節(jié)外唯一表達(dá)該受體的細(xì)胞[10]。詳細(xì)的轉(zhuǎn)錄組分析顯示，MrgX2 mRNA在皮膚、脂肪組織、膀胱和結(jié)腸中最豐富，在測試的42個人類細(xì)胞系中發(fā)現(xiàn)僅在HMC-1中存在高水平的MrgX2和低水平的MrgX1表達(dá)，結(jié)締組織樣人臍帶血源性MCs中MrgprX2轉(zhuǎn)錄的拷貝數(shù)明顯高于黏膜樣MCs[9]。

1.2 MrgprX2的小鼠同源物對小鼠原代MCs進(jìn)行嚴(yán)格的RT-PCR篩選發(fā)現(xiàn)了一個單一家族成員MrgprB2的條帶[11]，異源性表達(dá) MrgprB2的HEK293細(xì)胞(MrgprB2-HEK)能被MrgprX2激動劑化合物48/80(Compound 48/80，C48/80)激活[12]，MrgprB2-HEK細(xì)胞也對其他MrgprX2配體有應(yīng)答，包括基本的促分泌物質(zhì)P(substance P，SP)。通過構(gòu)建MrgprB2 BAC轉(zhuǎn)基因小鼠發(fā)現(xiàn)MrgprB2高度特異性表達(dá)在結(jié)締組織MCs上[13]，這些藥理和基因表達(dá)數(shù)據(jù)強烈表明，MrgprB2是MrgprX2的小鼠同源物。但研究發(fā)現(xiàn)MrgprX2和MrgprB2的激活所需的激動劑濃度有很大的不同，大多數(shù)MrgprB2配體產(chǎn)生半最大效應(yīng)濃度(concentration for 50% of maximal effect，EC50)明顯高于MrgprX2配體，如C48/80激活MrgprB2的EC50為3.7 μg/ml，但它激活MrgprX2的EC50為470 ng/ml[13]。

2 MrgprX2的激動劑

2.1 陽離子肽類藥物MrgprX2能被具有陽離子性質(zhì)的配體激活，這些配體是具有不同化學(xué)特征的肽、蛋白質(zhì)、半胱氨酸蛋白酶和阿片類物質(zhì)[14]，如抗菌宿主防御肽、神經(jīng)肽、嗜酸性粒細(xì)胞顆粒蛋白及許多FDA批準(zhǔn)的肽類藥物等[13]。研究[13]發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的肽類藥物中，絕大多數(shù)與注射部位反應(yīng)(injection-site reaction，ISRs)相關(guān)的是陽離子的藥物，ISRs是一種在注射藥物部位產(chǎn)生的局部腫脹反應(yīng)，可伴有疼痛或瘙癢。除了胰島素以外所有常見的、市售的這些陽離子藥物的代表性成員都以MrgprB2依賴的方式激活MCs，并且除了胰島素，所有這些肽都能激活MrgprB2-HEK和MrgprX2-HEK細(xì)胞。作為這些藥物中具有代表性的一種，艾替班特幾乎在每例患者中都能引起ISRs，并且能在野生型小鼠中引起廣泛的外滲和腫脹，產(chǎn)生類似于人類的ISRs，但在MrgprB2敲除的小鼠中未出現(xiàn)這種現(xiàn)象。艾替班特能促進(jìn)野生型小鼠腹膜MCs釋放組胺，但在MrgprB2敲除的小鼠中組胺的釋放出現(xiàn)明顯減少[13]。這表明藥物誘導(dǎo)的ISRs可能通過靶向MrgprX2或使用具有較弱的MrgprX2激動劑特性的多肽來緩解。

2.2 非特異性激動劑偽過敏反應(yīng)癥狀包括皮膚潮紅或皮疹、血壓或心率變化和支氣管痙攣，通過MrgprB2介導(dǎo)小分子誘導(dǎo)的偽過敏反應(yīng)的實驗，研究者發(fā)現(xiàn)，一個含有四氫異喹啉(tetrahydroisoquinoline,THIQ)基元的環(huán)化突變體促使MCs脫顆粒的效應(yīng)是C48/80的7倍[15]，在對FDA批準(zhǔn)的含有THIQ的藥物的檢索中發(fā)現(xiàn)了煙堿受體拮抗劑非甾體神經(jīng)肌肉阻斷藥物(non-steroidal neuromuscular blocking drugs，NMBDs)的成員，除琥珀膽堿外，所有NMBD家族成員以MrgprB2依賴的方式激活MCs[13]。研究發(fā)現(xiàn)，SP為一種內(nèi)源性的MrgprB2激動劑，能夠通過MrgprB2促進(jìn)免疫細(xì)胞的遷移，SP還通過MrgprX2受體激活MCs，導(dǎo)致了多種炎性細(xì)胞因子和趨化因子的釋放，并且SP介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)獨立于其典型受體神經(jīng)激肽-1受體(neurokinin-1 receptor, NK-1R)，這些結(jié)果證實了MrgprB2/X2受體可作為一種重要的神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)劑和治療炎性疼痛的潛在靶點[16]。SP和許多其他神經(jīng)肽，包括皮質(zhì)抑素、生長抑素、血管活性腸肽和腎上腺髓質(zhì)素前體 (Proadrenomedullin，PAMP)-20和PAMP-12，都是MrgprX2激動劑，它們通過激活MrgprX2增加MCs細(xì)胞內(nèi)鈣濃度，并以劑量依賴的方式使MCs脫粒[17]。

2.3 選擇性MrgprX2探針目前尚不清楚是否有特異性MrgprX2激動劑，明確的選擇性、強效的MrgprX2激動劑探針的鑒定是揭示其體內(nèi)外功能的重要一步，研究者們利用高通量、大規(guī)模并行篩選潛在調(diào)節(jié)劑(包括小分子、生物活性肽和其他試劑)，然后通過計算建模篩選更廣泛的化學(xué)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)了選擇性MrgprX2探針ZINC-3573[18]，這種激動劑特異性地通過MrgprX2促進(jìn)MCs脫顆粒，在超過315種其他GPCRs中無明顯的激動作用，MrgprX2 siRNA顯著降低(R/S)-ZINC-3573誘導(dǎo)的脫顆粒。目前的研究表明，MrgprX2激動劑在瘙癢性皮膚病中發(fā)揮重要作用，不同的MrgprX2激動劑在MCs的活化、釋放信號分子和免疫細(xì)胞的募集中有不同的作用，但針對MrgprX2特異性的有效的激動劑仍有待研究。

3 MrgprX2的拮抗劑

3.1 雜環(huán)化合物MrgprX2是一種獨特的GPCR，它對多種肽和化合物具有廣泛的反應(yīng)性，因此，該受體也缺乏特異性的拮抗劑。研究者通過對分子庫中的化合物進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn)兩種不同的雜環(huán)化合物，兩種化合物均能阻斷SP誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)Ca2+動員，此外這兩種化合物都能有效阻止SP與MrgprX2的結(jié)合，抑制由SP介導(dǎo)的前列腺素D2的產(chǎn)生，該研究預(yù)測MrgprX2拮抗劑可能是一種很有前景的治療IgE非依賴性過敏反應(yīng)的藥物[19]。

3.2 紫草素研究[20]發(fā)現(xiàn)，紫草素預(yù)處理的MrgprX2-HEK293細(xì)胞表現(xiàn)出劑量依賴性的細(xì)胞活化抑制，采用分子對接來研究MrgprX2和紫草素之間的結(jié)構(gòu)，球面空間場模型顯示紫草素與MrgprX2的活性腔體吻合較好，紫草素與MrgprX2通過形成4個氫鍵相互作用。紫草素能有效抑制MCs的激活，這與MrgprX2介導(dǎo)的PLCγ-PKC-IP3信號通路的抑制有關(guān)，提示紫草素可能是一種潛在的治療過敏性和炎性疾病的新藥。

3.3 QWFMCs上的NK-1受體拮抗劑Gln-D-Trp(Formyl)-Phe benzyl ester(QWF)能抑制C48/80誘導(dǎo)的MCs脫顆粒和分泌素誘導(dǎo)的瘙癢[21]。QWF還抑制了LAD2中δ毒素誘導(dǎo)的脫顆粒作用，并且QWF顯著降低了萬古霉素誘導(dǎo)的LAD2的脫顆粒作用[22]。QWF可視為人類和小鼠體內(nèi)外Mrgprs的拮抗劑。

3.4 芍藥苷(Paeoniflorin，PF)PF是一種從白芍水提物中分離得到的單萜苷類化合物[23]，具有抗炎作用。研究[24]發(fā)現(xiàn)，PF能以劑量依賴的方式抑制C48/80誘導(dǎo)的MCs脫顆粒。此外，PF可以減少C48/80誘導(dǎo)的鈣內(nèi)流，并抑制體外MCs脫粒和趨化因子的釋放，該化合物可以作為MrgprX2抑制劑，影響MrgprX2誘導(dǎo)的偽過敏性藥物反應(yīng)的信號通路傳遞。

3.5 CD300f一種抑制性受體CD300f，也被稱為骨髓細(xì)胞表達(dá)的免疫受體1，是CD300家族的I型跨膜糖蛋白成員，通過與其生理配體神經(jīng)酰胺結(jié)合來抑制IgE依賴的過敏反應(yīng)[25]，角氨胺CD300f相互作用可以抑制ATP或LPS誘導(dǎo)的MCs激活[26]。為了檢測CD300f是否調(diào)節(jié)MrgprB2介導(dǎo)的MCs激活，研究者從野生型和CD300f-/-小鼠中分離出腹膜MCs，兩者都表達(dá)了同等水平的FcεRI和C-Kit受體，在涂有神經(jīng)酰胺、磷脂酰膽堿等載體的孔板內(nèi)用C48/80刺激野生型小鼠和CD300f-/-腹膜MCs，發(fā)現(xiàn)C48/80刺激的MCs脫顆粒僅在野生型小鼠中被抑制，這表明CD300f抑制MrgprX2介導(dǎo)的偽過敏反應(yīng)，CD300f可能是MCs介導(dǎo)過敏反應(yīng)的潛在治療靶點[27]。

4 MrgprX2介導(dǎo)神經(jīng)源性疼痛和炎癥反應(yīng)及宿主防御與微生物的清除

4.1 MCs-神經(jīng)的相互作用神經(jīng)和免疫系統(tǒng)在調(diào)節(jié)維持生理內(nèi)穩(wěn)態(tài)、反應(yīng)急性應(yīng)激源和防止外部病原體入侵的過程中起著關(guān)鍵作用，MCs是先天免疫系統(tǒng)的多功能組成部分，現(xiàn)在通常被認(rèn)為是典型的神經(jīng)免疫細(xì)胞，利用神經(jīng)肽、細(xì)胞因子和激素的共同作用在系統(tǒng)之間進(jìn)行交流[28]。在負(fù)責(zé)疼痛傳遞的感覺神經(jīng)纖維支配的組織中MCs數(shù)量較多，這些MCs和神經(jīng)之間的解剖聯(lián)系在炎癥部位更為明顯[29]。MCs和神經(jīng)之間多通過細(xì)胞之間的旁分泌信號進(jìn)行交流，當(dāng)二者解剖位置接近時，MCs還可以通過介質(zhì)與神經(jīng)交流，MCs和神經(jīng)也可以形成物理突觸，通過整合素結(jié)合來調(diào)節(jié)細(xì)胞表型和功能[28]。

在過敏性炎癥中，有研究[30]認(rèn)為IgE介導(dǎo)的MCs激活釋放胰蛋白酶，激活感覺神經(jīng)元上蛋白酶受體，導(dǎo)致瞬時受體電位香草酸亞型1(transient receptor potential cation channel subfamily V number 1，TRPV1)致敏，并增加痛覺，同時刺激SP和降鈣素基因相關(guān)肽的釋放。釋放的神經(jīng)肽誘導(dǎo)MCs的進(jìn)一步激活，導(dǎo)致小動脈血管舒張，增加血流和中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞的募集，從而加強炎癥反應(yīng)[30]。MCs誘導(dǎo)腸神經(jīng)元的激活導(dǎo)致黏膜分泌升高和腸動力增加。此外MCs介質(zhì)，特別是組胺和蛋白酶通過TRPV1來增加黏膜下傳入神經(jīng)元的敏感性，導(dǎo)致腸道機械擴張和內(nèi)臟疼痛感知的增加[31]。

4.2 MrgprX2(MrgprB2)介導(dǎo)神經(jīng)源性炎癥和疼痛SP是MCs與神經(jīng)交流中研究最全面的介質(zhì)，由SP誘導(dǎo)的MCs激活是一系列與疾病相關(guān)的神經(jīng)源性炎癥的關(guān)鍵。除了通過經(jīng)典的NK-1受體激活MCs外，SP還可以激活MrgprX2導(dǎo)致MCs脫顆粒。MCs受體MrgprB2的激活是神經(jīng)肽誘導(dǎo)的免疫細(xì)胞募集的關(guān)鍵驅(qū)動因素，研究者使用術(shù)后疼痛模型發(fā)現(xiàn)MrgprB2-/-小鼠的機械超敏性和熱超敏性都降低，募集的炎癥細(xì)胞數(shù)量顯著降低。SP激活MrgprX2后，腫瘤壞死因子α、集落刺激因子和IL-8釋放顯著增加。并且NK-1-/-小鼠在SP誘導(dǎo)后募集的免疫細(xì)胞數(shù)量無顯著減少，表明MrgprB2是參與SP誘導(dǎo)先天免疫細(xì)胞募集的主要受體。MrgprB2是組織損傷后神經(jīng)元信號傳導(dǎo)的主要下游效應(yīng)受體，SP通過MrgprB2而不是NK-1R促進(jìn)免疫細(xì)胞募集的發(fā)現(xiàn)為治療炎癥和疼痛提供了一個新的靶點[16]。

4.3 MrgprX2(MrgprB2)介導(dǎo)宿主防御與微生物的清除宿主防御肽(host defense peptides, HDPs)如LL-37和人β防御素(human β-defensins，hBDs)，對清除微生物病原體至關(guān)重要，在宿主防御系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。研究[32]發(fā)現(xiàn)，從上皮細(xì)胞中衍生出來的hBDs通過MrgprX2激活了MCs，LL-37由激活的MCs和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生，反過來通過MrgprX2激活MCs。HDPs通過MrgprX2激活MCs可能會有助于微生物的清除并促進(jìn)傷口愈合，微生物感染導(dǎo)致hBDs的產(chǎn)生，并通過MrgprX2導(dǎo)致MCs的趨化和脫顆粒。MCs衍生的介質(zhì)會增加血管通透性，并促進(jìn)中性粒細(xì)胞的募集，中性粒細(xì)胞釋放的LL-37激活了MrgprX2，增強了Toll樣受體4的表達(dá)，并導(dǎo)致了MCs進(jìn)一步的趨化和脫顆粒[32]。

群體感應(yīng)是一種細(xì)胞與細(xì)胞的交流機制，被細(xì)菌用于協(xié)調(diào)控制抗生素耐藥性、生物膜形成和毒力大小，該過程由群體感知分子(quorum-sensing molecules，QSMs)進(jìn)行介導(dǎo)。研究[33]發(fā)現(xiàn)，MrgprB2及MrgprX2是革蘭陽性QSMs的受體，能力刺激肽(competence-stimulating peptide，CSP)-1是QSMs中的一種，它激活MrgprB2和MrgprX2，觸發(fā)MCs脫顆粒，抑制細(xì)菌生長，阻止生物膜的形成，這種抗菌功能在MrgprB2缺乏的MCs中被降低。MrgprB2敲除小鼠的細(xì)菌清除率降低，而在體內(nèi)激活MrgprB2可以消除細(xì)菌并提高疾病評分，MrgprX2可作為控制細(xì)菌感染的潛在治療靶點[33]。

4.4 MrgprX2下游信號通路研究[34]發(fā)現(xiàn),從黃蜂毒液中分離出來馬斯多帕蘭可以通過MrgprX2受體激活MCs，并以劑量依賴的方式誘發(fā)MCs脫顆粒并引起中性粒細(xì)胞的募集，MrgprX2等GPCR可以與多個Gα亞基相互作用，以啟動不同的信號通路。馬斯托帕蘭特異性激活Gαq，即激活磷脂酶C(phospholipase C，PLC)的亞基，并檢測到PLCγ1的磷酸化，導(dǎo)致了三磷酸肌醇(inositol triphosphate，IP3)的產(chǎn)生，這是動員MCs脫顆粒所需的關(guān)鍵第二信使[34]。在一項對潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC)患者腸道標(biāo)本的研究中，研究者比較了急性炎癥和非炎癥部位的UC組織，僅在炎癥組織中發(fā)現(xiàn)MrgprX2特異性激活，并且炎癥部位MrgprX2激動劑的蛋白溶解前體PAMP-12增加，從炎癥組織中分離出來的MCs中胰蛋白酶的分泌增多。通過批量RNA序列分析和單細(xì)胞RNA序列等對可改變GPCRs中蛋白質(zhì)的等位基因進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)一種Asn62Ser等位基因可對UC產(chǎn)生保護(hù)作用，含有Asn62Ser的MCs在激動劑刺激后β-arrestin募集增加，IP1積累減少，PERK表達(dá)增加，對UC患者來說阻斷MrgprX2激活和蛋白酶釋放是一種很有前景的靶向治療方法[35]。

在過去的十幾年中，我們對Mrgprs有了初步的了解：(1)小鼠MrgprA3亞型被確定為氯喹介導(dǎo)的瘙癢作用的受體；(2)嚙齒動物的MrgprC負(fù)責(zé)止痛和增強疼痛的雙重作用，也被證明參與瘙癢的發(fā)生；(3)MrgprD增強神經(jīng)元興奮性并誘導(dǎo)血管舒張；(4)人類MrgprX調(diào)節(jié)初級感覺神經(jīng)元的興奮性和這些細(xì)胞的基因表達(dá)[36]?；谧罱l(fā)現(xiàn)的MrgprX2(MrgprB2)參與肽類藥物誘導(dǎo)的偽過敏反應(yīng)，MrgprB2功能缺失的小鼠及其野生型小鼠將是臨床前篩選新的肽類藥物和治療偽過敏反應(yīng)實驗的有用工具。MrgprX2及其激動劑可能是皮膚疾病或藥物反應(yīng)的一個很有前景的靶點，MrgprX2拮抗劑最近已被發(fā)現(xiàn)能夠完全抑制人臍帶血來源的MCs的脫粒[19]和減少C48/80誘導(dǎo)的小鼠局部過敏性炎癥[24]。但目前MrgprX2仍然缺乏有效的特異性的激動劑和拮抗劑，并且對于MrgprX2的下游信號通路的激活我們?nèi)匀挥泻芏嗖涣私?，MrgprX2在除了偽過敏反應(yīng)中的其他疾病中的作用尚不明確，關(guān)于MrgprX2在神經(jīng)源性炎癥和疼痛反應(yīng)中的作用的認(rèn)識應(yīng)該進(jìn)一步擴大。