CPZはTRPV1とは独立して大腸炎を減衰させる
CPZ浣腸が実験的大腸炎を減衰させるメカニズムに挑戦するために、我々は野生型(WT)およびTRPV1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1-trpv1欠損マウス(各群n=8)。 競合する報告が存在するが、TRPV1欠損マウスは、我々が以前に公開していたTNBS大腸炎のモデルからの結果に準拠して、私たちの研究室でcongenic WTマウスと同程度にDSS大腸炎と体重減少を開発しました7,8,9,10,11,12. CPZ浣腸治療のために、我々は以前にrats8でdss(5%)大腸炎を減衰させることが報告されていたCPZ(531μ M)の同じ濃度を使用しました。 大腸炎の経過は、体重測定および内視鏡検査によって毎日監視された。 CPZ(5 3 1μ M)浣腸の1日2回の適用は、WTおよびTRPV1−/−マウスの両方においてDSS大腸炎を同程度に減衰させ、これは、改善された内視鏡スコアおよび体重の減少によ 1A-C–。 H&E7日間のDSS実験の終わりに遠位結腸からの汚れは、コントロールの結腸に多数の浸潤免疫細胞を有する破壊された粘膜組織アーキテク これは、広く無傷の粘膜および両方の遺伝子型のCPZ処置マウスの結腸における有意な免疫細胞浸潤の不在とは全く対照的であった(図1 0A)。 1D)。 これらの知見によれば、両方の遺伝子型のCPZ処置マウスにおいて組織学的スコアが強く低下した(図1 0A)。 1E)。
CPZはTRPA1を活性化
CPZ浣腸が効果的にTRPV1ヌル変異マウスにおける大腸炎を阻害することをin vivoでの観察は、CPZのTRPV1非依存性神経効果に問 TRPA1はcolitis6、12、14を含む炎症の様々なモデルで重要であることが示されていたので、我々はCPZがTRPA1に作用するかどうかをテストしました。
htrpa1を介してCPZ誘導イオン電流
パッチクランプ実験は、組換えhtrpa1を発現するHek293T細胞(htrpa1-Hek293T細胞)の電圧クランプモードで行った。 −6 0mVの保持電位で、CPZ(1 0μ M)は、選択的TRPA1アンタゴニストH C−0 3 0 0 3 1(H C、1 0μ M)によってほぼ完全に阻害された(9 3%阻害、n=5)内向き電流を誘導した(図1 0)。 2A)。 CPZ誘導内向き電流が記録されたすべての細胞では、カルバクロール(100μ m)確立されたTRPA1アゴニストは、また、htrpa1の機能発現を示す、同じ保持電位で大きな内向き電流を誘発した。 これらのHTRPA1−HEK2 9 3セルも、4秒毎に4 0 0m s持続時間の−1 0 0〜+1 0 0mVの電圧ランプに供した(図1 0A)。 2B)。 CPZ誘起の電流-電圧関係は、わずかに外側に整流され、反転電位は0mVに近いことを示しました(図。 2C)。 CPZ(10μ m)によって誘発される電流は、HC(10μ m)によって阻害された。 この効果は、負の電位(89%±5%阻害-80mV、平均±SD、n=7)で正の電位(80%±9%阻害+80mV)よりも顕著であった。
htrpa1を介してCPZ誘導カルシウム流入
TRPA1上のCPZの選択的作用は、カルシウムマイクロフルオロメトリー技術を用い HTRPA1−HEK2 9 3細胞を、5分間隔で1 0秒間CPZ(5 0μ M)の2回の適用によって刺激した(図2B)。 2D)。 選択的アンタゴニストH C(2 0μ M)およびA−9 6 7 0 7 9(1 0μ M)を、最初のCPZチャレンジの前および最中に1分間適用した。 CPZ応答は両アンタゴニストによって完全に廃止された。 H Cの除去は、おそらく残存CPZ作用によるカルシウム流入をもたらしたが、このオフ効果は、よりゆっくりと脱離する可能性のあるA−9 6 7 0 7 9の場合には 2D)。 次に,CPZ効果の濃度依存性を解析した。 増加したCPZ濃度(1 0 0nM、5 0 0nM、5μ Mおよび5 0μ M)を、HTRPA1−HEK2 9 3細胞にそれぞれ2 0秒間、3分間隔で適用した。 100nMから始めて、CPZのすべての濃度は、ますます大きな振幅を有するカルシウム過渡を誘発した(図10B)。 2E)。 カルバクロール(100μ m)は、機能TRPA1発現を制御するために実験の終わりに適用されたが、50μ m CPZ後のカルバクロール応答は、交差脱感作を示唆し、顕著に小さかった。 未転写HEK293細胞は、同じCPZアプリケーションに供され、唯一の最高濃度(50μ m)は、カルシウムの最小限の増加を誘導したテストしました。 CPZは求電子性化合物であるため,チャネルのN末端ドメインにおける三つの重要なシステイン残基に係合することを期待した。 WT H TRPA1を発現するHEK2 9 3細胞および三重システイン変異体H TRPA1−3Cを発現する細胞(C6 2 1S、C6 4 1S、C6 6 5S)を、CPZ施用(1μ M、2 0s)に供し、続いて非求電子アゴニストカーバクロール(1 0 0μ M、2 0s)および高度求電子性AITC(5 0μ M、3 0S)を行った。 実験の最後にイオノマイシンを陽性対照として適用した。 1μ MのCPZによって誘発されたカルシウム一過性の振幅は、WT H TRPA1を発現する細胞と比較して、HTRPA1−3Cを発現する細胞において実質的に減少した(<div id=「3b9 5b1e2a1」></div>8 0%)。 一方、遺伝子型間のCPZ感受性の差は、1 0 0μ MのCPZ濃度で廃止された(図2F)。 2G)。 カルバクロールは、WTと3C変異体の両方で大きなカルシウムイオン過渡を誘発したのに対し、AITC応答は、変異細胞で減少した。 まとめると、これらの細胞応答は、CPZの比較的高い効力が三つの重要なシステインに依存することを示している。 しかし、CPZの濃度が1 0 0倍高い場合、他の結合部位がHTRPA1の活性化を引き継ぐ。 この高濃度の親油性CPZは、以前にリポ多糖の脂質A成分について示されているように、細胞脂質膜と相互作用し、間接的にTRPA1を活性化する可能性もあ また、求電子性スカベンジャー n-アセチルシステイン(NAC)の存在下で飽和濃度(15mM)50μ m CPZは、任意の応答を引き出すことができませんでした。 NACを除去すると、CPZは、HTRPA1形質移入H Ek2 9 3t細胞において大きなカルシウム一過性を誘発した(図1 0B)。 2H)CPZがhtrpa1の求電子アゴニストとして作用することを確認する。
CPZはAITC感受性後根神経節(DRG)ニューロンの亜集団を活性化する
DRGニューロンは、初代培養で維持され、カルシウムマイクロフルオロメトリーによっ 細胞をCPZ(5 0μ M、2 0秒)、続いてAITC(1 0 0μ M、3 0秒)、カプサイシン(CAP、1μ M、1 0秒)およびKcl(6 0m M、3 0秒)によって刺激した。 図3Aは、これらの4つの刺激すべてに応答するDRGニューロンの例を示しています。 DRGニューロンの典型的な画分は、TRPA1の機能的発現を示すAITC(301の906ニューロン、33%、n=8マウス)によって活性化された。 これらのAITC感受性ニューロンの亜集団はまた、CPZ(185の301ニューロン、61%)によって活性化された。 CPZに対する感受性はAITC応答性ニューロンにほぼ完全に制限されていた。 完全に2 0 0個のCPZ感受性ニューロンのうち、1 8 5個(9 3%)もAITCによって活性化され、CPZおよびAITCに対する感受性の強い一致を示した(図1 0A)。 3). HTRPA1を発現するHEK2 9 3細胞の場合と同様に、DRGニューロンにおけるCPZによって誘発されるカルシウム一過性は、濃度依存性であり、EC5 0値は3 0μ M CPZと推定され、1 0 0μ M CPZ後の小さなAITC応答は、再び交差脱感作を示唆した(図1 0A)。 3B、C)。 図3Dは、与えられた濃度でのWT DRGニューロンにおけるCPZ、CAPおよびAITC応答性の重複を示しています:DRGニューロンの14%がAITCに応答したが、CAPに応答しなかった(125/906)、16%がCAPに応答したが、AITCに応答しなかったのに対し、CPZはaitcとCAPの両方に応答したニューロンの78%(137の176)でカルシウム過渡を誘導した。 観察された効果の特異性を実証するために、TRPV1−/−およびTRPA1−/−DRGニューロンを上記のプロトコールに曝露した。 AITC感受性であったTRPV1欠損DRGニューロンの約9 0%はまた、CPZ(5 0 9/5 7 2細胞)に応答したが、試験した4 4 8個のTRPA1欠損DRGニューロンのどれも、CPZ(1 0 0μ M)に応答してカルシ 3E,F.
TRPA1を介した全身脱感作は痛みを減衰させる
CPZが強力なTRPA1アゴニストであることを発見した後、最初のCPZ浣腸(一日二回)がWTマウスで明らかに痛みを伴う理由を理解した。 次に、腹筋壁の統合筋電図(EMG)を介して身もだえ反応をカウントし、内臓運動反射応答(VMRs)を記録することにより、健康な動物(各n=6)におけるCPZ(531μ m)浣腸誘発nocifensive行動を定量化した(図。 4A、B)。 毎日二回CPZ治療を繰り返す過程で、我々はTRPA1ノックアウトはいつでも痛みに関連した行動を示さなかったことに注意しました。 さらに、WTマウスは、両方のnocifensiveパラメータで最終的に完全な脱感作につながった3日目の周りに急激な減少と最初に強い痛み応答の進行性の減少を提 そうでなければ正常なマウスにおける結腸痛知覚のこの損失は、浣腸がCPZに全身性痛覚低下を誘導するのに十分な薬力学的量を送達したかもしれな この仮説を試験するために、本発明者らは、AITC(1 0 0μ M)およびCAP(1mm)を用いた眼拭き試験を用いた(図1)。 4C,D)(n=6)。 両方のテストはCPZの浣腸と扱われたWTのマウスの目ワイプの計算の明瞭な減少を示しました(テストの前の12-16hまで)。 なぜなら、TRPV1欠損マウスは、wtマウスと同程度に眼へのマスタード油(AITC、1 0 0μ M)の点眼に鈍感であったからである(図1)。 4C)。 逆に、CPZ浣腸は、これらのマウスが眼へのCAP点眼によって刺激されたとき、TRPA1−/−マウスでは効果がなかった(図1 0B)。 4D)。