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한빛사논문

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한상규
한상규Sang-Kyou Han

California Institute of Technology

Neuron, Vol 52, 691-703, 22 November 2006 Phospholipase Cβ 3 Mediates the Scratching Response Activated by the Histamine H1 Receptor on C-Fiber Nociceptive Neurons

Abstract

Sang-Kyou Han,1 Valeria Mancino,1 and Melvin I. Simon1,*

1 Division of Biology, 147-75, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125
*Corresponding author

Phospholipase Cβ (PLCβ) isozymes represent a family of molecules that link G protein-coupled receptors (GPCRs) to an intracellular signaling network. Here, we investigated the function of PLCβ isozymes in sensory neurons by using mutant mice deficient for specific PLCβ family members. Expression analysis indicated that PLCβ3, one of the four isoforms, is predominantly expressed in a subpopulation of C-fiber nociceptors. A subset of these neurons expressed the histamine H1 receptor. Ca2+ imaging studies revealed that PLCβ3 specifically mediates histamine-induced calcium responses through the histamine H1 receptor in cultured sensory neurons. In line with this, we found that PLCβ3-/- mice showed significant defects in scratching behavior induced by histamine; histamine-trifluoromethyl-toluidine (HTMT), a selective H1 agonist; and compound 48/80, a mast cell activator. These results demonstrate that PLCβ3 is required to mediate "itch" sensation in response to histamine acting on the histamine H1 receptor in C-fiber nociceptive neurons.

논문정보

  • 형식Research article
  • 게재일2006년 11월 (BRIC 등록일 )
  • 연구진국외 연구진
  • 분야 의약학 > 신경의학

관련 인터뷰

1. 위 논문 내용 소개와 관련 분야의 동향을 간단히 설명 Itching은 skin표면에서 scratching을 일으키는 하나의 sensation으로 painful하지는 않지만 불쾌감을 느끼게 하며, 반대로 romantic pleasure을 느끼게 할 수도 있는 매우 흥미로운 기작입니다. 일반적으로 itching은 allergen 또는 특정한 chemical들이 skin에 노출되었을 때, skin에 존재하는 mast cell들이 activation되어 여러 가지의 chemical들을 release하는데 이들 중 histamine 이라 불리는 화학물질이 itching을 initiation 하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 이렇게 release 된 histamine은 skin에 척추로부터 뻗어있는 특정한 sensory nerve fiber에서 인지되어 그 자극의 location과 intensity와 같은 여러 정보들을 spinal cord는 경로로 해서 여러 brain region들에 전달되어 itch을 느끼고 itching이 일어난 부위에 scratching를 유도함으로써 skin에서 발생된 itching을 완화 또는 제거하는 하나의 cycle을 이루고 있습니다. 저희 연구 결과는 sensory neuron에서 histamine signaling pathway와 itch 관계를 규명했다는 점에서 의의가 있다고 할 수 있습니다. 특히 phospholipase β의 isoform들 중 β3가 pain sensory neuron들 중 small subset에서 histamine H1 receptor와 specific하게 coupling되어 itch signaling은 mediate한다는 발견은 앞으로 itch와 pain 또는 pleasure로 일으키는 sensory function을 규명하는데 있어서 하나의 중요한 information을 제공했다고 생각합니다. - 연구과정에서 생긴 에피소드 저에게 연구하는데 있어서 가장 어려웠던 점이 2가지가 있습니다. 첫 번째는 논리적 사고력과 writing skill의 부족함이었고, 두 번째는 pain behavior phenotype을 찾기위해 상상할 수 있는 모든 방법을 동원하며 mouse를 고문하는 것이었습니다. 이로 인해 고문하는 사람들의 어려움을 어느 정도 이해하게 되었습니다. 2. 소속기관 소개 Caltech은 LA에서 30분 정도 떨어져 있는 Pasadena라는 도시에 위치하고 있는 조그만 규모의 연구 중심의 대학입니다. 1시간 거리에 해변과 스키장이 있어서 연구 외에도 연중 내내 가족과 함께 다양한 활동을 즐길 수 있는 곳입니다. 그러나 무엇보다도 Caltech은 훌륭한 과학자들이 많이 있어서 언제 어디서나 앞선 정보를 공유할 수 있는 좋은 환경을 갖고 있습니다. 저희 Melvin Simon Lab에는 보통 15명에서 25명 정도의 연구원이 있고 PostDoc들은 특정 연구 주제에 제한 받지 않고 하고 싶은 일을 할 수 있는 자율적인 분위기의 실험실 입니다. 3. 실험실에서의 연구생활 이야기 실험하다보면 다른 실험실 사람들의 도움이 필요할 때가 있는데 그것이 작든 크든 도움을 요청했을 때 친절하게 도와주려고 하는 분위기가 인상적입니다. 또한 주변동료가 중요한 발견을 했을 때 자기의 이익에 급급하지 않고 그 일을 위해 최대한 도와주는 자세도 인상적이며 우리가 배워야 할 점인 것 같습니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 연구 분야마다 다르겠지만 저희 분야는 biochemistry부터 molecular biology 그리고 behavior에 이르기까지 아주 다양한 접근 방식이 필요하기 때문에 다양한 분야의 사람들과 인적 network을 구축해서 서로 정보를 공유하는 것이 필수적이기 때문에 주변 동료들이나 자기분야 사람들과 좋은 관계를 맺는 것 또한 열심히 실험하는 것만큼 중요하다고 생각합니다. 5. 개인적인 바람과 앞으로 계획 저희 연구 결과에 따르면 histamine은 pain sensing neuron들 중 chemical 또는 electrophysiological 성질이 다른 최소한 두개의 다른 subpopulation을 activation 시키는데 각각의 neuronal subset이 itching과 pain에 specific 한 signaling을 generation 할 수 있는지 또한 itch와 pain signaling이 어떻게 cross-talk하는 관계를 규명하는데 중요한 단서를 제공하고 있는지에 관해 연구 할 계획을 갖고 있습니다. 또한 pLCβ3가 general itch mediator로서 작용할 수 있는지 또는 특정한 set의 chemical에 대한 itch mediator로서 작용하는지 곧 규명할 예정에 있습니다. 5. 다른 하고 싶은 말 앞으로 좋은 연구 결과들을 내서 생명 과학분야에서도 앞서가는 community가 구축되길 바랍니다. Received for article December 12, 2006
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