脊髓水平RNF31通过泛素化MrgC介导偏向性激动Gαi信号通路调控骨癌痛的机制研究

Treatment of cancer pain is still a great challenge currently, we previously reported that spinal activated MrgC coupled with G alpha i to mediate the downstream signal pathway and possessed an analgesic ability in bone cancer pain. While the biased excitement of MrgC is the key process to amplify the downstream Gαi signaling pathway, and the exact mechanism is unclear. Recent studies have reported that ubiquitination modification mediated by RNF31, the ubiquitin (Ub) E3 ligase, plays an important role in bias excitement. We hypothesized that the regulation of spinal RNF31 on bias excitement of Gαi signaling pathway via ubiquitin-MrgC may be crucial l in the process of bone cancer pain. We propose to establish ex and in vivo model to further investigate: 1) the effect of spinal ubiquitination of MrgC on bias excitement; 2) the spinal RNF31 regulated bias exciting of Gαi signaling pathway through regulating MrgC/Ub-K63 ubiquitination; 3) the new mechanism of spinal ubiquitin-MrgC regulated pathways mediated by RNF31 in bone cancer pain, which might provide evidence for bone cancer pain therapies via targeting on ubiquitination of MrgC/Ub-K63 mediated by RNF31.

骨癌痛一直是疼痛治疗和研究的难点，课题组在前期研究中发现骨癌痛形成过程中脊髓MrgC与配体结合后通过激动Gαi下游信号通路，发挥镇痛效应；而MrgC发生“偏向性激动”是放大下游Gαi信号通路的关键过程，但确切机制不明。新近研究提示，泛素（Ub）E3连接酶RNF31介导的泛素化修饰对偏向性激动具有重要调控作用。我们推测：RNF31通过泛素化MrgC介导Gαi信号通路偏向性激动可能是调控骨癌痛形成过程中的重要环节。本研究将从离体和在体角度，通过CHIP、基因敲除等方法：1）研究脊髓水平MrgC泛素化对偏向性激动的影响；2）探讨脊髓水平RNF31通过调节MrgC/Ub-K63泛素化启动偏向性激动Gαi信号通路；3）探索脊髓水平RNF31介导MrgC泛素化调控相关信号通路参与骨癌痛发病的新机制，为靶向RNF31泛素化MrgC/Ub-K63镇痛药物的研发提供实验依据。

骨癌痛一直是疼痛治疗和研究的难点，课题组在前期研究中发现骨癌痛形成过程中脊髓MrgC与配体结合后通过激动Gαi下游信号通路，发挥镇痛效应；而MrgC发生“偏向性激动”是放大下游Gαi信号通路的关键过程，但确切机制不明。新近研究提示，泛素（Ub）E3连接酶RNF31介导的泛素化修饰对偏向性激动具有重要调控作用。我们推测：RNF31通过泛素化MrgC介导Gαi信号通路偏向性激动可能是调控骨癌痛形成过程中的重要环节。本研究将从离体和在体角度，通过CHIP、基因敲除等方法验证了：1）脊髓水平MrgC泛素化对偏向性激动具有一定影响；2）脊髓水平RNF31通过调节MrgC/Ub泛素化启动偏向性激动Gαi信号通路；3）脊髓水平RNF31介导MrgC泛素化调控相关信号通路参与骨癌痛发病的新机制，为靶向RNF31泛素化MrgC/Ub镇痛药物的研发提供实验依据。在研项目着重探讨脊髓水平MrgC泛素化修饰介导的偏向性激动 Gαi下游信号通路在骨癌痛形成机制中的作用及其机制，然而，MrgC蛋白泛素化修饰稳态性在骨癌痛中的调控机制尚不清楚。在研项目的研究发现为本次申请项目提供了前期工作基础和思路；此外，在该项目的实施过程中，蛋白泛素化修饰相关的蛋白组学实验技术已经成熟，确保后续机制研究的可行性。