《The FASEB Journal》:Don't Sweat It: Cannabinoid CB1 Receptors Reduce Sweating in a Mouse Model
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诸多外分泌腺在体内发挥关键生理作用,包括流泪、唾液分泌、泌乳以及通过出汗控制体温。汗腺功能障碍可能带来严重问题,甚至危及生命(如无汗症)。出汗障碍患病率高,影响数百万人。现有少数疗法通常效果有限。多条证据表明大麻素信号系统调控出汗,这一机制类似于大麻素对流泪和
诸多外分泌腺在体内发挥关键生理作用,包括流泪、唾液分泌、泌乳以及通过出汗控制体温。汗腺功能障碍可能带来严重问题,甚至危及生命(如无汗症)。出汗障碍患病率高,影响数百万人。现有少数疗法通常效果有限。多条证据表明大麻素信号系统调控出汗,这一机制类似于大麻素对流泪和唾液分泌的调节。小鼠爪部的汗腺与人类外泌汗腺(eccrine sweat glands)高度相似,包括受毒蕈碱信号(muscarinic signaling)和温度的调控。研究人员应用一种基于皮电反应(galvanic skin response, GSR)的检测方法,在清醒未麻醉的小鼠中研究大麻素对出汗的调控。毒蕈碱激动剂毛果芸香碱(pilocarpine)增加电导,而拮抗剂格隆溴铵(glycopyrrolate)减少电导,从而验证该模型可用于测量出汗。大麻素受体激动剂CP55940在野生型小鼠和CB2受体敲除小鼠中显著降低电导,但在CB1受体敲除小鼠中无效。植物大麻素四氢大麻酚(tetrahydrocannabinol, THC)也降低电导,而非精神活性的大麻二酚(cannabidiol, CBD)则无此作用。通过免疫组织化学(immunohistochemistry),研究人员在腺周胆碱能轴突(periglandular cholinergic axons)中检测到CB1受体,在肌上皮细胞(myoepithelial cells)中检测到anandamide合成酶NAPE-PLD,在腺泡细胞(acinar cells)中检测到anandamide代谢酶FAAH。这表明小鼠足垫中存在一个基于CB1/anandamide的局部环路。总之,研究人员采用一种新型的基于皮电反应的检测方法,确定大麻素CB1受体在小鼠模型中减少出汗。这可能指向大麻使用者中一个此前未被重视的出汗效应。
**研究背景与问题**
多种外分泌腺(exocrine glands)在体内执行关键生理功能,包括流泪、唾液分泌、泌乳以及通过出汗调节体温。汗腺功能异常可能导致严重问题:多汗症(hyperhidrosis)影响生活质量,而无汗症(anhidrosis)甚至危及生命(如法布里病)。出汗障碍在工业化国家影响数千万人,且随年龄增长发病率上升。然而,目前可用的治疗方法(如肉毒杆菌毒素)有限且效果不佳。多项间接证据(包括大麻使用者的干眼口干主诉、个案报告及戒断症状)提示大麻素信号系统可能调控出汗,这与研究人员此前发现的大麻素CB
1受体(cannabinoid receptor type 1)抑制泪腺、颌下腺和腮腺功能的规律一致。然而,现有的小鼠出汗模型大多依赖碘淀粉比色法,需要麻醉或长时间束缚,且常用毛果芸香碱刺激出汗,无法研究神经轴突释放环节。因此,本研究旨在建立一种适用于清醒未麻醉小鼠的出汗测量方法,并系统探究大麻素对出汗的调控作用。
**关键技术与方法**
研究人员将常用于人类的皮电反应(galvanic skin response, GSR)传感器改造后用于小鼠后爪:将每只后爪分别压在两枚传感器上,在15-30秒内读取稳定电导值(微西门子,μS),无需麻醉或长时间固定。主要使用了以下方法:1) 药理学操作:给予毒蕈碱激动剂/拮抗剂验证模型,给予大麻素受体激动剂CP55940、THC、CBD、JWH018等以及CB
1拮抗剂SR141716、FAAH抑制剂URB597;2) 基因敲除小鼠:使用CB
1和CB
2受体敲除小鼠(CD1背景,由Ken Mackie实验室提供)鉴定受体亚型;3) 免疫组织化学:对小鼠足垫进行冰冻切片染色,检测CB
1受体、胆碱乙酰转移酶(ChAT)、NAPE-PLD、FAAH等蛋白表达;4) 体温测量:直肠温度探针监测体温变化。
**研究结果**
**3.1 皮电反应作为小鼠爪部出汗的测量指标**
通过时间稳定性测试(1小时后重复测量无显著差异)、毛果芸香碱(1 mg/kg, SC)增加电导(p=0.0001)和格隆溴铵(2%局部涂抹)降低电导(p=0.0002)验证了模型有效性。此外,检测到电导随年龄(2.5-8月龄)逐渐下降(p<0.0001),与人类和小鼠已知的年龄相关出汗减少一致。耳朵无毛发区域电导可忽略不计,排除非特异性导电。
**3.2 大麻素受体激动剂对皮电反应的影响**
非选择性激动剂CP55940(0.5 mg/kg, IP)在雄性和雌性小鼠中均显著降低电导(雄:p=0.002;雌:p=0.0001)。在CB
2受体敲除小鼠中,CP55940效应仍然存在(p=0.0001),但在CB
1受体敲除小鼠中完全消失(p=0.73)。CB
1拮抗剂SR141716(4 mg/kg, IP)和FAAH抑制剂URB597(4 mg/kg, IP)均不影响基线电导。CB
2激动剂JWH133(4 mg/kg, IP)虽降低电导,但在CB
2敲除小鼠中仍有类似效应(p=0.01),表明此效应非CB
2介导。
**3.3 植物大麻素对皮电反应的影响**
Δ
9-四氢大麻酚(THC, 10 mg/kg, IP)显著降低电导(p=0.02),而大麻二酚(CBD, 20 mg/kg, IP)无显著作用(p=0.90)。
**3.4 大麻素与体温**
合成大麻素JWH018(0.5 mg/kg, IP)使直肠温度下降约1.5°C(p=0.0004),但仅引起电导下降14%(从2.14降至1.83 μS, p=0.014),远小于THC引起的36%下降。因此,体温降低不太可能是出汗减少的主要原因。
**3.5 CB
1受体在小鼠足垫的表达**
免疫组化显示,CB
1受体在汗腺周围的轴突样结构中表达,并与胆碱能标志物ChAT共定位。在CB
1敲除小鼠中无染色。anandamide合成酶NAPE-PLD在肌上皮细胞表达,anandamide代谢酶FAAH在腺泡细胞中丰富表达。这提示足垫中存在局部CB
1/anandamide信号环路。
**讨论与结论**
讨论部分提出,CB
1受体激活抑制出汗的最可能机制是通过抑制胆碱能轴突释放乙酰胆碱(acetylcholine),这与研究人员在泪腺和唾液腺中的发现一致。尽管可能存在体温降低的间接作用,但JWH018实验表明体温效应贡献较小。研究人员推测,肌上皮细胞中的NAPE-PLD可能受毒蕈碱M
3受体(Gq偶联)激活而合成anandamide,后者作用于轴突CB
1受体,进而负反馈抑制乙酰胆碱释放。FAAH则作为“沉降槽”代谢过量的anandamide。然而,FAAH抑制剂URB597未改变基线出汗,提示在实验条件下内源性anandamide紧张性水平可能不足。
研究结论翻译如下:“总之,我们利用一种基于皮电反应的检测方法,测量清醒未麻醉小鼠后爪的电导作为出汗指标。我们发现皮电反应随时间稳定且一致,并重要的是,对增加或减少基线出汗的刺激均有响应。利用该模型,我们确定大麻素CB
1受体的激活减少皮电反应。我们提出,大麻素CB
1受体激活减少小鼠的基线出汗。这一效应可能为多汗症的治疗提供新思路。” 该研究发表在《The FASEB Journal》,首次在清醒小鼠中系统证实大麻素CB
1受体抑制出汗,并揭示了局部anandamide环路的解剖基础,为开发新型止汗药物提供了靶点。