The role of RGS4 and RGS9-2 proteins in neuropathic pain, stress and depression
Authors: Μήτση Βασιλική 
Published: January 2023

Στο πρώτο μέρος της παρούσας μελέτης, ερευνάται η πρωτεΐνη RGS9-2, η οποία βρίσκεται σε αφθονία στον επικλινή πυρήνα του ραβδωτού σώματος, και έχει πολύ σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της σηματοδότησης μέσω μεμβρανικών υποδοχέων που συνδέονται με G πρωτεΐνες και αποκρίνονται σε οπιοειδή και μονοαμίνες. Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο μερικού τραυματισμού νεύρου Spared Nerve Injury (SNI) σε ποντικούς είτε αγρίου τύπου για την RGS9, RGS9WT, είτε ποντικούς με ολική απαλοιφή (knockout) του γονιδίου υπεύθυνου για τη πρωτεΐνη RGS9, RGS9KO. Αρχικά δείξαμε ότι χρόνια χορήγηση του τρικυκλικού αντικαταθλιπτικού δεσιπραμίνη, προκαλεί την εμφάνιση αναλγησίας σε RGS9ΚΟ ποντίκια με χρόνιο νευροπαθητικό πόνο νωρίτερα σε σχέση με τα ποντίκια ελέγχου (control), RGS9WT. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας γενετικά τροποποιημένους ιούς για την στοχευμένη καταστολή ή υπερέκφραση της RGS9-2, δείξαμε ότι ο φαινότυπος της νωρίτερης ανταπόκρισης στη δεσιπραμίνη μεσολαβείται από δράση της RGS9-2 ειδικά στον επικλινή πυρήνα. Επίσης, χρησιμοποιώντας βιοχημικές μεθόδους, δείξαμε ότι ο μοριακός μηχανισμός δράσης της δεσιπραμίνης περιλαμβάνει αλλαγές σε σηματοδοτικά μονοπάτια των μορίων τελεστών Gα και Gβγ, που περιλαμβάνουν και τον επιγενετικό ρυθμιστή, απακετυλάση των ιστονών 5 (histone deacetylase 5-HDAC5). Τέλος, επιστρατεύοντας την τεχνική της αλληλούχισης RNA (RNA-sequencing) για να ερευνήσουμε πώς επηρεάζεται η μεταγραφή γονιδίων στον επικλινή πυρήνα παρουσία ή απουσία της πρωτεΐνης RGS9 υπό νευροπαθητικό πόνο και χορήγηση δεσιπραμίνης, αποκαλύψαμε αλλαγές σε πολλά γονίδια και μονοπάτια που με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία εμπλέκονται στην αλγαισθησία, την αναλγησία και τη δράση αντικαταθλιπτικών φαρμάκων. Το δεύτερο μέρος της παρούσας διατριβής, εξετάζει τη δράση της πρωτεΐνης RGS4, σε συνθήκες χρόνιου στρες, καθώς και το ρόλο του αντικαταθλιπτικού κεταμίνη, εστιάζοντας στην εγκεφαλική περιοχή του έσω προμετωπιαίου φλοιού (mPFC). Χρησιμοποιώντας μοντέλα οξέος και χρόνιου στρες δείξαμε ότι η πρωτεΐνη RGS4 υπόκειται σε διαφορετική ρύθμιση των επιπέδων της τόσο στην περιοχή του mPFC όσο και στον επικλινή πυρήνα (NAc). Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας RGS4WT και RGS4KO ζώα, δείξαμε ότι η έλλειψη της RGS4 οδηγεί σε αυξημένη πιθανότητα εμφάνισης κατάθλιψης. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν μελέτες λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας (fMRI), που έδειξαν αλλαγές στη συνδεσιμότητα μεταξύ του μεσοραχιαίου θαλάμου (MD-THL) και του mPFC μόνο στα RGS4KO ζώα που είχαν υποβληθεί σε χρόνιο στρες. Όσον αφορά την αντικαταθλιπτική θεραπεία, βρήκαμε ότι μία μονή δόση κεταμίνης μπορεί να αντιστρέψει τον «καταθλιπτικό» φαινότυπο των RGS4KO ζώων. Τέλος, αξιοποιώντας την τεχνολογία του RNA-sequencing αποκαλύψαμε ότι η απουσία της RGS4 υπό συνθήκες χρόνιου στρες πυροδοτεί αλλαγές σε μονοπάτια που εμπλέκονται στη συναπτική δραστηριότητα και τις αποκρίσεις στο στρες, συμπεριλαμβανομένων των οδών που σχετίζονται με την αξονική καθοδήγηση και τη μυελίνωση. Έτσι, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης, παρέχουν νέες πληροφορίες σχετικά με κυτταρικούς μηχανισμούς δράσης αντικαταθλιπτικών φαρμάκων στο κεντρικό νευρικό σύστημα, σε συνθήκες χρόνιου στρες και νευροπαθητικού πόνου, και υπογραμμίζουν το ρόλο των RGS πρωτεϊνών.