Role of neuromediators in the development of skin inflammation in patients with atopic dermatitis


Cite item

Full Text

Abstract

Neurotransmitters such as neuropeptides and neurotrophins can have an effect on the development of a skin inflammatory reaction and itching as well as condition of nerve fibers. Goal. To assess the expression of neuropeptides and neurotrophins in the skin of patients with atopic dermatitis. Materials and methods. Expression of neuropeptides of substance P and SP-R receptor, calcitonin gene-related peptide (CGRP) and CGRP-R receptor, neurotrophin (nerve growth factor) and TrkA receptor as well as amphiregulin enhancing the growth of nerve fibers and semaphorin-3A terminating the growth of nerve fibers was determined in the skin of patients with atopic dermatitis based on the immunohistochemistry analysis method. Expression of protein PGP9.5 being a marker of nerve fibers was also determined. Results. The authors discovered penetration of nerve fibers expressing substance P and CGRP into the epidermis in patients with atopic dermatitis. Expression of the nerve growth factor and amphiregulin was discovered in epidermis but no expression of semaphorin-3A was discovered. Conclusion. Nerve fibers expressing neuropeptides such as substance P and CGRP can penetrate into the epidermis in patients with atopic dermatitis, which can maintain the inflammatory reaction and itching in such patients. Expression of the growth factors (nerve growth factor and amphiregulin) can contribute to the growth of nerve fibers and their penetration into epidermis against the background of the absence of any expression of semaphorin-3A inhibiting their growth.

About the authors

O R KATUNINA

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology Ministry of Healthcare of the Russian Federation

д.м.н., доцент, заведующий патоморфологической лабораторией

V V CHIKIN

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: chikin@cnikvi.ru
к.м.н., старший научный сотрудник отдела дерматологии

L F ZNAMENSKAYA

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology Ministry of Healthcare of the Russian Federation

к.м.н., зав. отделом дерматологии

L A INOYATOVA

State Research Center of Dermatovenereology and Cosmetology Ministry of Healthcare of the Russian Federation

аспирант

References

  1. Elias P.M., Steinhoff M. “Outside-to-inside” (and now back to “outside”) pathogenic mechanisms in atopic dermatitis. J Invest Dermatol 2008; 128 (5): 1067-1070.
  2. Hanifin J.M. Evolving concepts of pathogenesis in atopic dermatitis and other eczemas. J Invest Dermatol 2009; 129: 320-322.
  3. Brandt E.B., Sivaprasad U. Th2 cytokines and atopic dermatitis. J Clin Cell Immunol 2011; 2 (3): pii: 110.
  4. Walling H.W., Swick B.L. Update on the management of chronic eczema: new approaches and emerging treatment options. Clin Cosmet Investig Dermatol 2010; 3: 99-117.
  5. Raap U., Kapp A. Neuroimmunological findings in allergic skin diseases. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2005; 5 (5): 419-424.
  6. Steinhoff M., Stander S., Seeliger S. et al. Modern aspects of cutaneous neurogenic inflammation. Arch Dermatol 2003; 139: 1479-1488.
  7. Roggenkamp D., Falkner S., Stab F. et al. Atopic keratinocytes induce increased neurite outgrowth in a coculture model of porcine dorsal root ganglia neurons and human skin cells. J Invest Dermatol 2012; 132: 1892-1900.
  8. Ulmann L., Rodeau J.L., Danoux L. et al. Trophic effects of keratinocytes on the axonal development of sensory neurons in a coculture model. Eur J Neurosci 2007; 26: 113-125.
  9. Di Marco E., Marchisio P.C., Bondanza S. et al. Growth-regulated synthesis and secretion of biologically active nerve growth factor by human keratinocytes. J Biol Chem 1991; 266: 21718-21722.
  10. Botchkarev V.A., Yaar M., Peters E.M. et al. Neurotrophins in skin biology and pathology. J Invest Dermatol 2006; 126: 1719-1727.
  11. Tominaga M., Ogawa H., Takamori K. Decreased production of semaphorin 3A in the lesional skin of atopic dermatitis. Br J Dermatol 2008; 158: 842-844.
  12. Dontchev V.D., Letourneau P.C. Nerve growth factor and semaphorin 3A signaling pathways interact in regulating sensory neuronal growth cone motility. J Neurosci 2002; 22: 6659-6669.
  13. Molekulyarnaya klinicheskaya diagnostika. Metody: Per. s angl./Pod red. S. Kherringtona, Dzh. Makgi. - M.: Mir, 1999. - 558 s. [Молекулярная клиническая диагностика. Методы: Пер. с англ./Под ред. С. Херрингтона, Дж. Макги. М.: Мир, 1999. 558 с].
  14. Rukovodstvo po immunogistokhimicheskoy diagnostike opukholey cheloveka. Izdanie 3-e, dopolnennoe i pererabotannoe./Pod. Red. S.V. Petrova, N.T. Raykhlina. - Kazan': “Titul”, 2004. - 451s. [Руководство по иммуногистохимической диагностике опухолей человека. Издание 3-е, дополненное и переработанное/ Под. ред. С.В. Петрова, Н.Т. Райхлина. Казань: Титул, 2004. 451 с.]
  15. Pincelli C., Fantini F., Giannetti A. Nerve growth factor and the skin. Int J Dermatol 1994; 33: 308-312.
  16. Yaar M., Grossman K., Eller M., Gilchrest B.A. Evidenсe for nerve growth factor-mediated paracrine effects in human epidermis. J Cell Biol 1991; 115: 821-828.
  17. Marconi A., Terracina M., Fila C. et al. Expression and function of neurotrophins and their receptors in cultured human keratinocytes. J Invest Dermatol 2003; 121: 1515-1521.
  18. Di Marco E., Mathor M., Bondanza S. et al. Nerve growth factor binds to normal human keratinocytes through high and low affinity receptors and stimulates their growth by a novel autocrine loop. J Biol Chem 1993; 268: 22838-22846.
  19. Tominaga M., Ozawa S., Ogawa H., Takamori K. A hypothetical mechanism of intraepidermal neurite formation in NC/Nga mice with atopic dermatitis. J Dermatol Sci 2007; 46: 199-207.
  20. Nilsson A., Kanje M. Amphiregulin acts as an autocrine survival factor for adult sensory neurons. Neuroreport 2005; 16: 213-218.
  21. Truzzi F., Marconi A., Pincelli C. Neurotrophins in healthy and disease skin. Dermato-Endocrinology 2011; 3 (1): 32-36.
  22. Chang S.E., Han S.S., Jung H.J., Choi J.H. Neuropeptides and their receptors in psoriasis in relation to pruritus. Br J Dermatol 2007; 156 (6): 1272-1277.
  23. Kamo A., Tominaga M., Tengara S. et al. Inhibitory effects of UV-based therapy on dry skin-in-ucible nerve growth in acetone-treated mice. J Dermatol Sci 2011; 62 (2): 91-97.
  24. Fukamachi S., Bito T., Shiraishi N. et al. Modulation of semaphorin 3A expression by calcium concentration and histamine in human keratinocytes nad fibroblasts. J Dermatol Sci 2011; 61 (2): 118-123.
  25. Scholzen T., Armstrong C.A., Bunnett N.W. et al. Neuropeptides in the skin: interactions between the neuroendocrine and the skin immune systems. Exp Dermatol 1998; 7 (2-3): 81-96.
  26. Inagaki N., Shiraishi N., Igeta K. et al. Depletion of substance P, a mechanism for inhibition of mouse scratching behavior by tacrolimus. Eur J Dermatol 2010; 626 (2-3): 283-289.
  27. Liu J.Y., Hu J.H., Zhu Q.G. et al. Substance P receptor expression in human skin keratinocytes and fibroblasts. Br J Dermatol 2006; 155 (4): 657-662.
  28. Xing L., Guo J., Wang X. Induction and expression of p-calcitonin gene-related peptide in rat T lymphocytes and its significance. J. Immunol. 2000; 165: 4359-4366.
  29. Bracci-Laudiero L., Aloe L., Caroleo M.C. et al. Endogenous NGF regulates CGRP expression in human monocytes and affects HLA-DR and CD86 expression and IL-10 production. Blood 2005; 106: 3507-3514.
  30. Harzenetter M.D., Novotny A.R., Gais P. et al. Negative regulation of TLR response by the neuropeptide CGRP is mediated by the transcriptional repressor ICER. J Immunol 2007; 179: 607-615.
  31. Wimalawansa S.J. Amylin, calcitonin generelated peptide, calcitonin, and adrenomedullin: a peptide superfamily. Crit Rev Neurobiol 1997; 11: 167-239.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 KATUNINA O.R., CHIKIN V.V., ZNAMENSKAYA L.F., INOYATOVA L.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».