RXFP4がエンテロクロマフィン細胞に位置し、セロトニンの生産と放出を調節できるという証拠

RXFP4は、リラキシンファミリーのGタンパク質共役受容体（GPCR）です。最近、この受容体とその同族リガンドInsl5は、代謝の健康と疾患に関連する食物摂取、腸の運動性、およびその他の機能の調節に役割を果たしている可能性があることが認識されています。レポーターマスからの最近のデータは、下部腸内のRXFP4とセロトニン（5-HT）の共同ロケーションを示しました。ヒト単一細胞RNA配列データ（SCRNASEQ）と免疫組織化学を使用して、RXFP4がヒトで5-HTを産生する腸内腸クロマフィン細胞のサブセットにあることを示しました。また、RNASCOPEを使用して、マウス結腸でコロケーションRXFP4 mRNAと5-HTを示し、事前の調査結果を確認しました。RXFP4がセロトニン産生をどのように調節するかを理解するために、セロトニンを生成および放出するヒト腸由来の不死化細胞株であるColo320細胞を使用して細胞モデルを開発しました。これらの細胞におけるRXFP4の過剰発現は、基底状態とフォルスコリンで処理された細胞の両方でcAMPレベルの構成的減少をもたらしました。2つのRXFP4アゴニストであるINSL5由来ペプチドINSL5-A13および小分子化合物-4を伴う細胞の治療により、CAMPレベルがさらに低下しました。これは、セロトニンの生産における速度制限ステップを制御する酵素であるTPH1のmRNAの発現の減少と並行しています。RXFP4の過剰発現は、COLO320細胞からのセロトニンのcAMP誘発性放出も減衰しました。一緒になって、これは、腸内腸内発現の主要な部位であり、RXFP4がcAMPの生成に抑制的な機能的影響を及ぼす可能性があること、およびTPH1発現とセロトニンの放出を持つことができることを示しています。

RXFP4 is a G protein-coupled receptor (GPCR) in the relaxin family. It has recently been recognised that this receptor and its cognate ligand INSL5 may have a role in the regulation of food intake, gut motility, and other functions relevant to metabolic health and disease.  Recent data from reporter-mice showed co-location of Rxfp4 and serotonin (5-HT) in the lower gut. We used human single cell RNA sequence data (scRNASeq) and immunohistochemistry to show that RXFP4 is in a subset of gut enterochromaffin cells that produce 5-HT in humans. We also used RNAScope to show co-location Rxfp4 mRNA and 5-HT in mouse colon, confirming prior findings. To understand how RXFP4 might regulate serotonin production we developed a cell model using Colo320 cells, a human gut-derived immortalised cell line that produces and releases serotonin.  Overexpression of RXFP4 in these cells resulted in a constitutive decrease in cAMP levels in both the basal state and in cells treated with forskolin.  Treatment of cells with two RXFP4 agonists, INSL5 derived peptide INSL5-A13 and small molecule compound-4, further reduced cAMP levels. This was paralleled by a reduction in expression of mRNA for TPH1, the enzyme controlling the rate limiting step in the production of serotonin.  Overexpression of RXFP4 also attenuated the cAMP-induced release of serotonin from Colo320 cells.  Together this demonstrates that serotonin producing enterochromaffin cells are the major site of RXFP4 expression in the gut and that RXFP4 can have inhibitory functional impacts on cAMP production as well as TPH1 expression and serotonin release.