The role of Substance P in the pathogenesis and treatment of some skin diseases

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Neuropeptide Substance P (SP) is an important peptide produced by the central and peripheral nervous systems, as well as immune cells, with a wide range of biological activity.

Objective. Summarizing the available data on the role of SP in the mechanisms of development and treatment of skin inflammatory processes. The analysis of foreign sources in the PubMed/Medline databases and domestic sources in the scientific electronic library Elibrary was carried out.

An increase in the SP level was noted in a number of skin diseases, such as atopic dermatitis (AD), urticaria, pruritus. SP plays an important role in the mechanisms of development and maintenance of neurogenic inflammation. One of the new directions in medicine is the use of exogenous SP as a treatment for skin inflammatory processes. SP causes an acute inflammatory reaction in the wound and improves the processes of skin cell regeneration.

SP is a very important and significant neuropeptide that takes part in the development and maintenance of a number of pathological conditions. The versatility of the biological role of SP determines the clinical picture of diseases. The area of application of SP as a treatment for skin inflammatory processes is relatively new and little studied.

About the authors

Yu. A. Kandrashkina

Penza State University

Author for correspondence.
Email: novikova10l@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5537-5729

Senior Lecturer

Russian Federation, Penza

E. A. Orlova

Penza Institute for Advanced Medical Training – Branch Campus of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: novikova10l@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3902-2018
Russian Federation, Penza

E. M. Kostina

Penza Institute for Advanced Medical Training – Branch Campus of the Russian Medical Academy of Continuous Professional Education

Email: novikova10l@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1797-8040
Russian Federation, Penza

References

  1. Graefe S.B., Rahimi N., Mohiuddin S.S. Biochemistry, Substance P. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. 2024. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554583/
  2. McConalogue K., Corvera C.U., Gamp P.D., et al. Desensitization of the neurokinin-1 receptor (NK1-R) in neurons: effects of substance P on the distribution of NK1-R, Galphaq/11, G-protein receptor kinase-2/3, and beta-arrestin-1/2. Mol Biol Cell. 1998;9(8):2305–24. doi: 10.1091/mbc.9.8.2305.
  3. Weinstock J.V. Substance P and the regulation of inflammation in infections and inflammatory bowel disease. Acta Physiol. 2015;213(2):453–61. doi: 10.1111/apha.12428.
  4. Beinborn M., Blum A., Hang L., et al. TGF-beta regulates T-cell neurokinin-1 receptor internalization and function. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(9):4293–98. doi: 10.1073/pnas.0905877107.
  5. Nyberg F., Le Greves P., Sundqvist C., Terenius L. Characterization of substance P(1–7) and (1–8) generating enzyme in human cerebrospinal fluid. Biochem Biophys Res Commun. 1984;125(1):244–50. doi: 10.1016/S0006-291X(84)80360-5.
  6. Suvas S. Role of Substance P Neuropeptide in Inflammation, Wound Healing, and Tissue Homeostasis. J Immunol. 2017;199(5):1543–52. doi: 10.4049/jimmunol.1601751.
  7. Marek-Jozefowicz L., Nedoszytko B., Grochocka M., et al. Molecular Mechanisms of Neurogenic Inflammation of the Skin. Int J Mol Sci. 2023;24(5):5001. doi: 10.3390/ijms24055001.
  8. Dum R.P., Levinthal D.J., Strick P.L. The spinothalamic system targets motor and sensory areas in the cerebral cortex of monkeys. J Neurosci. 2009;29(45):14223–35. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3398-09.2009.
  9. De Koninck Y., Henry J.L. Substance P-mediated slow excitatory postsynaptic potential elicited in dorsal horn neurons in vivo by noxious stimulation. Proc Natl Acad Sci U S A. 1991;88(24):11344–48. doi: 10.1073/pnas.88.24.11344.
  10. Gouin O., L’Herondelle K., Lebonvallet N., et al. TRPV1 and TRPA1 in cutaneous neurogenic and chronic inflammation: pro-inflammatory response induced by their activation and their sensitization. Protein & Cell. 2017;8(9):644–61. doi: 10.1007/s13238-017-0395-5.
  11. Herbert M.K., Holzer P. Die neurogene Entzundung – I. Grundlegende Mechanismen, Physiologie und Pharmakologie – [Neurogenic inflammation. I. Basic mechanisms, physiology and pharmacology]. Anasthesiologie, Intensivmedizin, Notfallmedizin, Schmerztherapie: AINS. 2002;37(6):314–25. doi: 10.1055/s-2002-32233.
  12. Choi J.E., Di Nardo A. Skin neurogenic inflammation. Semin Immunopathol. 2018;40(3):249–59. doi: 10.1007/s00281-018-0675-z.
  13. Zhang Z., Zheng W., Xie H., et al. Up-regulated expression of substance P in CD8+ T cells and NK1R on monocytes of atopic dermatitis. J Transl Med. 2017;15(1):93. doi: 10.1186/s12967-017-1196-6.
  14. Paramita D.A., Nasution K., Lubis N.Z. Relationship of Substance P with the Degree of Atopic Dermatitis Severity. Clin Cosmet Investig Dermatol. 2021;14:551–55. doi: 10.2147/CCID.S306557.
  15. Lubis N. Z., Nasution K., Paramita D.A. Concentration of substance P in patients with atopic dermatitis with and without past history of treatment. Indian J Dermatol Venereol Leprol. 2023;89(3):458–59. doi: 10.25259/IJDVL_514_2021.
  16. Кандрашкина Ю.А., Орлова Е.А. Нейроиммунные изменения при атопическом дерматите во время беременности. Молекулярная медицина. 2022;20(3):41–6. [Kandrashkina Y.A., Orlova E.A. Neuroimmune changes in atopic dermatitis during pregnancy. Molekulyarnaya medicina. 2022;20(3):41–6. (In Russ.)]. doi: 10.29296/24999490-2022-03-06.
  17. Камаев А.В., Трусова О.В., Камаева И.А. Зуд при атопическом дерматите у детей: известные механизмы и возможности его долгосрочного контроля. Русский медицинский журнал. 2015;3:142. [Kamaev A.V., Trusova O.V., Kamaeva I.A. Itching in atopic dermatitis in children: known mechanisms and possibilities for its long-term control. Russkij medicinskij zhurnal. 2015;3:142. (In Russ.)].
  18. Toyoda M., Makino T., Kagoura M., Morohashi M. Immunolocalization of substance P in human skin mast cells. Arch Dermatol Res. 2000;292(8):418–21. doi: 10.1007/s004030000149.
  19. Hosogi M., Schmelz M., Miyachi Y., Ikoma A. Bradykinin is a potent pruritogen in atopic dermatitis: a switch from pain to itch. Pain. 2006;126(1–3):16–23. doi: 10.1016/j.pain.2006.06.003.
  20. Haas S., Capellino S., Phan N.Q., et al. Low density of sympathetic nerve fibers relative to substance P-positive nerve fibers in lesional skin of chronic pruritus and prurigo nodularis. J Dermatol Sci. 2010;58(3):193–97. doi: 10.1016/j.jdermsci.2010.03.020.
  21. Metz M., Krull C., Hawro T., et al. Substance P is upregulated in the serum of patients with chronic spontaneous urticaria. J Invest Dermatol. 2014;134(11):2833–36. doi: 10.1038/jid.2014.226.
  22. Zheng W., Wang J., Zhu W., et al. Upregulated expression of substance P in basophils of the patients with chronic spontaneous urticaria: induction of histamine release and basophil accumulation by substance P. Cell Biol Toxicol. 2016;32(3):217–28. doi: 10.1007/s10565-016-9330-4.
  23. Memet B., Vurgun E., Barlas F., et al. In chronic spontaneous urticaria, comorbid depression linked to higher disease activity, and substance P levels. Front Psychiatry. 2021;12:667978. doi: 10.3389/fpsyt.2021.667978.
  24. Микрюкова Н.В., Калинина Н.М. Роль SP в патогенезе хронической крапивницы. Российский иммунологический журнал. 2023; 26(2):141–48. Mikryukova N.V., Kalinina N.M. Role of substance P in the pathogenesis of chronic urticarial. Russian Journal of Immunology. 2023; 26(2):141–48. (In Russ.)]. doi: 10.46235/1028-72217127-ROS.
  25. Орлова Е.А., Молотилов Б.А. Нейропептиды и «нейрогенное воспаление» в патогенезе крапивницы. Практическая медицина. 2011;3–1(50):98–103. [Orlova E.A., Molotilov B.A. Neuropeptides and «neurogenic inflammation» in the pathogenesis of urticaria. Prakticheskaya medicina. 2011;3-1(50):98–103. (In Russ.)].
  26. Красильникова Е.С., Зайнуллина О.Н., Хисматуллина З.Р. Нейропептиды и их роль в патогенезе почесухи взрослых. Клиническая дерматология и венерология. 2023;22(3):324–28. [Krasil’nikova E.S., Zainullina O.N., Khismatullina Z.R. Neuropeptides and their role in the pathogenesis of adult prurigo. Russian Journal of Clinical Dermatology and Venereology. 2023;22(3):324–28. (In Russ.)]. doi: 10.17116/klinderma202322031324.
  27. Volterrani A., Andreini A. L’uso di sostanze P nelle lesioni traumatiche degli arti [The use of substance P in traumatic lesions of the extremities]. Minerva medica. 1953;44(43):1451–54.
  28. Volterrani A., Andreini A. Mesoinosite, fenilbutazone e sostanze P nelle lesioni traumatiche degli arti [Mesoinosite, phenylbutazone and substance P in the treatment of traumatic lesions of the extremities]. Gazzetta medica italiana. 1956;115(2):56–8.
  29. Leal E.C., Carvalho E., Tellechea A., et al. Substance P Promotes Wound Healing in Diabetes by Modulating Inflammation and Macrophage Phenotype. Am J Pathol. 2015;185(6):1638–48. doi: 10.1016/j.ajpath.2015.02.011.
  30. Park J.H., Kim S., Hong H.S., Son Y. Substance P promotes diabetic wound healing by modulating inflammation and restoring cellular activity of mesenchymal stem cells. Wound repair and regeneration: official publication of the Wound Healing Society [and] the European Tissue Repair Society. 2016;24(2):337–48. doi: 10.1111/wrr.12413.
  31. Scott J.R., Tamura R.N., Muangman P., et al. Topical substance P increases inflammatory cell density in genetically diabetic murine wounds. Wound Repair Regen. 2008;16:529–33. doi: 10.1111/j.1524-475X.2008.00400.x.
  32. Kant V., Kumar D., Kumar D., Prasad R., Gopal A., Pathak N.N., et al. Topical application of substance P promotes wound healing in streptozotocin-induced diabetic rats. Cytokine. 2015;73:144–55. doi: 10.1016/j.cyto.2014.12.015.
  33. Kant V., Gopal A., Kumer D., et al. Topically applied substance P en-hanced healing of open excision wound in rats. Eur J Pharmacol. 2013;715(1–3):345–53. doi: 10.1016/j.ejphar.2013.04.042.
  34. Zhu F., Fang X., Liu D., et al. Substance P combined with epidermal stem cells promotes wound healing and nerve regeneration in diabetes mellitus. Neural Regen. Res. 2016;11:493. doi: 10.4103/1673-5374.179073
  35. Kim J.E., Lee J.H., Kim S.H., Jung Y. Skin Regeneration with Self-Assembled Peptide Hydrogels Conjugated with Substance P in a Diabetic Rat Model. Tissue Eng. Part A. 2018;24:21–33. doi: 10.1089/ten.tea.2016.0517.
  36. Choi H., Kim D. J., Nam S., et al. Substance P restores normal skin architecture and reduces epidermal infiltration of sensory nerve fiber in TNCB-induced atopic dermatitis-like lesions in NC/Nga mice. J Dermatol Sci. 2018;89(3):248–57. doi: 10.1016/j.jdermsci.2017.11.013.
  37. Chen J., Ye P., Gu R., et al. Neuropeptide substance P: A promising regulator of wound healing in diabetic foot ulcers. Biochem pharmacol. 2023;215:115736. doi: 10.1016/j.bcp.2023.115736.
  38. Redkiewicz P. The Regenerative Potential of Substance P. Int J Mol Sci. 2022;23(2):750. doi: 10.3390/ijms23020750.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

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».