瞬時(shí)受體電位香草酸亞型1在神經(jīng)病理性疼痛的形成和維持中的機(jī)制研究

楊揚(yáng)，屠偉峰

·專家論壇·

瞬時(shí)受體電位香草酸亞型1在神經(jīng)病理性疼痛的形成和維持中的機(jī)制研究

楊揚(yáng)，屠偉峰

神經(jīng)病理性疼痛的形成分為外周機(jī)制和中樞機(jī)制，兩者共同參與，使得神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜。近年來，對外周神經(jīng)損傷導(dǎo)致的神經(jīng)病理性疼痛的分子生物學(xué)機(jī)制的研究積累了較為豐富的資料，為神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機(jī)制和臨床治療提供了新的思路。

瞬時(shí)受體電位香草酸亞型1（TRPV1），又稱辣椒素受體或香草酸受體亞型1（VR1）。TRPV1廣泛分布于傷害性感受器上，能夠感受傷害性刺激，將之轉(zhuǎn)化為動(dòng)作電位，傳至中樞形成痛覺。TRPV1能夠被多種炎癥介質(zhì)、熱(＞43℃)、酸(pH＜5.3)、細(xì)胞外滲透壓的改變、細(xì)胞內(nèi)Ca2+的減少、胞內(nèi)氧化還原狀態(tài)、靜電荷等激活，TRPV1激活后可導(dǎo)致Ca2+內(nèi)流，使胞內(nèi)Ca2+濃度增加，進(jìn)而激活一系列的細(xì)胞內(nèi)信號介導(dǎo)疼痛的形成。

1 與疼痛相關(guān)的TRPV1的分布

TRPV1在外周主要分布于脊髓背根神經(jīng)節(jié)（DRG）和腦三叉神經(jīng)節(jié)（TG）中的初級感覺神經(jīng)元，特別是中小型神經(jīng)元。在DRG中，TRPV1與降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)、P物質(zhì)(SP)以及酪氨酸激酶受體A(TrkA)共表達(dá)。

TRPV1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的分布范圍較多，尤其在藍(lán)斑(LC)、內(nèi)側(cè)基底下丘腦(MBH)和下丘腦的視前區(qū)，TRPV1的受體或mRNA密度較高。這些區(qū)域被認(rèn)為在感官功能包括痛覺感覺中發(fā)揮重要作用。此外，下丘腦神經(jīng)元、海馬錐體神經(jīng)元以及皮層等也表達(dá)TRPV1，在這些部位該通道可能參與突觸傳遞的可塑性。DRG和TG神經(jīng)元的中樞端(脊髓背角淺層)也分布有TRPV1，這可能與外周神經(jīng)損傷后的神經(jīng)病理性疼痛密切相關(guān)。

2 Y氨基丁酸(GABA)能中間神經(jīng)元TRPV1受體激活介導(dǎo)的痛覺超敏

Yong等通過制造小鼠坐骨神經(jīng)慢性壓迫（CCI）模型，證實(shí)了TRPV1的激活可以導(dǎo)致GABA能中間神經(jīng)元的抑制。GABA能中間神經(jīng)元可以抑制調(diào)控脊髓背角的疼痛信號輸出，當(dāng)GABA能中間神經(jīng)元被抑制時(shí)可以減輕對疼痛信號興奮傳導(dǎo)的抑制作用，導(dǎo)致中樞脫抑制的發(fā)生，放大了疼痛信息，這也是痛覺過敏和觸誘發(fā)痛形成的原因所在，最終形成了中樞敏化。Kim等還用鞘內(nèi)注射辣椒堿的方法對TRPV1基因敲除小鼠和應(yīng)用TRPV1激動(dòng)劑樹膠脂毒素(RTX)去除了外周神經(jīng)元上的TRPV1的小鼠進(jìn)行了疼痛行為和分子生物學(xué)上的比對，TRPV1基因敲除小鼠的撤足潛伏期與正常小鼠相比沒有變化，而RTX處理小鼠的撤足潛伏期縮短了，也就是說，消除了外周的TRPV1，痛覺超敏和觸誘發(fā)痛仍然可以發(fā)生。由此，他們認(rèn)為不是先前許多人認(rèn)為的外周機(jī)制，而是中樞機(jī)制才是傷害性信號被放大導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛的痛覺過敏和觸誘發(fā)痛的原因。而脊髓背角的SG層是這一現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵部位。他們應(yīng)用TRPV1的拮抗劑進(jìn)行鞘內(nèi)給藥，結(jié)果成功逆轉(zhuǎn)了CCI小鼠的痛覺超敏現(xiàn)象，還避免了全身給藥出現(xiàn)外周TRPV1激活導(dǎo)致體溫升高的不良反應(yīng)，進(jìn)一步證實(shí)了神經(jīng)病理性疼痛在中樞形成這一觀點(diǎn)。

也有科學(xué)家認(rèn)為，TRPV1基因敲除型動(dòng)物對傷害性或非傷害性機(jī)械刺激在行為學(xué)上表現(xiàn)與野生型

的應(yīng)答無明顯差異，但對能引起疼痛的熱刺激反應(yīng)明顯遲鈍。鞏琦等采用甩尾熱痛儀和弗萊毛測痛法測量TRPV1基因敲除型及野生型雌性小鼠的熱和機(jī)械痛閾，結(jié)果顯示熱刺激后TRPV1基因敲除型雌性小鼠較野生型雌性小鼠的甩尾潛伏期延長，兩組間機(jī)械痛閾值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，支持了上述的觀點(diǎn)。但在局部致炎（后足底注射芥子油）后，兩組的后足底機(jī)械痛閾可觀察到明顯差異。在神經(jīng)源性疼痛的模型大鼠，發(fā)現(xiàn)TRPV1拮抗劑可減弱其機(jī)械痛覺過敏。反復(fù)多次對大鼠結(jié)腸給予擴(kuò)張膨脹引起的機(jī)械性結(jié)腸痛覺過敏可被TRPV1受體拮抗劑抑制。這些結(jié)果提示，在炎癥等病理?xiàng)l件下，TRPV1受體可以介導(dǎo)機(jī)械刺激引起的痛覺，TRPV1受體對機(jī)械刺激的介導(dǎo)可能需要通過炎性介質(zhì)等物質(zhì)的參與。

3 TRPV1激活脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛

Chen等用TRPV1基因敲除小鼠（KO）和野生型小鼠（WT）配對比較的方法，制造了急性痛（足底注射辣椒堿）、炎性痛（佐劑誘發(fā)關(guān)節(jié)炎）和神經(jīng)病理性疼痛（部分坐骨神經(jīng)結(jié)扎）模型。在神經(jīng)病理性疼痛的模型組，小鼠均有明顯的痛覺超敏發(fā)生，WT小鼠的神經(jīng)結(jié)扎側(cè)的熱刺激撤足潛伏期與KO小鼠相比顯著縮短，這一現(xiàn)象從造模后第7天開始并持續(xù)到整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束。免疫組化結(jié)果顯示，3組疼痛模型的小鼠，不論是WT鼠還是KO鼠，小膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物Iba-1的密度高于對照組；在同一處理組中，WT鼠的造模側(cè)Iba-1密度要明顯高于KO鼠，同一只小鼠手術(shù)側(cè)密度高于未手術(shù)側(cè)，星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)記物GFAP也有類似現(xiàn)象。由此可以看出，TRPV1在急性痛、炎性痛和神經(jīng)病理性疼痛中對激活脊髓膠質(zhì)細(xì)胞扮演了重要角色。Chen等在此實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞的mRNA在造模后4h開始上升，并持續(xù)到14 d，28d回到正常水平，而GFAP的mRNA表達(dá)水平在造模后并未顯著上升直到術(shù)后第4天，并處于持續(xù)上升狀態(tài)直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。進(jìn)一步說明了脊髓膠質(zhì)細(xì)胞在疼痛中的不同分工，即星形膠質(zhì)細(xì)胞在急性疼痛的起始階段和慢性疼痛的維持階段起重要作用，小膠質(zhì)細(xì)胞的活化對慢性疼痛的早期形成階段非常重要。

4 背根神經(jīng)節(jié)感覺神經(jīng)元TRPV1與CGRP和PAR4的共存與神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生的關(guān)系

蛋白酶活化受體4(PAR4)是蛋白酶活化受體家族成員之一，屬于G蛋白偶聯(lián)受體。研究發(fā)現(xiàn)PAR4在正常和炎癥條件下參與調(diào)節(jié)疼痛反應(yīng)，活化的PAR4可引起痛覺過敏和增加疼痛反應(yīng)，其中部分可能是通過致敏TRPV1和作用于初級傳入纖維釋放與疼痛相關(guān)的活性物質(zhì)，如降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）實(shí)現(xiàn)的。陳丹等應(yīng)用免疫組織化學(xué)雙標(biāo)方法在激光共聚焦顯微鏡下檢查了小鼠背根神經(jīng)節(jié)（DRG）內(nèi)感覺神經(jīng)元PAR4的表達(dá)及其與TRPV1和CGRP的共存。熒光雙標(biāo)顯示，DRG內(nèi)大部分PAR4陽性神經(jīng)元表達(dá)TRPV1；幾乎所有的TRPV1陽性神經(jīng)元均表達(dá)PAR4；大部分CGRP陽性細(xì)胞均表達(dá)TRPV1，同時(shí)許多TRPV1陽性細(xì)胞呈CGRP陽性；同樣的，許多PAR4陽性神經(jīng)元含有CGRP免疫陽性物質(zhì)，大部分CGRP陽性細(xì)胞均表達(dá)PAR4。結(jié)構(gòu)上的共存說明TRPV1與CGRP在傷害性刺激的調(diào)節(jié)中可能存在相互影響。有研究發(fā)現(xiàn)，高濃度PAR4激動(dòng)劑作用于培養(yǎng)的DRG感覺神經(jīng)元，可通過PLC/PKC途徑使TRPV1致敏。PAR4活化可引起感覺神經(jīng)末梢釋放與傷害性刺激相關(guān)的神經(jīng)肽，如P物質(zhì)、CGRP等。CGRP是強(qiáng)力的血管擴(kuò)張和促炎因子，傷害性刺激可促使周圍感覺末梢釋放CGRP，引起毛細(xì)血管通透性增加和炎性細(xì)胞聚集誘發(fā)神經(jīng)性炎癥。由此可推斷：感覺神經(jīng)元TRPV1活化可誘導(dǎo)周圍感覺末稍釋放CGRP等而引起炎癥反應(yīng)，同時(shí)炎癥刺激活化TRPV1又可增加CGRP的合成并促進(jìn)其釋放。

5 TRPV1與炎性介質(zhì)之間的相互作用介導(dǎo)神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生

5.1 TRPV1與緩激肽（BK）BK在體內(nèi)的生物學(xué)效應(yīng)被G蛋白偶聯(lián)受體B1和B2受體所介導(dǎo)。B1受體在正常時(shí)表達(dá)不多，但是在慢性炎癥條件下可以被誘導(dǎo)產(chǎn)生，甚至過表達(dá)。B2受體激活后，磷脂酶C(PLC)觸發(fā)磷脂?；级姿?PIP2)降解成肌醇三磷酸(IP3)，以致細(xì)胞內(nèi)鈣濃度升高和甘油二酯(DAG)釋放。這反過來又激活PKC。TRPV1激活PLC/PKC通路，從而使細(xì)胞的興奮性增高，是BK敏化傷害性感受器的重要的分子機(jī)制。而且，BK通過B2受體活化PKC導(dǎo)致TRPV1兩個(gè)絲氨酸殘基(Ser-502和Ser-800)的磷酸化，這反過來增強(qiáng)了傷害性刺激介導(dǎo)的TRPV1通道敏感性，使TRPV1通道更容易打開。

5.2 TRPV1與前列腺素PG在DRG神經(jīng)元中存在有5種前列腺素受體亞型，包括PGE2的受體EP 1～4和PGI2的受體IP。發(fā)現(xiàn)PGE2和PGI2至少激活兩條第2信使通路增強(qiáng)TRPV1的活動(dòng)。PGE 2對EP1和EP4有高親和性。EP1受體與Gq偶聯(lián)，激活PKC，而EP4受體與Gαs偶聯(lián)，激活PKA。PGE2通過與Gs蛋白偶聯(lián)，觸發(fā)了腺苷酸環(huán)化酶數(shù)量上升引起cAMP合成增加，cAMP通過PKA通路激活TRPV1。Ma等發(fā)現(xiàn)經(jīng)過部分坐骨神經(jīng)結(jié)扎造模的大鼠在18個(gè)月后，神經(jīng)結(jié)扎側(cè)的背根神經(jīng)節(jié)上TRPV1的蛋白水平上升，損傷神經(jīng)周圍浸潤給予選擇性COX-2抑制劑-NS398可以顯著緩解部分坐骨神經(jīng)結(jié)扎大鼠的神經(jīng)病理性疼痛，以及減少損傷神經(jīng)產(chǎn)生的PGE2的總量。

5.3 TRPV1與體內(nèi)生長因子（NGF）NGF是神經(jīng)營養(yǎng)因子家族的一員，其本身實(shí)際上也是促炎癥介質(zhì)。NGF可能增強(qiáng)TRPV1活性及上調(diào)其在DRG神經(jīng)元中的表達(dá)，然而，NGF并不能增加DRG神經(jīng)元TRPV1mRNA水平，這些結(jié)果提示，NGF通過增強(qiáng)通道的翻譯和轉(zhuǎn)運(yùn)而不是基因的轉(zhuǎn)錄來調(diào)節(jié)TRPV1的表達(dá)。

綜上所述，神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生與TRPV1有密切的聯(lián)系，這為其成為治療神經(jīng)病理性疼痛的重要靶點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)，但是由于神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，TRPV1和許多炎癥介質(zhì)與信號通路之間的上下游關(guān)系仍待進(jìn)一步探索。

略，讀者需要可向編輯部索取)

10.3969/j.issn.1671-0800.2014.06.001

R614

C

1671-0800(2014)06-0649-03

510010 廣州，廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院

屠偉峰，主任醫(yī)師，教授，博士研究生導(dǎo)師。全軍麻醉與復(fù)蘇專業(yè)委員會(huì)副主任委員，廣東省醫(yī)學(xué)會(huì)麻醉學(xué)分會(huì)委員、疼痛學(xué)分會(huì)常務(wù)委員，廣州軍區(qū)麻醉與復(fù)蘇專業(yè)委員會(huì)主任委員，廣州市醫(yī)學(xué)會(huì)血液保護(hù)學(xué)分會(huì)副主任委員。Email：wftuyx02@163.com