神經(jīng)病理痛中樞敏化的TRPV1 機(jī)制及電針干預(yù)作用*

顏思思，葉佳瑜，蔣永亮，何曉芬，杜俊英，陳利芳，陳曉軍，趙文勝，方劍喬

（浙江中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院，浙江 杭州310053）

神經(jīng)病理性疼痛（neuropathic pain，NP）是臨床常見(jiàn)，多發(fā)且難治的一類(lèi)慢性疼痛疾病，如外周神經(jīng)損傷、中風(fēng)后遺痛、三叉神經(jīng)痛、皰疹后遺痛等[1]。當(dāng)前對(duì)神經(jīng)病理痛的治療不盡如人意，超過(guò)三分之二的病人未能得到有效的治療[2]。國(guó)際疼痛學(xué)會(huì)（IASP）將神經(jīng)病理性疼痛定義為：“神經(jīng)病理性疼痛是由軀體感覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷或功能紊亂而造成的疼痛綜合癥”[3]。其主要表現(xiàn)為痛覺(jué)敏化，如自發(fā)性疼痛、痛覺(jué)過(guò)敏和痛覺(jué)超敏[4-5]。迄今為止，NP 的發(fā)病機(jī)制尚不明確，越來(lái)越多學(xué)者認(rèn)為中樞敏化是NP 發(fā)生、維持的關(guān)鍵機(jī)制之一。應(yīng)用神經(jīng)病理痛動(dòng)物模型，觀察到脊髓背角辣椒素受體（TRPV1）在神經(jīng)病理痛的痛覺(jué)形成、傳導(dǎo)和調(diào)節(jié)中起著重要作用，有望成為治療神經(jīng)病理痛的新靶點(diǎn)[6]。電針已成為治療神經(jīng)病理痛的主要手段之一，同時(shí)已有研究表明電針可以通過(guò)干預(yù)TRPV1 的表達(dá)，發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[7]。本文將對(duì)TRPV1 參與神經(jīng)病理痛的中樞敏化調(diào)控機(jī)制以及電針干預(yù)作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 中樞敏化與神經(jīng)病理痛

中樞敏化是神經(jīng)病理痛發(fā)生、維持的關(guān)鍵機(jī)制之一，主要涉及脊髓背角神經(jīng)元的超興奮性[8]。中樞敏化機(jī)制主要為神經(jīng)元功能以及膜興奮性和突觸效能增強(qiáng)或抑制減少[9]。正常情況下，脊髓背角神經(jīng)元接受外周輸入刺激的強(qiáng)度很弱，不足以誘發(fā)能向更高腦區(qū)傳遞的動(dòng)作電位[10]；在有外周炎癥的情況下，持續(xù)的刺激可以導(dǎo)致脊髓背角的突觸可塑性，這種突觸效能的放大使普通的閾下刺激也能產(chǎn)生動(dòng)作電位，進(jìn)而向更高級(jí)中樞傳遞傷害性信號(hào)[11]。LaMotte 等通過(guò)皮內(nèi)注射辣椒素（激活TRPV1 受體）引起次級(jí)皮膚痛覺(jué)過(guò)敏實(shí)驗(yàn)首次在人體上驗(yàn)證了中樞敏化現(xiàn)象[12]。Campbell 等第一個(gè)證明了中樞敏化對(duì)神經(jīng)病理痛有作用，他們的研究顯示，有髓鞘纖維的缺血性傳導(dǎo)阻滯會(huì)引起動(dòng)態(tài)觸覺(jué)痛過(guò)敏[13]。

2 辣椒素受體與神經(jīng)病理痛

辣椒素受體屬于瞬時(shí)感受器電位通道家族成員，是一種配體門(mén)控的非選擇性陽(yáng)離子通道，可以被天然生物堿辣椒素激活，其內(nèi)源性激活物主要為大麻素、高溫（>42 ℃）、酸（pH＜5.9）[14]。TRPV1 基本結(jié)構(gòu)中含6 個(gè)跨膜區(qū)，在第5 和第6 個(gè)跨膜區(qū)間有一段疏水基團(tuán)，構(gòu)成了一個(gè)孔型結(jié)構(gòu)，N 端和C 端位于細(xì)胞內(nèi)側(cè)[15]。N 端有大量磷酸化位點(diǎn)和錨蛋白序列作為鈣調(diào)蛋白和ATP 的結(jié)合位點(diǎn)[16]。C 端包括一個(gè)TRP 結(jié)構(gòu)域以及鈣調(diào)蛋白和磷酯酰肌醇二磷酸（PIP2）（內(nèi)生TRPV1 抑制劑）的結(jié)合位點(diǎn)[17]。TRP 結(jié)構(gòu)域是TRPV1 受體成為功能性通道的決定因子，也是維持亞基多聚化的進(jìn)化上高度保守的區(qū)域[18]。

結(jié)合使用基因敲除大鼠、放射性配體及免疫化學(xué)等方法研究，已證明TRPV1 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的表達(dá)[19]。通過(guò)膠質(zhì)纖維酸蛋白雙標(biāo)后顯示，TRPV1受體存在于大鼠脊髓背角I、II 層的星形膠質(zhì)細(xì)胞中[20]。利用3H 標(biāo)記樹(shù)膠脂毒素發(fā)現(xiàn)，大鼠海馬、大腦皮質(zhì)、丘腦、下丘腦、嗅球、齒狀回、藍(lán)斑中均有TRPV1 的表達(dá)[15，21]。

TRPV1 受體是一類(lèi)和痛覺(jué)傳遞密切相關(guān)的離子通道受體，可以在炎性痛、神經(jīng)病理痛等多種疼痛中發(fā)揮重要作用。當(dāng)辣椒素及ATP 等刺激機(jī)體時(shí)，分布于皮膚、內(nèi)臟的痛覺(jué)感受器感知后，可激活TRPV1 通道。通過(guò)Na+、Ca2+等離子內(nèi)流發(fā)生去極化，從而以電信號(hào)的方式傳遞給痛覺(jué)的傳入神經(jīng)纖維，繼而傳給初級(jí)神經(jīng)元（脊髓背根神經(jīng)節(jié)和三叉神經(jīng)節(jié)），整合后經(jīng)脊髓最后傳至大腦皮層[6]。

3 TRPV1 參與神經(jīng)病理痛的中樞敏化調(diào)控機(jī)制

由組織損傷或炎癥引起的痛覺(jué)過(guò)敏，通常與TRPV1 離子通道的敏化有關(guān)，磷酸化作用，與磷脂化PIP2的相互作用，以及與輔助蛋白的交換和聯(lián)系作用是其主要作用機(jī)制[22]。最近研究表明，TRPV1調(diào)制感覺(jué)傳遞由中樞末端的初級(jí)傳入纖維傳向脊髓背角神經(jīng)元[23]，從而參與中樞敏化過(guò)程。已有研究表明，TRPV1 的敏化可以導(dǎo)致更大的膜去極化，使低閾值神經(jīng)元激活以及整體興奮性增加[24]。因此，在慢性疼痛中，當(dāng)TRPV1 作為外周神經(jīng)末梢傷害性熱刺激和辣椒素的分子傳感器的同時(shí)，其在中央終端的活性同樣作用于整體的中樞敏化。TRPV1 主要從其通道的上游蛋白激酶和下游神經(jīng)激肽產(chǎn)物參與中樞敏化的調(diào)節(jié)。

TRPV1 通道的上游主要有cAMP 依賴(lài)的蛋白激酶A（PKA），蛋白激酶C（PKC），鈣調(diào)蛋白（CaM）等。前列腺素E2 通過(guò)增加cAMP 水平激活PKA，直接磷酸化TRPV1 通道。PKA 通過(guò)磷酸化TRPV1 N端的Ser116 和Thr 370 位點(diǎn)發(fā)揮脫敏作用，磷酸化Thr 144，Thr 370 和Ser 502 位點(diǎn)發(fā)揮致熱敏作用[25]。PKC 的磷酸化作用可以增強(qiáng)TRPV1 對(duì)辣椒素、酸和溫度的敏感性，其磷酸化主要位點(diǎn)是Ser 502和Ser 800[26]，且PKC 還可通過(guò)胞外分泌參與部分TRPV1 通道與細(xì)胞膜的交換作用。TRPV1 N 端與囊泡蛋白以及突觸結(jié)合蛋白IX 的相互作用，可以抑制由PKC 介導(dǎo)的TRPV1 功能敏化[27]。CaM 能與TRPV1 羧基端結(jié)合，Ca2+/CaM 復(fù)合物依賴(lài)性的激酶II（CaMKII）可以通過(guò)磷酸化Ser502 和Thr704 位點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)TRPV1 功能。突變這兩個(gè)位點(diǎn)后就不能引發(fā)辣椒素敏感性電流，伴隨TRPV1 磷酸化程度降低[28]。綜上所述，在諸多的TRPV1 功能敏化途徑中，由PKA、PKC 以及CaMKII 介導(dǎo)的TRPV1 磷酸化信號(hào)通路對(duì)脊髓背角TRPV1 功能起著重要作用。

TRPV1 通道的下游神經(jīng)激肽產(chǎn)物，如脊髓背角無(wú)髓鞘的C 纖維中的P 物質(zhì)（SP）、降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）、谷氨酸（Glu）對(duì)疼痛的維持起著重要作用，并且這三大神經(jīng)遞質(zhì)與TRPV1 在痛覺(jué)敏化的發(fā)生過(guò)程中基本呈協(xié)同作用，其相互作用與PKC 或PKA 介導(dǎo)的磷酸化信號(hào)通路密切相關(guān)[29-31]。脊髓背角TRPV1 功能上調(diào)能促進(jìn)SP、CGRP 以及Glu 的釋放，使背角神經(jīng)元超興奮性，進(jìn)而引起中樞敏化[32]。其中SP 又能通過(guò)PKC 及PKA 等第二信使途徑使TRPV1 通道敏化，兩者形成反復(fù)激活的正反饋連鎖反應(yīng)，從而降低疼痛閾值，提高痛覺(jué)敏感性，使TRPV1 通道變得更易激活[29]。CGRP 可以通過(guò)由PKC介導(dǎo)的磷酸化信號(hào)通路參與調(diào)控脊髓背角水平的痛覺(jué)敏化過(guò)程。當(dāng)鞘內(nèi)注射PKC 抑制劑時(shí)，可以顯著抑制脊髓背角CGRP 的表達(dá)[30]。TRPV1 的表達(dá)與CGRP 呈明顯正相關(guān)，不能排除CGRP 可以通過(guò)由PKC 介導(dǎo)的磷酸化信號(hào)通路與TRPV1 發(fā)生相互作用。Glu 與TRPV1 也存在著協(xié)同作用，在谷氨酸能神經(jīng)末端和某些γ-氨基丁酸能神經(jīng)元末端突觸前均有TRPV1 通道的存在，對(duì)突觸傳遞效能具有增強(qiáng)作用[31]。研究還發(fā)現(xiàn)TRPV1 誘發(fā)的脊髓背根神經(jīng)節(jié)谷氨酸突觸傳遞效能的增強(qiáng)依賴(lài)于由PKC 介導(dǎo)的磷酸化信號(hào)通路[33]。

4 電針對(duì)TRPV1 受體的干預(yù)作用

針刺鎮(zhèn)痛療效已得到國(guó)內(nèi)外研究者的肯定，在臨床治療中也取得了顯著療效，并廣泛應(yīng)用于治療慢性疼痛。電針的鎮(zhèn)痛效應(yīng)可通過(guò)抑制人體的短暫或持續(xù)的痛覺(jué)過(guò)敏，以及在中樞神經(jīng)系統(tǒng)水平上調(diào)節(jié)痛覺(jué)敏感性來(lái)實(shí)現(xiàn)[34]。有研究發(fā)現(xiàn)[35]，電針可以通過(guò)抑制脊髓中TRPV1 mRNA 及蛋白的表達(dá)發(fā)揮鎮(zhèn)痛效應(yīng)。脊髓中的TRPV1 還有可能作為JNK1/2 通路的下游效應(yīng)器來(lái)介導(dǎo)電針的抗痛覺(jué)過(guò)敏效應(yīng)。有研究觀察到1.0mA 和3.0mA 電針對(duì)正常小鼠具有全身性鎮(zhèn)痛效應(yīng)，敲除小鼠TRPV1 基因后，1.0mA和3.0mA 電針對(duì)異位肢體的鎮(zhèn)痛效應(yīng)減弱，以上證實(shí)了TRPV1 參與較高強(qiáng)度電針產(chǎn)生的鎮(zhèn)痛效應(yīng)，并且此鎮(zhèn)痛效應(yīng)是通過(guò)激活機(jī)體脊髓上水平的抗痛系統(tǒng)產(chǎn)生[36]。另有研究表明[37]，2Hz 電針可通過(guò)干預(yù)脊髓中TRPV1 的表達(dá)來(lái)治療NP。Wu CH 等[38]發(fā)現(xiàn)2Hz 和15Hz 電針可以增加RTX 治療后大鼠的熱敏性，并恢復(fù)RTX 治療后脊髓背角淺層傳入纖維中樞終端減少的TRPV1 陽(yáng)性細(xì)胞。因此，低頻電針可能通過(guò)促進(jìn)脊髓背角中樞終端TRPV1 陽(yáng)性細(xì)胞的再生和恢復(fù)提高大鼠的熱敏性。另有報(bào)道顯示[7]，TRPV1 在皮下神經(jīng)纖維的高表達(dá)性和其在電針刺激后的表達(dá)上調(diào)對(duì)介導(dǎo)電針信號(hào)向中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)導(dǎo)起著重要作用。在電針治療慢性炎性痛的MAPK 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，電針能更有效得抑制脊髓背角p38MAPK 活化，并能下調(diào)其下游TRPV1 水平[39]。由此推測(cè)電針能通過(guò)調(diào)制TRPV1 的表達(dá)發(fā)揮其抗神經(jīng)病理痛中樞敏化的作用，但對(duì)于TRPV1 的功能敏化途徑以及電針治療NP 具體是通過(guò)干預(yù)上游蛋白激酶還是下游神經(jīng)肽產(chǎn)物，亦或是均有影響有待進(jìn)一步研究。

5 展望

綜上所述，TRPV1 作為疼痛信號(hào)產(chǎn)生、傳遞的分子整合器，其在神經(jīng)病理痛中樞敏化中起著重要作用。電針可以通過(guò)改變TRPV1 的表達(dá)發(fā)揮鎮(zhèn)痛效應(yīng)。目前對(duì)TRPV1 與神經(jīng)病理痛中樞敏化關(guān)系的研究已取得了很大進(jìn)展，但在神經(jīng)病理痛發(fā)生、維持的不同階段，TRPV1 主要通過(guò)何種途徑參與中樞敏化尚未清楚，以及電針對(duì)TRPV1 功能敏化的調(diào)控機(jī)制也有待進(jìn)一步探討。明確TRPV1 參與神經(jīng)病理痛的中樞敏化機(jī)制，從多角度和多層次說(shuō)明電針對(duì)TRPV1 通路的干預(yù)作用，將為電針治療神經(jīng)病理痛提供更多有力的證據(jù)，從而能更大范圍地推動(dòng)電針療法在臨床的應(yīng)用。

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