N-甲基-D-天冬氨酸受體相關(guān)性骨癌痛作用機(jī)制研究進(jìn)展

王陳昆，蔣為薇

（1.重慶醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，重慶 400016；2.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，重慶 400010）

骨癌痛包括原發(fā)性骨癌及其他部位腫瘤發(fā)生骨轉(zhuǎn)移所致骨痛，是一種炎性疼痛與神經(jīng)病理性疼痛等交疊的混合性疼痛，前列腺癌、乳腺癌、肺癌、骨髓瘤等癌癥的晚期都有向骨組織轉(zhuǎn)移的傾向[1］。骨髓、鈣化骨和骨膜上都分布著感覺和交感神經(jīng)纖維，當(dāng)骨折、局部缺血及存在腫瘤細(xì)胞侵犯時(shí)，都會對其產(chǎn)生影響[2］，產(chǎn)生痛覺等病理生理感受。約75%的晚期腫瘤患者經(jīng)歷了中、重度骨癌痛，且根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）三階梯治療原則，難以對其進(jìn)行有效控制[3］，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量，同時(shí)也增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。大多數(shù)溶骨性腫瘤能通過釋放各種因子導(dǎo)致破骨細(xì)胞的過度激活，進(jìn)而形成胞外酸性區(qū)域，直接敏化和/或興奮骨膜的初級傳入纖維。當(dāng)外周神經(jīng)疼痛信號傳至中樞，N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體會在突觸可塑、傷害性感受[4］、長時(shí)程增強(qiáng)（LTP）和中樞敏化[5］中發(fā)揮關(guān)鍵作用。同時(shí)，NMDA受體及其NR1和NR2B亞基[6-7］，相關(guān)信號通路環(huán)磷酰腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）/CREB轉(zhuǎn)錄共激活因子1（CRTC1）等[8］，以及運(yùn)輸NR2B的驅(qū)動蛋白家族KIF17[9］介導(dǎo)了骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展，炎性因子還能誘導(dǎo)NMDA受體亞基磷酸化。故明確與NMDA受體有關(guān)的NR1和NR2B亞基、相關(guān)信號通路、炎性因子對NMDA受體亞基磷酸化的影響，以及KIF17在骨癌痛過程中的作用機(jī)制，可為后續(xù)研究提供新思路，也可為臨床骨癌痛的鎮(zhèn)痛治療提供參考。

1 NMDA受體及其亞基

NMDA受體屬谷氨酸受體家族，由谷氨酸和共激動劑甘氨酸所激活[10］。NMDA受體介導(dǎo)哺乳動物大腦中大多數(shù)興奮性突觸的傳遞[11］，在突觸可塑中發(fā)揮關(guān)鍵作用。作為一種配體門控離子通道，對Ca2+具有高滲透性[12］，為其突觸可塑性、中樞敏化及興奮毒性提供了基礎(chǔ)。中樞敏化在骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展中具有重要作用，是由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)神經(jīng)信號放大了所致疼痛的超敏反應(yīng)，是一種突觸可塑性不適應(yīng)的表現(xiàn)形式，也是許多慢性疼痛的基礎(chǔ)及重要特征，其發(fā)生原因?yàn)榍翱蹘由窠?jīng)元突觸的LTP和γ-氨基丁酸（GABA）神經(jīng)遞質(zhì)傳遞的減少，其中LTP是疼痛發(fā)展中神經(jīng)元可塑性改變最重要的機(jī)制[13］。TRPV1，TRPA1，Nav1.6等離子通道，磷脂酰肌醇3激酶（PI3K）/絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶（Akt）、哺乳動物雷帕素靶蛋白（mTOR）、胞外信號調(diào)節(jié)激酶1（ERK1）、胞外信號調(diào)節(jié)激酶2（ERK2）、CREB等二級信使通路，白細(xì)胞介素6（IL-6）、白細(xì)胞介素1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、核呼吸因子（NFK）-β等細(xì)胞因子，血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、氧化應(yīng)激、組胺、5-羥色胺等其他介質(zhì)都參與了中樞增敏的發(fā)生與維持[14］。NMDA和α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異噁唑丙酸（AMPA）等興奮性離子通道受體也參與了中樞敏化的發(fā)生與維持，其中NMDA受體及其亞基NR2B在中樞敏化過程中起關(guān)鍵作用[9］，NMDA受體介導(dǎo)脊髓背角神經(jīng)元疼痛通路中的LTP[14］。

NMDA受體是由7個(gè)基因編碼的不同亞基組成的異四聚體，由2個(gè)結(jié)構(gòu)性亞基NR1與2個(gè)調(diào)節(jié)性亞基GluN2和/或GluN3裝配而成，共同形成1個(gè)中央離子通道孔，與反向鉀離子通道相似。同時(shí)，NMDA受體存在NR1，NR2，NR3等多個(gè)亞基，其中NR1有8個(gè)分子不同的剪接變體，提供甘氨酸和D-絲氨酸的結(jié)合位點(diǎn)，是所有NMDA受體發(fā)揮功能必需的核心功能亞基，幾乎在所有中樞神經(jīng)元中廣泛表達(dá)，廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，且成年后主要分布于海馬體；NR2有NR2A，NR2B，NR2C，NR2D 4個(gè)成員，提供谷氨酸的結(jié)合位點(diǎn)，起調(diào)節(jié)通道作用[12，15］，NR2A主要分布于端腦、丘腦等部位，NR2B主要分布于皮層、紋狀體、海馬體等部位，NR2C主要分布于小腦，NR2D廣泛分布于成年哺乳動物的前腦、腦干等部位；NR3有NR3A和NR3B 2個(gè)成員，目前對NR3的研究尚不完全，但有報(bào)道稱NR3對Mg2+敏感性高，可降低NMDA受體對Ca2+的滲透性，降低NMDA受體過度活化引起的興奮性神經(jīng)毒性。NR3A主要表達(dá)于大腦皮質(zhì)、海馬體和中腦部位，NR3B主要分布于運(yùn)動神經(jīng)，也表達(dá)于前腦、海馬體等部位，各亞基隨年齡的不同而變化[16］。

2 驅(qū)動蛋白家族KIF17

驅(qū)動蛋白家族KIF17通過mLin2/mLin7/mLin10復(fù)合物介導(dǎo)NMDA受體NR2B的樹突轉(zhuǎn)運(yùn)參與了骨癌痛。有研究初步揭示了驅(qū)動蛋白的結(jié)構(gòu)[17-19］，驅(qū)動蛋白有14個(gè)家族，包括驅(qū)動蛋白1-14，驅(qū)動蛋白14又分為14 A和14 B，是一類能利用三磷酸腺苷（ATP）水解釋放的化學(xué)能驅(qū)動其所攜帶的“貨物”分子沿著微管定向運(yùn)動的分子馬達(dá)，其結(jié)構(gòu)包括頭部結(jié)構(gòu)域、莖部結(jié)構(gòu)域、尾部結(jié)構(gòu)域和頭莖部中間的頸部結(jié)構(gòu)域。其中，頭部結(jié)構(gòu)域含有1個(gè)ATP結(jié)合位點(diǎn)和1個(gè)微管結(jié)合位點(diǎn)，正常情況下，驅(qū)動蛋白處于自抑制狀態(tài)，并位于細(xì)胞質(zhì)中，當(dāng)“貨物”與之結(jié)合后導(dǎo)致驅(qū)動蛋白激活周期蛋白依賴性激酶-5（CDK-5）、Ca2+-鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）等激酶可能參與了驅(qū)動蛋白的激活，通過ATP的水解將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為驅(qū)動蛋白“貨物”微管內(nèi)的運(yùn)輸過程提供能量；頸部結(jié)構(gòu)域可調(diào)節(jié)運(yùn)動方向；莖部、尾部結(jié)構(gòu)域起到結(jié)合不同“貨物”的作用。頭部、頸部結(jié)構(gòu)域?yàn)镵IFs共有，具有保守性，莖部、尾部結(jié)構(gòu)域則呈多樣性，表明不同的KIF可能轉(zhuǎn)運(yùn)特定的物質(zhì)。

目前，已知驅(qū)動蛋白參與了細(xì)胞分裂、mRNA、蛋白質(zhì)、囊泡、細(xì)胞器的胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和微管拆卸等細(xì)胞生物學(xué)過程[20］，學(xué)習(xí)、記憶等生理功能，以及癌變過程[21］。其在受體運(yùn)輸過程中發(fā)揮了重要作用。有研究顯示，在哺乳動物神經(jīng)元中大量表達(dá)的KIF17（驅(qū)動蛋白家族2成員之一）是NR2B的主要轉(zhuǎn)運(yùn)體，通過mLin2/mLin7/mLin10復(fù)合物介導(dǎo)NMDA受體NR2B亞基的轉(zhuǎn)運(yùn)，進(jìn)而參與骨癌痛的發(fā)生[9，22-23］。KIF17的碳端尾部結(jié)構(gòu)域與支架蛋白mLin10的PDZ1結(jié)構(gòu)域結(jié)合，mLin-7則結(jié)合NR2B的細(xì)胞質(zhì)尾部，將含NR2B的囊泡從胞體運(yùn)送至樹突末端，CaMKⅡ磷酸化KIF17碳端尾部結(jié)構(gòu)域的絲氨酸第1029位點(diǎn)（Ser-1029），使KIF17釋放 出 含NR2B的囊泡，釋放出囊泡的NR2B又被突觸后致密蛋白-95（PDS-95）錨定在樹突膜上，進(jìn)而形成NMDA受體，參與骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展，轉(zhuǎn)運(yùn)過程見圖1。HE等[24］的研究發(fā)現(xiàn)，存在于脊髓背角神經(jīng)元中的突觸相關(guān)蛋白102（SAP102）也可錨定突觸后膜中的谷氨酸受體，影響骨癌痛中的痛覺過敏形成，但具體機(jī)制尚不清楚。

圖1 KIF17通過mLin2/mLin7/mLin10復(fù)合物介導(dǎo)NR2B的樹突轉(zhuǎn)運(yùn)過程Fig.1 Dendrite transport of NR2B mediated by KIF17 through the mLin2/mLin7/mLin10 complex

mLin10是一種多結(jié)構(gòu)域蛋白，屬接頭蛋白Ⅹ11家族，參與神經(jīng)元內(nèi)蛋白和神經(jīng)遞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)[22］。目前的研究認(rèn)為，mLin10僅存在于神經(jīng)元中，其碳端包含2個(gè)PDZ結(jié)構(gòu)域，其中第一個(gè)結(jié)構(gòu)域是mLin10與KIF17結(jié)合所必需的，該P(yáng)DZ結(jié)構(gòu)域的破壞抑制了mLin10與KIF17的結(jié)合[9］。

PSD-95是突觸后致密區(qū)重要的支架蛋白，主要分布于谷氨酸神經(jīng)元突觸后膜。NR2B亞基碳末端的氨基酸殘基可特異性結(jié)合PSD-95的PDZ2結(jié)構(gòu)域，使含NR2B的NMDA受體聚集于突觸后致密區(qū)，從而介導(dǎo)中樞敏化的發(fā)生[25］，推測NR2B被PDS-95錨定在樹突膜上這一過程可能需要PDS-95的PDZ2結(jié)構(gòu)域的參與。同時(shí)，PSD-95還可促進(jìn)NR2B磷酸化，其結(jié)構(gòu)域與酪氨酸激酶Src和Fyn等結(jié)合，促進(jìn)NR2B亞基Y1472位點(diǎn)的磷酸化，介導(dǎo)中樞敏化的發(fā)生[26］。阻斷PSD-95與NMDA相互作用后，NR2B的表達(dá)下調(diào)，可防止神經(jīng)元可塑性的發(fā)生，神經(jīng)性疼痛得到緩解[19，27］?？梢姡琍SD-95可與NR2B亞基相互作用，介導(dǎo)中樞敏化的形成而導(dǎo)致疼痛。

CaMKⅡ也可激活CREB，從而促進(jìn)KIF17和NR2B的共同轉(zhuǎn)錄。同時(shí)，NRF-1是KIF17和NR2B的共同轉(zhuǎn)錄因子，介導(dǎo)了KIF17和NR2B的平行變化[14，28］，即CREB和NRF-1共同介導(dǎo)了KIF17和NR2B的平行變化?？梢?，調(diào)節(jié)CREB和NRF-1可能影響KIF17和NR2B的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而調(diào)節(jié)NMDA受體的表達(dá)，用于治療骨癌痛。

調(diào)節(jié)該過程各物質(zhì)間的相互作用可影響骨癌痛。BAI等[23］的研究發(fā)現(xiàn)，Septin9是具有鳥苷三磷酸激酶（GTPase）活性的septin蛋白家族成員之一，可調(diào)節(jié)KIF17與載體“貨物”間的相互作用；可與mLin10競爭性地結(jié)合KIF17的碳端尾部結(jié)構(gòu)域，抑制mLin10與KIF17的結(jié)合，下調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)至神經(jīng)元樹突處NR2B的表達(dá)，故Septin9可通過調(diào)節(jié)KIF17與mLin10的結(jié)合，調(diào)控KIF17對NR2B的運(yùn)送過程，這也許是治療骨癌痛的新思路。抑制KIF17-mLin10/CaMKⅡ相互作用后，骨癌痛得到了緩解。NI等[29］給骨癌痛模型小鼠鞘內(nèi)注射融合肽Myr-RC-13后發(fā)現(xiàn)，Myr-RC-13可破壞脊髓的KIF17/mLin10相互作用，下調(diào)KIF17和NR2B的表達(dá)，以減輕骨癌痛。LIU等[28］給骨癌痛模型小鼠腹腔注射1種CaMKⅡ抑制劑KN93后發(fā)現(xiàn)，骨癌痛誘導(dǎo)的p-CaMKⅡ，NR2B，KIF17蛋白表達(dá)呈時(shí)間和劑量依賴性下調(diào)，進(jìn)而減輕骨癌痛誘發(fā)的疼痛。盡管許多文獻(xiàn)報(bào)道了KIF17-mLin10在NR2B運(yùn)輸方面的作用，但仍需進(jìn)一步研究，以明確其在骨癌痛鎮(zhèn)痛治療中的安全性與有效性。

KIF11，KIF5B，KIF21B也可能與NMDA受體及其亞基NR2B的運(yùn)輸和表達(dá)有關(guān)[14］，但具體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制及在骨癌痛疼痛中的作用機(jī)制尚未完全清楚。UNIYAL等[30］利用極光激酶最強(qiáng)的抑制劑（Tozasertib）抑制極光激酶后，KIF11的表達(dá)下調(diào)，并進(jìn)一步抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的激活，改善了大鼠的神經(jīng)性疼痛，這可能是由于Tozasertib抑制了KIF11介導(dǎo)的NR2B的運(yùn)輸過程，但具體機(jī)制尚不清楚，也未見KIF11與骨癌痛的相關(guān)性報(bào)道。

3 含NR2B的正反饋通路

含NR2B的NMDA受體-Ca2+/CaMKⅡ-CREBCRTC1-腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）-NR2B的正反饋通路介導(dǎo)了骨癌痛的發(fā)展。CREB是一種細(xì)胞轉(zhuǎn)錄因子，能特異性地結(jié)合cAMP反應(yīng)元件的DNA序列，對突觸的可塑性和記憶具有一定作用[31］。同時(shí)，CREB在神經(jīng)性疼痛、炎性疼痛中可發(fā)揮作用，參與了化學(xué)治療（簡稱化療）藥物紫杉醇和奧沙利鉑誘導(dǎo)的神經(jīng)性疼痛[32-33］、炎性疼痛[34］/炎性盆腔痛[35］、大鼠的慢性炎性內(nèi)臟疼痛[36］。同時(shí)，有報(bào)道稱CRTC1促進(jìn)了骨癌痛模型小鼠的突觸可塑性及中樞敏化的形成和維持[8］，并參與了骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，含NR2B的NMDA受體-Ca2+/CaMKⅡ-CREB-CRTC1-BDNF-NR2B的正反饋通路促進(jìn)了骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展[8，13，31，37］。在 接 受 傷 害 性 刺 激 后，含NR2B亞 基 的NMDA受體激活，Ca2+內(nèi)流，上調(diào)CREB絲氨酸133位點(diǎn)的磷酸化，激活CREB，活化的CREB的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)域（bZIP結(jié)構(gòu)域）與從胞漿轉(zhuǎn)移到海馬神經(jīng)元核的CRTC1結(jié)合，介導(dǎo)CREB/CRTC1信號通路下游的c-fos，BDNF等基因的轉(zhuǎn)錄，并激活miR-212/132基因位點(diǎn)的表達(dá)，介導(dǎo)骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展。同時(shí)，BDNF上調(diào)NMDA受體NR2B等亞基，并通過酪氨酸磷酸化NR1和NR2B，以增加NMDA受體的活性[13］。最終形成了含NR2B的NMDA受體-Ca2+-CREB-CRTC1-BDNFNR2B的正反饋通路，介導(dǎo)骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展。

MicroRNA（miRNA）是一種內(nèi)源性的小RNA，大小為19～25個(gè)核苷酸，在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控基因的表達(dá)，1個(gè)單獨(dú)的miRNA可靶向數(shù)百個(gè)mRNA并影響許多基因的表達(dá)[38］。miR-212/132處于CREB/CRTC1信號通路的下游，介導(dǎo)活性依賴的樹突生長、脊柱形成、突觸可塑性和LTP對各種信號通路的響應(yīng)[37］。有研究發(fā)現(xiàn)，CREB與miR-212/132存在正反饋信號通路，導(dǎo)致相關(guān)疼痛。XIA等[31］在谷氨酸誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性脊髓神經(jīng)元中通過注射CREB-miR（腺病毒載體干擾CREB基因）、CREB-AD（腺病毒載體過表達(dá)CREB基因）、CRTC1-miR（腺病毒載體干擾CRTC1基因）、CRTC1-AD（腺病毒載體過表達(dá)CRTC1基因）和miR-212/132-LNA發(fā)現(xiàn)，NR2B-CREB-miR-212/132-CRTC1-CREB的正反饋信號通路在骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展中具有重要作用，NR2B的升高導(dǎo)致CREB磷酸化，p-CREB顯著上調(diào)了miR132和miR212的表達(dá)，miR132和miR212又可上調(diào)CRTC1和p-CREB的表達(dá)，同時(shí)，疼痛也會激活CRTC1，激活的CRTC1繼續(xù)放大CREB的作用。HOU等[37］的研究發(fā)現(xiàn)，脊髓中miR132和CREB之間的正反饋調(diào)節(jié)有助于小鼠骨癌痛的假設(shè)，同時(shí)紋狀體CREB和miR132回路還有助于大鼠的神經(jīng)可塑性和可卡因成癮。反復(fù)鞘內(nèi)給藥表達(dá)siRNA靶向CREB的腺病毒可顯著抑制脊髓CRTC1和CREB靶基因（NR2B和miR132）的上調(diào)，減輕骨癌痛小鼠的疼痛行為；反復(fù)鞘內(nèi)給藥miR132反義LNA也能減輕疼痛行為，并抑制脊髓CRTC1，p-CREB，NR2B的表達(dá)上調(diào)。上述正反饋通路見圖2。

圖2 含NR2B的NMDA受體-Ca2+/CaMKⅡ-CREBCRTC1-BDNF-NR2B和NR2B-CREB-CRTC1-miR-212/132-CRTC1-CREB的正反饋信號通路Fig.2 Positive feedback signal pathways of NMDA receptor containing NR2B-Ca2+/CaMKⅡ-CREB-CRTC1-BDNF-NR2B and NR2B-CREB-CRTC1-miR-212/132-CRTC1-CREB

BDNF是海馬和大腦其他區(qū)域突觸傳遞和LTP的重要調(diào)節(jié)因子[39］，可由關(guān)節(jié)細(xì)胞（成纖維細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞）、感覺神經(jīng)元、免疫細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生，在生長、修復(fù)、突觸的形成和可塑性中起重要作用，有助于疼痛的敏化。同時(shí)，BNDF還被發(fā)現(xiàn)是神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞間的連接成分[36］，介導(dǎo)兩者間的“對話”，小膠質(zhì)細(xì)胞和星型膠質(zhì)細(xì)胞在骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展中也起重要作用。HUANG[40］的研究發(fā)現(xiàn)，骨癌痛模型大鼠背根神經(jīng)節(jié)（DRG）中BDNF的mRNA、蛋白及其受體的表達(dá)上調(diào)，抗BDNF后骨癌痛模型大鼠抗傷害感受能力顯著升高。BDNF參與疼痛行為的誘導(dǎo)，而NR1參與疼痛行為的維持，siRNA敲低BDNF后導(dǎo)致CIBP誘導(dǎo)的BDNF和NR1的表達(dá)下調(diào)，降低脊髓和DRG的中樞敏化和疼痛超敏反應(yīng)[41］。

CRTC1主要表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在CREB介導(dǎo)的活性依賴基因轉(zhuǎn)錄及調(diào)節(jié)LTP和神經(jīng)元可塑性中發(fā)揮重要作用。LIANG等[8］的研究發(fā)現(xiàn)，CREB共激活因子CRTC1是CREB介導(dǎo)的神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄所必需的，CRTC1激活并轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核中，增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+和cAMP的產(chǎn)生，進(jìn)而顯著提高CREB介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性，同時(shí)利用RNA干擾CRTC1的表達(dá)，阻斷了CREB/CRTC1信號通路，下調(diào)骨癌痛模型小鼠脊髓中miRNA-212/132，p-CREB，BDNF，NR2B的表達(dá)，減輕了骨癌痛。

CaMKⅡ是一種多功能的絲氨酸/蘇氨酸激酶，由12個(gè)亞基組成，每個(gè)亞基有α，β，γ，δ4個(gè)基因中的1個(gè)編碼，每個(gè)亞基都包含1個(gè)高度保守的負(fù)責(zé)激酶酶活性的氮端催化結(jié)構(gòu)域、1個(gè)核心調(diào)控結(jié)構(gòu)域、1個(gè)負(fù)責(zé)十二聚體全酶組裝的碳端關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域。CaMKⅡ可通過與Ca2+/鈣調(diào)蛋白結(jié)合而被激活，從而從調(diào)節(jié)域的抑制作用中釋放出催化域，進(jìn)而導(dǎo)致激酶在Thr286或Thr287位點(diǎn)的自磷酸化（這取決于具體的亞型）[42］。其主要存在于脊髓和脊上神經(jīng)元突觸后密度中，參與了痛覺敏感的突觸可塑性和LTP[43］。CREB是CaMKⅡ的主要下游靶點(diǎn)，CaMKⅡ/CREB信號通路與炎性疼痛和癌性骨痛[43］、神經(jīng)性疼痛[44］有關(guān)，介導(dǎo)了骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展，抑制此信號通路后，減輕了癌癥/骨癌誘發(fā)的骨痛行為。HU等[43］的研究發(fā)現(xiàn)，對骨癌痛模型大鼠注射1種CaMKⅡ抑制劑AIP2后，明顯延緩了腫瘤細(xì)胞植入后機(jī)械異位痛和熱痛覺過敏的進(jìn)展，并緩解了現(xiàn)有骨癌痛相關(guān)疼痛行為，CXCR4和細(xì)胞內(nèi)磷酯酶（PLC）介導(dǎo)了基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1（SDF-1）誘導(dǎo)的大鼠CaMKⅡ/CREB的激活，導(dǎo)致疼痛超敏反應(yīng)。青藤堿是一種從中藥青藤中提取的嗎啡衍生物，可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化及CAMKⅡ/CREB信號通路，并減輕癌癥誘發(fā)的骨痛行為[45］。KN93為CaMKⅡ抑制劑，通過抑制CaMKⅡ/CREB信號通路減輕CaMKⅡ介導(dǎo)的KIF17/NR2B運(yùn)輸可能導(dǎo)致的骨癌痛行為[28］。但MADUKA等[46］的研究發(fā)現(xiàn)，KN93不抑制CaKMⅡ，而是結(jié)合Ca2+/鈣調(diào)素，Ca2+/鈣調(diào)素結(jié)合至CaMKⅡ誘導(dǎo)構(gòu)象變化，暴露CaMKⅡ的催化位點(diǎn)，使CaMKⅡ自磷酸化并保持激活，而不依賴于細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平；CaMKⅡ與NR2B亞基的結(jié)合并不是外圍或中樞致敏或炎性痛覺的關(guān)鍵組成部分，因?yàn)镃aMKⅡ與NR2B亞基S1303相互作用的缺失并未減少福爾馬林引起的疼痛行為或辣椒素引起的過敏反應(yīng)。雖然該研究關(guān)注的是炎性痛覺，但NMDA受體（NR2B）-CaMKⅡ的相關(guān)報(bào)道涉及了神經(jīng)性疼痛、炎性疼痛和癌癥/骨癌誘發(fā)的疼痛，這也許會挑戰(zhàn)目前關(guān)于NMDA受體（NR2B）-CaMKⅡ相互作用參與持續(xù)性炎性痛覺乃至神經(jīng)性疼痛和癌癥/骨癌誘發(fā)疼痛的理論。

可見，抑制NMDA受體-Ca2+/CaMKⅡ-CREBCRTC1-BDNF-NR2B的正反饋通路、CREB/CRTC1信號通路下游的miR132和miR212的表達(dá)，都能起到良好的鎮(zhèn)痛效果。QIU等[47］的研究發(fā)現(xiàn)，NMDA受體/Ca2+/鈣調(diào)蛋白酶介導(dǎo)的BDNF/TrkB信號調(diào)節(jié)異?？赡苁撬ダ夏Ｐ托∈笮g(shù)后認(rèn)知功能障礙的原因之一。故認(rèn)知功能障礙是需要考慮的不良反應(yīng)。

4 炎性因子

炎性因子通過誘導(dǎo)NMDA亞基磷酸化促進(jìn)疼痛發(fā)生。促炎細(xì)胞因子在炎性疼痛[48］、神經(jīng)性疼痛[49-50］及骨癌痛[51］中都有重要作用。在骨癌痛疼痛減輕的動物模型中，IL-1β的表達(dá)下調(diào)，合成和釋放減少[52］。IL-1β是細(xì)胞因子中白細(xì)胞介素1（IL-1）家族的一員，是炎性反應(yīng)的關(guān)鍵介質(zhì)。正常情況下，脊髓IL-1β表達(dá)量很低，但當(dāng)外周神經(jīng)損傷后，IL-1β表達(dá)上調(diào)，且在神經(jīng)病理性疼痛中，IL-1β通過結(jié)合突觸后膜的白細(xì)胞介素1受體（IL-1R）直接釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì)并增強(qiáng)NMDA受體功能[50］，導(dǎo)致初級傳入終端谷氨酸釋放增加，有助于神經(jīng)疼痛的發(fā)生，且這一過程可能是IL-1β通過中性鞘磷脂酶/神經(jīng)酰胺信號通路介導(dǎo)的[49］，而骨癌痛被認(rèn)為是炎性疼痛和神經(jīng)性疼痛混合的復(fù)雜性疼痛。IL-1R在海馬體中呈高表達(dá)水平，與IL-1β結(jié)合后還有介導(dǎo)LTP的突觸特異性作用[48］。IL-1β可通過增強(qiáng)NR1的磷酸化，進(jìn)而促進(jìn)骨癌痛[53］。在骨癌痛模型小鼠中，除IL-1β外，IL-6和TNF-α的表達(dá)也上調(diào)，這些促炎細(xì)胞因子的釋放，可誘導(dǎo)中樞敏化并促進(jìn)骨癌痛慢性疼痛的發(fā)展[54］。CHEN等[55］的研究發(fā)現(xiàn)，帕瑞昔布可能下調(diào)脊髓中IL-1β，IL-6，TNF-α的表達(dá)，減輕骨癌痛模型大鼠的痛覺過敏度，提高痛覺閾值。KAWASAKI等[56］在正常脊髓切片上灌注外源性IL-1β，IL-6，TNF-α后發(fā)現(xiàn)，TNF-α和IL-6分別調(diào)節(jié)興奮性和抑制性神經(jīng)傳遞，IL-1同時(shí)調(diào)節(jié)興奮性和抑制性神經(jīng)傳遞，三者直接或間接增強(qiáng)NMDA受體功能，并能誘導(dǎo)背角淺表神經(jīng)元CREB的磷酸化，產(chǎn)生熱痛覺過敏，維持背角神經(jīng)元的長期神經(jīng)可塑性。進(jìn)一步探尋IL-1β增強(qiáng)NMDA受體的原因發(fā)現(xiàn)，IL-1β可能通過誘導(dǎo)NMDA受體NR1亞基[57-58］、NR2B亞基[59］的磷酸化而增強(qiáng)NMDA受體在脊髓傳遞和痛覺輸入調(diào)節(jié)中的作用。ZHANG等[58］的研究發(fā)現(xiàn)，IL-1R拮抗劑阻斷IL-1β與IL-1R的結(jié)合后，降低了炎性誘導(dǎo)的脊髓NR1的磷酸化，并減輕了炎性痛覺過敏，抑制疼痛。陳建平等[53］的研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)病理性疼痛模型大鼠中，脊髓背角IL-1β含量增加的同時(shí)，NMDA受體NR1亞基S896位點(diǎn)磷酸化（pNR1S896）水平也升高，沉默掉IL-1β基因后，特異性下調(diào)了脊髓背角IL-1β的表達(dá)，并抑制NMDA受體NR1亞基在Ser896位點(diǎn)的磷酸化。此外，脊髓背角NMDA受體NR1亞基S896位點(diǎn)還可通過PKA和PKC等多種磷酸化途徑參與中樞敏化及痛覺過敏的形成?？梢?，IL-1β可能誘導(dǎo)NMDA受體NR1亞基磷酸化促進(jìn)痛覺過敏，降低疼痛產(chǎn)生閾值。此外，IL-6，IL-17，IL-18，TNF-α也能誘導(dǎo)NMDA受體亞基磷酸化，造成疼痛反應(yīng)，但相關(guān)研究較少。

IL-6可引起機(jī)械性異位痛和熱痛過敏，使傷害感受器敏感，并在損傷或疾病部位放大信號，從而促進(jìn)疼痛，鞘內(nèi)注射抗IL-6中和抗體可減輕上述疼痛相關(guān)行為[60-61］。骨關(guān)節(jié)炎模型大鼠脊髓背角IL-6的表達(dá)上調(diào)，tocilizumab阻斷IL-6后，抑制了谷氨酸鈉碘乙酸誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎模型大鼠背角谷氨酸受體亞基NR1和NR2B的上調(diào)[62］。但有文獻(xiàn)報(bào)道IL-6具有神經(jīng)保護(hù)作用，可減少NMDA興奮性造成的毒性損傷。IL-6通過抑制NR1/NR2B和NR1/NR2C亞型活性，減少NMDA誘導(dǎo)的胞漿Ca2+超載，從而抑制神經(jīng)元凋亡和壞死[63］。IL-6的保護(hù)性和傷害性的矛盾，猜想可能與IL-6的量及疾病進(jìn)展（急性期、慢性期）有關(guān)，因?yàn)檠仔砸蜃拥漠a(chǎn)生本身就是機(jī)體的防御反應(yīng)，通過誘導(dǎo)保護(hù)性局部炎性反應(yīng)和全身急性期反應(yīng)來協(xié)調(diào)先天免疫，在啟動、放大、指導(dǎo)、介導(dǎo)和調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫方面也很重要，但如果發(fā)生過度反應(yīng)或參與自身免疫，可能導(dǎo)致組織損傷[64］。

星型膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生和分泌IL-17，IL-17進(jìn)一步上調(diào)NR1的磷酸化，IL-17抗血清抑制了IL-17誘導(dǎo)的NR1磷酸化和IL-17RA上調(diào)，減輕了炎性痛覺過敏[65］。LIU等[66］的研究發(fā)現(xiàn)，阻斷IL-18信號通路，抑制了NR2B的激活和隨后的Ca2+依賴信號通路，并可預(yù)防和逆轉(zhuǎn)骨癌相關(guān)疼痛行為，IL-18通過結(jié)合白細(xì)胞介素18受體（IL-18R）調(diào)節(jié)NMDA受體NR2B亞基的磷酸化，且這一過程受Src激酶（磷酸化NR2B的主要激酶）的介導(dǎo)，因?yàn)镾rc激酶抑制劑預(yù)處理顯著抑制了IL-18誘導(dǎo)的NR2B磷酸化。IL-18信號通路的激活也可能導(dǎo)致TNF-α和IL-1β等細(xì)胞因子的分泌，這些都與骨癌的疼痛有關(guān)[16］。IL-1β也能誘導(dǎo)IL-6合成，IL-6可通過腺苷酸環(huán)化酶/cAMP/蛋白激酶A（PKA）途徑進(jìn)一步激活JAK激酶2（JAK2）/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）信號通路，增強(qiáng)了C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞中IL-1β誘導(dǎo)的IL-6的合成，JAK/STAT通路還與發(fā)育過程中的突觸可塑性有關(guān)[67］。故推測炎性細(xì)胞因子間可能存在相互作用，誘導(dǎo)彼此的產(chǎn)生和分泌。TNF-α可調(diào)節(jié)突觸可塑性及星形膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)的突觸強(qiáng)化，并通過快速觸發(fā)Ca2+滲透性AMPA受體和NMDA受體的表達(dá)，同時(shí)減少神經(jīng)元上抑制性GABAA受體表達(dá)[68］，即控制興奮和抑制的平衡，增強(qiáng)谷氨酸介導(dǎo)的細(xì)胞毒性。炎性因子具體在骨癌痛中誘導(dǎo)NMDA受體亞基磷酸化的研究相對較少，但阻斷PIC信號通路可能是抑制中樞敏化及緩解炎性疼痛、神經(jīng)性疼痛、骨癌痛等慢性疼痛的有效途徑。

5 展望

NMDA受體介導(dǎo)了中樞敏化的發(fā)生與維持，在骨癌痛的發(fā)生與發(fā)展中具有重要作用。直接拮抗NMDA受體，對癌癥患者具有良好的鎮(zhèn)痛作用，但記憶損害、致幻、致精神分裂、潛在的成癮性等副作用[69］，限制了NMDA受體拮抗劑的臨床使用。故間接抑制、阻斷NMDA受體也許是一種更可行的方法，可通過調(diào)節(jié)NMDA受體從細(xì)胞器到突觸膜的合成、成熟、運(yùn)輸過程，或選擇性靶向NMDA受體亞基來間接影響疼痛的傳導(dǎo)（如選擇性NR2B拮抗劑艾芬地爾）。韓太真等[70］的研究發(fā)現(xiàn)，亞型選擇性NMDA受體拮抗劑具有更高的安全性，即使人類使用大劑量的選擇性NR2B拮抗劑，也未發(fā)現(xiàn)類似于非選擇性NMDA受體拮抗劑所產(chǎn)生的副作用，且選擇性NR2B拮抗劑具有神經(jīng)保護(hù)及鎮(zhèn)痛作用，但該文獻(xiàn)發(fā)表于2008年，其真實(shí)性有待驗(yàn)證。LIU等[71］的研究發(fā)現(xiàn)，2種NR2B選擇性拮抗劑Ro25-6981和CP-101，606均比艾芬地爾具有更好的選擇性和安全性。故選擇性NMDA受體拮抗劑有望成為骨癌痛患者安全、有效的治療藥物。許多動物實(shí)驗(yàn)中，抑制NR1[6，72-73］和NR2B[74］的表達(dá)后，都顯示出了良好的鎮(zhèn)痛效果，但未尋找到具體的有關(guān)NR1拮抗劑藥物治療骨癌痛的相關(guān)研究，且選擇性NR2B拮抗劑大多停留在試驗(yàn)階段，應(yīng)用于臨床還有待進(jìn)一步研究。

本綜述介紹了炎性因子誘導(dǎo)NMDA受體亞基的磷酸化、驅(qū)動蛋白家族KIF17介導(dǎo)NR2B的樹突轉(zhuǎn)運(yùn)，以及 含NR2B的NMDA受體-Ca2+/CaMKⅡ-CREBCRTC1-BDNF-NR2B的正反饋通路在骨癌痛中的作用機(jī)制，為間接抑制和/或阻斷NMDA受體功能提供了新的選擇。但骨癌痛機(jī)制復(fù)雜，除此綜述內(nèi)容外，膠質(zhì)細(xì)胞如星型膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞、破骨細(xì)胞、骨腫瘤酸性微環(huán)境、相關(guān)受體和信號通路等都被證實(shí)與骨癌痛有關(guān)。而突觸內(nèi)NMDA受體活化后可產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用，突觸外NMDA受體活化后卻產(chǎn)生細(xì)胞凋亡作用[75-76］，這一發(fā)現(xiàn)可能成為今后骨癌痛鎮(zhèn)痛治療新的研究方向，但仍需大量研究進(jìn)一步證實(shí)。