瞬時受體電位香草酸受體1在缺血再灌注損傷中潛在作用的研究進展*

王其鋒，胡珍，高慧，吳利寧，陸姚

（1.安徽醫(yī)科大學(xué)第一臨床學(xué)院麻醉系，安徽合肥 230032；2.安徽醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院麻醉科，安徽合肥 230061；3.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院麻醉科，安徽合肥 230022）

瞬時受體電位香草酸受體1（transient receptor potential vanilloid 1, TRPV1）通道屬于瞬時受體電位（TRP）家族，根據(jù)氨基酸同源性序列，TRP 家族分為6 個亞家族：即vanilloid（TRPV）、canonical（TRPC）、melastatin（TRPM）、polycystin（TRPP）、mucoloipin（TRPML）及andankyrin（TRPA）[1]。除了作為有害的、熱的傳感器，這些通道還可以被花生四烯酸代謝物、辣椒素、質(zhì)子和肽毒素等多種化學(xué)物質(zhì)激活[2]。

TRPV1 廣泛分布于心臟、肝臟、肺臟、腎臟、腸和大腦等器官[3-5]。在心臟組織中，TRPV1 不僅分布于心室、心臟心外膜表面、內(nèi)皮細胞和血管平滑肌細胞上，在支配心肌的感覺神經(jīng)元上也有大量表達[4]。激活位于血管周圍神經(jīng)上的TRPV1 通過增加降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene-related peptide,CGRP）和P 物質(zhì)（Substance P, SP）的釋放來保護心臟[6]。既往研究表明，TRPV1 的激活能減輕包括心臟[6]、腎臟[3]及大腦等[7]的缺血再灌注損傷。此外，TRPV1 激活也參與預(yù)處理和后處理的心臟保護作用[8-9]。該文綜述TRPV1 通道和信號級聯(lián)在各種器官缺血再灌注損傷中的潛在作用。

1 TRPV1在心臟缺血再灌注損傷中的保護作用

很多研究探索TRPV1 通道激活在減輕缺血再灌注誘導(dǎo)的心肌損傷中的潛在機制。ZHENG 等[6]發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，離體糖尿病小鼠心臟缺血再灌注損傷（30 min 缺血30 min 再灌注）后的神經(jīng)生長因子（nerve growth factor, NGF）、TRPV1 表達、CGRP 和SP 釋放都減少，而腺病毒介導(dǎo)的NGF 過表達顯著改善缺血再灌注后的心臟功能，同時增加TRPV1 的表達和CGRP（而非SP）的釋放；使用RP67580（SP 受體拮抗劑）后并不能調(diào)節(jié)NGF 介導(dǎo)的心臟保護作用，這表明SP 可能不提供心臟保護，然而，在預(yù)先使用CGRP8-37（CGRP 拮抗劑106mol/L)后，NGF 依賴性心臟保護作用被顯著消除，表明NGF 依賴性心臟保護作用是通過CGRP 釋放介導(dǎo)的；缺血前5 min，在灌注液中加入低劑量辣椒素（106mol/L）能顯著改善糖尿病小鼠心臟缺血后的功能恢復(fù)，表明TRPV1 通道激活參與心臟的保護作用。因此，NGF 誘導(dǎo)的TRPV1 的上調(diào)增加內(nèi)源性CGRP 的合成和釋放，從而改善缺血再灌注損傷后離體糖尿病小鼠的心臟功能。ZHONG 等[10]研究發(fā)現(xiàn)蛋白酶激活受體2（protease-activated receptor 2, PAR2）可能通過12 脂氧合酶（12-lipoxygenase, 12-LOX）激活TRPV1，并進一步導(dǎo)致CGRP 和SP 的釋放，從而減輕心臟的缺血再灌注損傷，這表明PAR2 通過12-LOX-TRPV1 這條信號通路產(chǎn)生了心肌保護作用。除此之外，KUMAR等[11]已經(jīng)證明G 蛋白偶聯(lián)受體的炎癥反應(yīng)是TRPV1依賴性的，而蛋白激酶PKA 或PKC 介導(dǎo)的磷酸化是TRPV1 激活所必需的途徑。DOU 等[12]進一步發(fā)現(xiàn)成年大鼠在心肌缺血再灌注前，通過鞘內(nèi)靶向注射減少NGF 基因表達的慢病毒介導(dǎo)NGF-shRNA 或TRPV1 拮抗劑（capsazepine），能夠明顯縮小心肌梗死面積；同時NGF-shRNA 抑制脊髓中SP/CGRP 的表達及蛋白激酶B（protein kinase B, Akt）/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase, ERK）的激活。與野生型（WT）小鼠比較，TRPV1 基因敲除（TRPV1-/-）小鼠在Langendorff 裝置中進行30 min 缺血60 min 再灌注后，心肌梗死面積和TUNEL 陽性細胞百分比顯著增加，Western blotting 檢測到Bcl-2/Bax 比值及Akt 和ERK1/2 磷酸化程度都降低；使用LY294002（PI3K 抑制劑）后，WT 小鼠心臟在缺血再灌注后的梗死面積和TUNEL 陽性細胞的百分比增加，并且Bcl-2/Bax 表達和Akt 磷酸化也降低，而TRPV1-/-小鼠心臟則沒有這種改變。這表明在缺血再灌注期間TRPV1 通過PI3K/Akt 信號通路抑制心肌細胞凋亡產(chǎn)生保護作用[13]。

脊髓NGF 的過表達能使鞘內(nèi)嗎啡預(yù)處理（intrathecal morphine preconditioning, ITMP）誘導(dǎo)的心肌梗死面積減小、心律不齊評分降低，以及血清中肌鈣蛋白表達降低，同時，TRPV1 的表達和磷酸化水平也降低[14]。研究[9，15]證明TRPV1 通道的激活可能參與調(diào)節(jié)預(yù)處理誘導(dǎo)的心臟保護作用。LU 等[9]研究TRPV1 通道的激活介導(dǎo)缺氧預(yù)處理（10%氧氣，持續(xù)4 周）對離體大鼠心臟誘導(dǎo)的保護作用，在TRPV1 拮抗劑（1 μmol capsazepine）作用下，缺氧預(yù)處理誘導(dǎo)的心臟保護作用被消除，表明缺氧預(yù)處理誘導(dǎo)的心臟保護作用是通過激活TRPV1 通道來介導(dǎo)的。此外，肉桂基-3，4-二羥基-α-氰基肉桂酸酯（10 μmol，ALOX12 抑制劑）或黃芩素（10 μmol，ALOX12 抑制劑）能消除辣椒素作用下缺氧預(yù)處理誘導(dǎo)的心臟保護作用，同時，聯(lián)合給予capsazepine 和黃芩素以消除預(yù)處理誘導(dǎo)的PKCα、PKCδ 和PKCε亞型向肌纖維膜的轉(zhuǎn)移。因此，預(yù)處理刺激可能通過增加心肌ALOX12 表達來誘導(dǎo)心臟保護作用，而這反過來又會釋放花生四烯酸代謝物以激活TRPV1通道并增強PKC 易位至肌纖維膜。

GAO 等[8]研究TRPV1 活化參與缺血再灌注損傷大鼠遠端肢體缺血后誘導(dǎo)的心臟保護作用機制發(fā)現(xiàn)，在CGRP8-37（2 mg/kg，再灌注前2 min）和RP-67580（5 mg/kg，再灌注前5 min）作用下，遠端肢體缺血后誘導(dǎo)的心臟保護作用被消除，表明CGRP 和SP參與介導(dǎo)遠端肢體缺血后誘導(dǎo)的心臟保護作用；此外，遠端肢體缺血后血漿和心臟中CGRP 和SP 的表達顯著增加，但在capsazepine（3 mg/kg，再灌注前10 min）作用下，這種效應(yīng)被消除；除此之外，遠端肢體缺血后背根神經(jīng)節(jié)中CGRP 和SP mRNA 及蛋白表達也增加，表明遠端肢體缺血性后可能通過激活TRPV1 增加背根神經(jīng)節(jié)中CGRP 和SP 的合成和釋放，釋放到血漿中的CGRP 和SP 激活相應(yīng)心肌受體產(chǎn)生保護作用。研究[16-17]發(fā)現(xiàn)遠端后肢缺血預(yù)處理、10 mg/kg 辣椒素預(yù)處理和糖原合酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）抑制劑預(yù)處理可顯著減小離體大鼠心臟缺血再灌注后的心肌梗死面積，減少LDH、CK 的釋放，改善LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmin，心率和冠狀動脈流速；然而，在100 mg/kg 甘珀酸鈉（縫隙連接點阻滯劑）作用下，遠端缺血預(yù)處理、辣椒素和糖原合酶激酶-3β 抑制劑預(yù)處理的心臟保護作用顯著降低，證明遠端缺血預(yù)處理刺激可能激活TRPV1 通道，該通道通過抑制GSK-3β 的活性，增強縫隙連接偶聯(lián)產(chǎn)生心臟保護作用。 遠端腹部切口（remote preconditioning of trauma, RPCT）的預(yù)處理在心肌缺血再灌注損傷中能夠明顯減小大鼠的心肌梗死面積[15，18]。JUNMA 等[15]發(fā)現(xiàn)，丙泊酚以12 mg/（kg·h）的流速在頸內(nèi)靜脈持續(xù)泵注的預(yù)處理能明顯取消RPCT 的心肌保護作用，同時在capsazepine（3 mg/kg，缺血前25 min）作用下，RPCT 的心肌保護作用被完全取消，進一步證明丙泊酚取消RPCT 的心肌保護作用也是通過TRPV1來介導(dǎo)的。

2 TRPV1通道激活在其他器官缺血再灌注損傷中的作用

除心臟組織外，表達在感覺神經(jīng)元上的TRPV1也廣泛分布于各器官中，并且這些通道的激活在病理生理條件下均能調(diào)節(jié)多種器官功能。CHEN 等[3]觀察到辣椒素（0.3 mg/kg）能顯著減少缺血再灌注誘導(dǎo)的小鼠急性腎損傷，包括減輕腎小管損傷、降低肌酐水平及中性粒細胞明膠酶相關(guān)脂質(zhì)運載蛋白和Ly-6B.2 陽性多形核炎癥細胞豐度；然而，TRPV1 缺失或capsazepine（50 mg/kg）給藥并未惡化缺血再灌注后急性腎損傷的腎功能和組織學(xué)改變；表明TRPV1 通道的激活可能潛在地減少缺血再灌注誘導(dǎo)的急性腎損傷，但TRPV1 通道的內(nèi)源性失活不參與急性腎損傷的產(chǎn)生。ZHONG 等[19]進一步證實TRPV1 參與腎缺血再灌注損傷的保護作用。腎缺血再灌注增加WT 小鼠CGRP 的釋放，但在TRPV1-/-小鼠中并沒有這種改變，因此在通過西餐飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中，TRPV1 可能是通過促進CGRP 的釋放和增加腎血流量來保護小鼠腎缺血再灌注損傷。TRPV1 的激活具有抗炎和抗氧化應(yīng)激作用，因此TRPV1 的預(yù)先激活能夠預(yù)防缺血再灌注后的腎組織損傷和鹽誘導(dǎo)引起的高血壓[20]。YU等[21]進一步證實TRPV1 的激活是通過抑制腎交感神經(jīng)活動來阻止腎缺血再灌注損傷后引起的鹽敏感性增加。WANG 等[22]發(fā)現(xiàn)，辣椒素（50 mg/kg，缺血前5 min）預(yù)先給藥能顯著改善肺氣體交換功能，降低肺濕/干比、支氣管肺泡灌洗液中的中性粒細胞浸潤、肺丙二醛水平和髓過氧化物酶活性，但會增加超氧化物歧化酶的活性和CGRP 水平；辣椒素的預(yù)先給藥也能顯著減少肺缺血再灌注損傷后的病理性改變；然而，在capsazepine（50 μg/kg，缺血前5 min）作用下，上述變化被消除。表明TRPV1 通道激活后可能通過增強CGRP 的釋放來減少炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激產(chǎn)生肺保護作用。在先前研究的基礎(chǔ)上，ZHAO 等[23]證實肺缺血再灌注損傷也會增加肺部TRPV1 通道、CGRP 和SP 受體的表達，從而產(chǎn)生肺的保護作用。LI 等[24]進一步發(fā)現(xiàn)TRPV1 激活可減輕肺缺血再灌注損傷，并且部分依賴于α7 煙堿乙酰膽堿受體（α7 nicotinic acetylcholine receptors, α 7nAChR）的活性；α7nAChR 的激活可以減輕WT 和TRPV1-/-小鼠的肺缺血再灌注損傷，但具體機制仍有待研究。TRPV1 通道表達于大腦的各個區(qū)域，并具有檢測溫度變化的能力。CAO 等[7]證明TRPV1 通道激活誘導(dǎo)的低溫對腦缺血再灌注損傷具有神經(jīng)保護作用。小鼠的左側(cè)大腦中動脈和左側(cè)頸總動脈閉塞再灌注出現(xiàn)明顯的局灶性腦缺血再灌注損傷；然而，在再灌注開始時給予二氫辣椒素[TRPV1 激動劑，1.25 mg/（kg·h）]誘導(dǎo)低體溫（33℃90 min），小鼠的梗塞面積縮小87%，同時也改善小鼠的神經(jīng)功能評分；但TRPV1-/-小鼠不存在這種低溫和神經(jīng)保護作用，表明TRPV1 通道激活是通過誘導(dǎo)輕度低溫來實現(xiàn)神經(jīng)保護功能的。

3 TRPV1通道激活的有害影響

TRPV1 通道激活除了有益作用外，也可能是有害的。ROBERTSON 等[25]表明，在大鼠氣管內(nèi)滴注柴油尾氣微粒后，經(jīng)缺血再灌注導(dǎo)致大鼠血壓升高、室性心律失常，心臟組織水腫明顯；心肌缺血之前的柴油尾氣微粒滴注增加心肌組織的氧化應(yīng)激、凋亡和壞死；AMG9810 是一種選擇性TRPV1 拮抗劑，可以阻斷由已知的激動劑（包括熱、質(zhì)子和內(nèi)源性配體）引起TRPV1 的活化，氣管內(nèi)使用AMG9810 可以預(yù)防柴油尾氣微粒引起的收縮壓升高和心律失常，將其添加在灌注液中也減少體外心肌再灌注損傷。因此，肺TRPV1 通道介導(dǎo)尾氣顆粒誘導(dǎo)的大鼠心臟損傷。

TRPV1 通道在H9C2 細胞中表達，并且在缺氧-復(fù)氧損傷期間被激活。辣椒素（1～100 μmol）作用可促進細胞內(nèi)Ca2+和超氧化物生成，降低線粒體膜電位和線粒體生物發(fā)生來加速細胞凋亡。然而經(jīng)過capsazepine 或TRPV1（siRNA）處理H9C2 細胞后，這些作用被消除[26]。此外，在CGRP8-37 或RP67580 的作用下，與WT 小鼠心臟比較，TRPV1-/-小鼠心臟的心臟功能得到改善[13]。因此，心肌細胞TRPV1 通道的激活是通過增強Ca2+積聚和超氧化物的生成來加劇心肌細胞缺氧-復(fù)氧的損傷。鞘內(nèi)嗎啡預(yù)處理（ITMP）可以降低心臟的缺血再灌注損傷，而鞘內(nèi)注射TRPV1-shRNA 或TRPV1 拮抗劑均能明顯減輕IR 所致心肌損傷及TRPV1 表達上調(diào)[14]；同時，ITMP 顯著抑制背根神經(jīng)節(jié)（dorsal root ganglion,DRG）中TRPV1 蛋白的表達，降低磷酸化水平，縮小缺血再灌注引起的心肌梗死面積，降低心律失常評分[27]。因此，抑制DRG 中TRPV1 的上調(diào)可作為心肌缺血再灌注損傷的一種新的治療策略。

4 結(jié)論

TRPV1 通道的激活可能通過增強CGRP 和SP 的釋放來減輕缺血再灌注誘導(dǎo)的各種器官（包括心臟、肺、腎和腦）的損傷，CGRP 和SP 的釋放進一步減少自由基產(chǎn)生、中性粒細胞浸潤和其他炎癥介質(zhì)釋放，進而減少缺血再灌注損傷。然而，研究仍需要進一步探究TRPV1 通道激活，CGRP 和SP 釋放，以及在缺血再灌注損傷期間炎癥細胞因子減少所涉及的信號傳導(dǎo)級聯(lián)機制。