瞬時受體電位香草酸亞型1在神經病理性疼痛的形成和維持中的機制研究

楊揚，屠偉峰

·專家論壇·

瞬時受體電位香草酸亞型1在神經病理性疼痛的形成和維持中的機制研究

楊揚，屠偉峰

神經病理性疼痛的形成分為外周機制和中樞機制，兩者共同參與，使得神經病理性疼痛的發病機制錯綜復雜。近年來，對外周神經損傷導致的神經病理性疼痛的分子生物學機制的研究積累了較為豐富的資料，為神經病理性疼痛的發病機制和臨床治療提供了新的思路。

瞬時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，將之轉化為動作電位，傳至中樞形成痛覺。TRPV1能夠被多種炎癥介質、熱(＞43℃)、酸(pH＜5.3)、細胞外滲透壓的改變、細胞內Ca2+的減少、胞內氧化還原狀態、靜電荷等激活，TRPV1激活后可導致Ca2+內流，使胞內Ca2+濃度增加，進而激活一系列的細胞內信號介導疼痛的形成。

1 與疼痛相關的TRPV1的分布

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

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

2 Y氨基丁酸(GABA)能中間神經元TRPV1受體激活介導的痛覺超敏

Yong等通過制造小鼠坐骨神經慢性壓迫（CCI）模型，證實了TRPV1的激活可以導致GABA能中間神經元的抑制。GABA能中間神經元可以抑制調控脊髓背角的疼痛信號輸出，當GABA能中間神經元被抑制時可以減輕對疼痛信號興奮傳導的抑制作用，導致中樞脫抑制的發生，放大了疼痛信息，這也是痛覺過敏和觸誘發痛形成的原因所在，最終形成了中樞敏化。Kim等還用鞘內注射辣椒堿的方法對TRPV1基因敲除小鼠和應用TRPV1激動劑樹膠脂毒素(RTX)去除了外周神經元上的TRPV1的小鼠進行了疼痛行為和分子生物學上的比對，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，痛覺超敏和觸誘發痛仍然可以發生。由此，他們認為不是先前許多人認為的外周機制，而是中樞機制才是傷害性信號被放大導致神經病理性疼痛的痛覺過敏和觸誘發痛的原因。而脊髓背角的SG層是這一現象發生的關鍵部位。他們應用TRPV1的拮抗劑進行鞘內給藥，結果成功逆轉了CCI小鼠的痛覺超敏現象，還避免了全身給藥出現外周TRPV1激活導致體溫升高的不良反應，進一步證實了神經病理性疼痛在中樞形成這一觀點。

也有科學家認為，TRPV1基因敲除型動物對傷害性或非傷害性機械刺激在行為學上表現與野生型

的應答無明顯差異，但對能引起疼痛的熱刺激反應明顯遲鈍。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械痛閾，結果顯示熱刺激后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，兩組間機械痛閾值差異無統計學意義，支持了上述的觀點。但在局部致炎（后足底注射芥子油）后，兩組的后足底機械痛閾可觀察到明顯差異。在神經源性疼痛的模型大鼠，發現TRPV1拮抗劑可減弱其機械痛覺過敏。反復多次對大鼠結腸給予擴張膨脹引起的機械性結腸痛覺過敏可被TRPV1受體拮抗劑抑制。這些結果提示，在炎癥等病理條件下，TRPV1受體可以介導機械刺激引起的痛覺，TRPV1受體對機械刺激的介導可能需要通過炎性介質等物質的參與。

3 TRPV1激活脊髓小膠質細胞介導的神經病理性疼痛

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（佐劑誘發關節炎）和神經病理性疼痛（部分坐骨神經結扎）模型。在神經病理性疼痛的模型組，小鼠均有明顯的痛覺超敏發生，WT小鼠的神經結扎側的熱刺激撤足潛伏期與KO小鼠相比顯著縮短，這一現象從造模后第7天開始并持續到整個實驗結束。免疫組化結果顯示，3組疼痛模型的小鼠，不論是WT鼠還是KO鼠，小膠質細胞的標記物Iba-1的密度高于對照組；在同一處理組中，WT鼠的造模側Iba-1密度要明顯高于KO鼠，同一只小鼠手術側密度高于未手術側，星形膠質細胞的標記物GFAP也有類似現象。由此可以看出，TRPV1在急性痛、炎性痛和神經病理性疼痛中對激活脊髓膠質細胞扮演了重要角色。Chen等在此實驗中還發現，小膠質細胞的mRNA在造模后4h開始上升，并持續到14 d，28d回到正常水平，而GFAP的mRNA表達水平在造模后并未顯著上升直到術后第4天，并處于持續上升狀態直至實驗結束。進一步說明了脊髓膠質細胞在疼痛中的不同分工，即星形膠質細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，小膠質細胞的活化對慢性疼痛的早期形成階段非常重要。

4 背根神經節感覺神經元TRPV1與CGRP和PAR4的共存與神經病理性疼痛的發生的關系

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蛋白偶聯受體。研究發現PAR4在正常和炎癥條件下參與調節疼痛反應，活化的PAR4可引起痛覺過敏和增加疼痛反應，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的活性物質，如降鈣素基因相關肽（CGRP）實現的。陳丹等應用免疫組織化學雙標方法在激光共聚焦顯微鏡下檢查了小鼠背根神經節（DRG）內感覺神經元PAR4的表達及其與TRPV1和CGRP的共存。熒光雙標顯示，DRG內大部分PAR4陽性神經元表達TRPV1；幾乎所有的TRPV1陽性神經元均表達PAR4；大部分CGRP陽性細胞均表達TRPV1，同時許多TRPV1陽性細胞呈CGRP陽性；同樣的，許多PAR4陽性神經元含有CGRP免疫陽性物質，大部分CGRP陽性細胞均表達PAR4。結構上的共存說明TRPV1與CGRP在傷害性刺激的調節中可能存在相互影響。有研究發現，高濃度PAR4激動劑作用于培養的DRG感覺神經元，可通過PLC/PKC途徑使TRPV1致敏。PAR4活化可引起感覺神經末梢釋放與傷害性刺激相關的神經肽，如P物質、CGRP等。CGRP是強力的血管擴張和促炎因子，傷害性刺激可促使周圍感覺末梢釋放CGRP，引起毛細血管通透性增加和炎性細胞聚集誘發神經性炎癥。由此可推斷：感覺神經元TRPV1活化可誘導周圍感覺末稍釋放CGRP等而引起炎癥反應，同時炎癥刺激活化TRPV1又可增加CGRP的合成并促進其釋放。

5 TRPV1與炎性介質之間的相互作用介導神經病理性疼痛的發生

5.1 TRPV1與緩激肽（BK）BK在體內的生物學效應被G蛋白偶聯受體B1和B2受體所介導。B1受體在正常時表達不多，但是在慢性炎癥條件下可以被誘導產生，甚至過表達。B2受體激活后，磷脂酶C(PLC)觸發磷脂酰基醇二磷酸(PIP2)降解成肌醇三磷酸(IP3)，以致細胞內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，從而使細胞的興奮性增高，是BK敏化傷害性感受器的重要的分子機制。而且，BK通過B2受體活化PKC導致TRPV1兩個絲氨酸殘基(Ser-502和Ser-800)的磷酸化，這反過來增強了傷害性刺激介導的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。發現PGE2和PGI2至少激活兩條第2信使通路增強TRPV1的活動。PGE 2對EP1和EP4有高親和性。EP1受體與Gq偶聯，激活PKC，而EP4受體與Gαs偶聯，激活PKA。PGE2通過與Gs蛋白偶聯，觸發了腺苷酸環化酶數量上升引起cAMP合成增加，cAMP通過PKA通路激活TRPV1。Ma等發現經過部分坐骨神經結扎造模的大鼠在18個月后，神經結扎側的背根神經節上TRPV1的蛋白水平上升，損傷神經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結扎大鼠的神經病理性疼痛，以及減少損傷神經產生的PGE2的總量。

5.3 TRPV1與體內生長因子（NGF）NGF是神經營養因子家族的一員，其本身實際上也是促炎癥介質。NGF可能增強TRPV1活性及上調其在DRG神經元中的表達，然而，NGF并不能增加DRG神經元TRPV1mRNA水平，這些結果提示，NGF通過增強通道的翻譯和轉運而不是基因的轉錄來調節TRPV1的表達。

綜上所述，神經病理性疼痛的發生與TRPV1有密切的聯系，這為其成為治療神經病理性疼痛的重要靶點奠定了基礎，但是由于神經病理性疼痛的發病機制較為復雜，TRPV1和許多炎癥介質與信號通路之間的上下游關系仍待進一步探索。

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，廣州軍區廣州總醫院

屠偉峰，主任醫師，教授，博士研究生導師。全軍麻醉與復蘇專業委員會副主任委員，廣東省醫學會麻醉學分會委員、疼痛學分會常務委員，廣州軍區麻醉與復蘇專業委員會主任委員，廣州市醫學會血液保護學分會副主任委員。Email：wftuyx02@163.com