TRPV1的生物學特性與艾灸鎮痛研究結合的思路分析*

李佰承 呂君玲 尹海燕 余曙光

成都中醫藥大學針灸推拿學院(成都610075)

·學術探討·

TRPV1的生物學特性與艾灸鎮痛研究結合的思路分析*

李佰承 呂君玲 尹海燕 余曙光?

成都中醫藥大學針灸推拿學院(成都610075)

目的：瞬時感受器電位香草酸受體亞型1(TRPV1)可以感受溫熱刺激，并且與疼痛的關系極為密切。溫熱刺激是艾灸發揮效應的重要因素之一，并且艾灸鎮痛效應明確，因此，艾灸鎮痛效應與TRPV1功能的發揮具有密切的聯系。方法：本文總結TRPV1的生物學特征及與疼痛的關系，同時結合分析艾灸溫熱刺激的特性，探討以TRPV1為切入點研究艾灸鎮痛機制的思路。結論：本研究為今后艾灸鎮痛的研究提供新的思路。

瞬時感受器電位香草酸受體亞型1 (transient receptor potentialvanilloid subfamily 1)，又稱為辣椒素受體，可以被辣椒素及溫度(>43°)激活。目前研究認為，TRPV1與疼痛[1]、衰老[2]、肥胖[3]、心血管疾病[4]、腸易激綜合征[5]等關系密切，其中與疼痛的關系尤為密切，是近年來國內外疼痛研究領域的重要分子靶點之一。溫熱刺激是艾灸刺激的一個重要特性，并且大量的研究已經表明，艾灸鎮痛效應確切[6-8]，因此我們思考是否可以將TRPV1這些特性與艾灸鎮痛研究相結合，為艾灸鎮痛研究提供新的思路。

1 TRPV1與傷害性刺激 TRPV1屬于四聚物非選擇性陽離子通道型受體，對Ca2+具有高通透性，是哺乳動物感受外界溫度刺激的初級分子換能器之一[9]。1997年，TRPV1被成功克隆，Caterina等研究者指出>43°的溫度或辣椒素均可以激活該受體，并且與疼痛密切相關[10]。隨后的研究表明，不僅是溫度及辣椒素，其他因素如機械刺激、H+、辣椒素的類似物(如仙人掌毒素RTX等)，炎性因子(如緩激肽、谷氨酸、前列腺素、ATP等)均可以激活TRPV1誘發疼痛[1, 11]，由此可見TRPV1屬于多覺型傷害感受器。目前認為TRPV1可以被多種因素激活的機制有：①局部組織損傷及炎癥可以導致局部組織酸中毒，激活酸離子通道(Acid-sensing ion channel，ASIC)，降低了細胞外的pH值，當pH<6.5時，TRPV1對于溫度、辣椒素及炎性因子的靈敏度將極大地上升[1, 12]；②緩激肽、ATP、神經生長因子(Nerve growth factor，NGF)通過激活自身的受體后進一步激活磷脂酶C(Phospholipase C，PLC)或其他第二信使通路來激活TRPV1[13]；③內毒素等物質可以直接與TRL-4受體(Toll-like recepotor-4，TRL-4)結合后導致外周神經TRPV1敏化[11, 14]；④內毒素等物質亦可以誘發細胞因子級聯，導致外周神經TRPV1敏化，隨后可以引起“中樞致敏”[11, 14]。

2 TRPV1與疼痛的關系 目前認為，疼痛傳遞的模式是由傷害感受器接受刺激，經外周神經纖維傳入，由背根神經節整合，再經過脊髓背角上傳至大腦皮層[1]。TRPV1廣泛分布于哺乳動物的感覺神經纖維，尤其是主要參與外周疼痛傳遞的小直徑的C類神經纖維及Aδ類神經纖維，此外，中樞神經系統如背根神經節、脊髓背角、三叉神經節、大腦部分區域的突觸上亦有TRPV1的分布[1, 11, 15]，由此可見，TRPV1幾乎參與了整個疼痛傳遞。此外，由上所述，由于許多傷害性刺激均可以激活TRPV1，因此TRPV1被認為是產生疼痛的關鍵分子之一。

雖然TRPV1是產生疼痛的關鍵分子，但是其亦具有鎮痛效應。脂大戟—這種含有TRPV1激動劑的植物早在2000多年前的西方文明就被用以治療關節炎及牙痛[16]。直到現代醫學，辣椒素—TRPV1的激動劑仍然用于緩解術后疼痛、關節炎、偏頭痛、糖尿病等引起的慢性疼痛的藥物開發[11, 17, 18]。臨床研究表明，0.75%或者為8%的辣椒素(TRPV1激動劑)對于神經痛[19-21]、纖維肌痛[22]、類風濕性關節炎[23]具有明顯的治療的作用。由此證明，TRPV1的激動劑體現出了其潛在的鎮痛效應。目前認為TRPV1具有鎮痛效應的機制主要有種：①TRPV1長時間的激活會導致Ca2+不斷地內流，引起細胞器內的額外的Ca2+釋放，從而激活鈣依賴蛋白酶，進而分解細胞骨架[24-25]；此外，胞外Cl-伴隨Ca2+內流，導致細胞內滲透壓升高，引起細胞腫脹；再者，TRPV1激活后可以直接抑制電子運輸鏈，使線粒體功能失調，最終導致了神經細胞凋亡，以通過減少興奮的神經細胞起到鎮痛的效應[26-28]。②TRPV1激活后可以導致幾種Na+通道失活，降低了神經元的興奮性[29]。③TRPV1長時間激活后由于細胞內Ca2+超載，抑制線粒體代謝功能，使細胞難以維持細胞膜的完整性，導致軸突脫髓鞘，引起神經纖維的潰變，即所謂的“脫敏”[29]。④反復或者是大劑量應用辣椒素可以誘導中樞及外周痛覺終端的P物質及降鈣素基因相關肽的消耗[30]，另有研究認為TRPV1激活可以釋放促使感覺神經釋放生長激素抑制素(Somatostatin)以抑制P物質及降鈣素基因相關肽的合成[31]，從而達到抗炎鎮痛的作用。此外，還有研究認為，TRPV1可能在阿片肽的釋放中扮演著一個中介的角色[32]。因此，對于TRPV1的鎮痛機制的研究將對艾灸鎮痛效應的研究提供重要的思路。

3 TRPV1與艾灸鎮痛研究的思路分析

3.1 艾灸鎮痛的安全性與單純TRPV1激動劑/拮抗劑對比 目前發現，無論是TRPV1的激動劑辣椒素還是拮抗劑如SB-705498[33]等均有鎮痛效應。但是，臨床研究證明TRPV1的激動劑還是拮抗劑均存在一定問題，例如，有三分之一接受辣椒素治療的患者出現了不同程度的水腫、紅斑、瘙癢等不適，并且使用辣椒素治療時會引發疼痛，其本身是霜劑，容易污染，需要3～7個星期的療程，從而影響病人的依從性[11, 34]。拮抗劑方面，有研究發現，全身使用拮抗劑AMG 517會引發高熱，其存在一定的易感人群，說明目前的拮抗劑不適宜作為全身治療的藥物，研究還表明TRPV1是人體調控體溫的一個重要分子，因此拮抗劑的開發尚需要進行安全性的驗證[35]。與其相比，艾灸的作用較為溫和，毒副作用小，療程相對較短，鎮痛效果明顯，患者依從性較好，具有獨到的優勢。但是就目前而言，艾灸鎮痛研究領域需要大量的高質量的臨床RCT試驗對比驗證艾灸與單純TRPV1的激動劑或拮抗劑的安全性、有效性及經濟性。

3.2 艾灸鎮痛機制研究與TRPV1分子特性相結合 溫熱刺激是艾灸發揮效應的重要因素之一，艾灸的溫熱刺激可以激活TRPV1。其作為離子通道型受體，其通道的打開是發揮功能的重要依據，并且由于TRPV1無論是參與疼痛傳遞還是發揮鎮痛相應都與神經密切相關，因此，應用神經電生理技術將艾灸鎮痛與TRPV1受體相結合研究將可能成為今后研究熱點之一。此外，研究表明[36]艾灸(43℃及46℃)對于TRPV1敲除小鼠后仍然發揮了鎮痛效應，但是效果弱于野生型小鼠，說明TRPV1確實參與了艾灸鎮痛過程，而且在 TRVP1受體的缺失的情況下艾灸仍然具有鎮痛效應，說明可能存在其他熱敏感的分子參與了艾灸鎮痛，其分子的類型及與TRPV1之間的關系尚有待研究。此外，艾灸是通過直接激活神經纖維的TRPV1受體發揮鎮痛效應還是先激活細胞上的TRPV1受體，促使細胞分泌后再激活神經纖維發揮鎮痛作用尚不明確。

3.3 針刺鎮痛與艾灸鎮痛相互對比研究 《靈樞·官能》曰：“針所不為，灸之所宜”，說明針刺與艾灸之間存在著差別。從刺激方式而言，針刺是機械性刺激，艾灸是溫熱性刺激；從刺激深度而言，針刺鎮痛的發揮更依賴于穴位深處的神經纖維，而艾灸的局部刺激發揮可能更加依賴于皮膚；從刺激強度而言，針刺強調“得氣”，即患者的施術部位有酸麻沉脹的感覺，醫者針下有沉緊的手感，艾灸則沒有過分強調此類感覺，因此針刺與艾灸可能在穴位局部的作用機制就有差異，TRPV1作為多覺型感受器，對兩種不同的刺激及后續鎮痛效應的發揮是否存在異同尚不明確。此外，目前的針刺鎮痛研究認為，針刺鎮痛從外周到中樞存在發揮鎮痛效應的機制，艾灸鎮痛方面，目前尚缺乏有力的證據關于艾灸鎮痛究竟僅通過外周起作用還是在中樞也有鎮痛作用，辛娟娟等[36]通過不同的艾灸溫度及電針強度干預野生型C57小鼠及TRPV1敲出小鼠，發現在1mA的電針及兩種灸溫43℃和46℃情況下，TRPV1敲出小鼠的鎮痛效應明顯低于野生型C57小鼠，說明TRPV1參與了電針及艾灸鎮痛的過程，但是，目前缺乏分子生物學、電生理等相關技術進一步地揭示TRPV1參與電針與艾灸鎮痛的機制，因此，TRPV1有可能成為研究針刺與艾灸異同的重要分子之一。

總之，TRPV1的溫度特性及與疼痛的密切關系，決定了艾灸鎮痛效應與其的聯系密不可分。由于溫熱刺激是艾灸發揮鎮痛效應的重要因素之一，因此筆者認為，遵循“艾灸溫熱刺激-激活穴位TRPV1-降低外周神經興奮性-降低中樞對傷害刺激信號相應—發揮鎮痛效應”的模式可能為艾灸發揮鎮痛的機制研究提供有力的思路及證據。

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(收稿2014-11-12;修回2014-12-25)

Study on mechanisms of moxibustion analgesic combined with TRPV1 biological characteristics

Chengdu University of Tradional Chinese Medicine

( Chengdu 610075) Li Baicheng Lv Junling Yin Haiyan et al

Objective:Transient receptor potential vanilloid receptor subtype 1 (TRPV1) was a noxious heat-activated channel and plays a significant role in the pain of pathway. Thermal stimulation was one of the important factors that play effects of moxibustion. Numerous studies have demonstrated a clear analgesic effect of moxibustion,therefore, analgesic effect of moxibustion and TRPV1 function may has a close relationship. Methods:In the present paper, the authors concluded that the biological characteristics of TRPV1 and its relationship with pain,and combined summarize the characteristics of thermal stimulation of moxibustion. Moreover, the authors also put forward some reaching idea about the analgesic mechanism of moxibustion combined with the biological characteristics of TRPV1.Conclusion:Aim to provide new ideas to researches of analgesia of moxibustion in the future.

Analgesia Moxibustion @TRPV1

*成都中醫藥大學基金(ZRMS201340)

鎮痛 灸法 @TRBV1

R245.8

A

10.3969/j.issn.1000-7369.2015.05.029

?通訊作者