神經病理痛中樞敏化的TRPV1 機制及電針干預作用*

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

（浙江中醫藥大學第三臨床醫學院，浙江 杭州310053）

神經病理性疼痛（neuropathic pain，NP）是臨床常見，多發且難治的一類慢性疼痛疾病，如外周神經損傷、中風后遺痛、三叉神經痛、皰疹后遺痛等[1]。當前對神經病理痛的治療不盡如人意，超過三分之二的病人未能得到有效的治療[2]。國際疼痛學會（IASP）將神經病理性疼痛定義為：“神經病理性疼痛是由軀體感覺神經系統的損傷或功能紊亂而造成的疼痛綜合癥”[3]。其主要表現為痛覺敏化，如自發性疼痛、痛覺過敏和痛覺超敏[4-5]。迄今為止，NP 的發病機制尚不明確，越來越多學者認為中樞敏化是NP 發生、維持的關鍵機制之一。應用神經病理痛動物模型，觀察到脊髓背角辣椒素受體（TRPV1）在神經病理痛的痛覺形成、傳導和調節中起著重要作用，有望成為治療神經病理痛的新靶點[6]。電針已成為治療神經病理痛的主要手段之一，同時已有研究表明電針可以通過干預TRPV1 的表達，發揮鎮痛作用[7]。本文將對TRPV1 參與神經病理痛的中樞敏化調控機制以及電針干預作用的研究進展進行綜述。

1 中樞敏化與神經病理痛

中樞敏化是神經病理痛發生、維持的關鍵機制之一，主要涉及脊髓背角神經元的超興奮性[8]。中樞敏化機制主要為神經元功能以及膜興奮性和突觸效能增強或抑制減少[9]。正常情況下，脊髓背角神經元接受外周輸入刺激的強度很弱，不足以誘發能向更高腦區傳遞的動作電位[10]；在有外周炎癥的情況下，持續的刺激可以導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生動作電位，進而向更高級中樞傳遞傷害性信號[11]。LaMotte 等通過皮內注射辣椒素（激活TRPV1 受體）引起次級皮膚痛覺過敏實驗首次在人體上驗證了中樞敏化現象[12]。Campbell 等第一個證明了中樞敏化對神經病理痛有作用，他們的研究顯示，有髓鞘纖維的缺血性傳導阻滯會引起動態觸覺痛過敏[13]。

2 辣椒素受體與神經病理痛

辣椒素受體屬于瞬時感受器電位通道家族成員，是一種配體門控的非選擇性陽離子通道，可以被天然生物堿辣椒素激活，其內源性激活物主要為大麻素、高溫（>42 ℃）、酸（pH＜5.9）[14]。TRPV1 基本結構中含6 個跨膜區，在第5 和第6 個跨膜區間有一段疏水基團，構成了一個孔型結構，N 端和C 端位于細胞內側[15]。N 端有大量磷酸化位點和錨蛋白序列作為鈣調蛋白和ATP 的結合位點[16]。C 端包括一個TRP 結構域以及鈣調蛋白和磷酯酰肌醇二磷酸（PIP2）（內生TRPV1 抑制劑）的結合位點[17]。TRP 結構域是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化上高度保守的區域[18]。

結合使用基因敲除大鼠、放射性配體及免疫化學等方法研究，已證明TRPV1 在中樞神經系統的表達[19]。通過膠質纖維酸蛋白雙標后顯示，TRPV1受體存在于大鼠脊髓背角I、II 層的星形膠質細胞中[20]。利用3H 標記樹膠脂毒素發現，大鼠海馬、大腦皮質、丘腦、下丘腦、嗅球、齒狀回、藍斑中均有TRPV1 的表達[15，21]。

TRPV1 受體是一類和痛覺傳遞密切相關的離子通道受體，可以在炎性痛、神經病理痛等多種疼痛中發揮重要作用。當辣椒素及ATP 等刺激機體時，分布于皮膚、內臟的痛覺感受器感知后，可激活TRPV1 通道。通過Na+、Ca2+等離子內流發生去極化，從而以電信號的方式傳遞給痛覺的傳入神經纖維，繼而傳給初級神經元（脊髓背根神經節和三叉神經節），整合后經脊髓最后傳至大腦皮層[6]。

3 TRPV1 參與神經病理痛的中樞敏化調控機制

由組織損傷或炎癥引起的痛覺過敏，通常與TRPV1 離子通道的敏化有關，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系作用是其主要作用機制[22]。最近研究表明，TRPV1調制感覺傳遞由中樞末端的初級傳入纖維傳向脊髓背角神經元[23]，從而參與中樞敏化過程。已有研究表明，TRPV1 的敏化可以導致更大的膜去極化，使低閾值神經元激活以及整體興奮性增加[24]。因此，在慢性疼痛中，當TRPV1 作為外周神經末梢傷害性熱刺激和辣椒素的分子傳感器的同時，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激肽產物參與中樞敏化的調節。

TRPV1 通道的上游主要有cAMP 依賴的蛋白激酶A（PKA），蛋白激酶C（PKC），鈣調蛋白（CaM）等。前列腺素E2 通過增加cAMP 水平激活PKA，直接磷酸化TRPV1 通道。PKA 通過磷酸化TRPV1 N端的Ser116 和Thr 370 位點發揮脫敏作用，磷酸化Thr 144，Thr 370 和Ser 502 位點發揮致熱敏作用[25]。PKC 的磷酸化作用可以增強TRPV1 對辣椒素、酸和溫度的敏感性，其磷酸化主要位點是Ser 502和Ser 800[26]，且PKC 還可通過胞外分泌參與部分TRPV1 通道與細胞膜的交換作用。TRPV1 N 端與囊泡蛋白以及突觸結合蛋白IX 的相互作用，可以抑制由PKC 介導的TRPV1 功能敏化[27]。CaM 能與TRPV1 羧基端結合，Ca2+/CaM 復合物依賴性的激酶II（CaMKII）可以通過磷酸化Ser502 和Thr704 位點來調節TRPV1 功能。突變這兩個位點后就不能引發辣椒素敏感性電流，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 介導的TRPV1 磷酸化信號通路對脊髓背角TRPV1 功能起著重要作用。

TRPV1 通道的下游神經激肽產物，如脊髓背角無髓鞘的C 纖維中的P 物質（SP）、降鈣素基因相關肽（CGRP）、谷氨酸（Glu）對疼痛的維持起著重要作用，并且這三大神經遞質與TRPV1 在痛覺敏化的發生過程中基本呈協同作用，其相互作用與PKC 或PKA 介導的磷酸化信號通路密切相關[29-31]。脊髓背角TRPV1 功能上調能促進SP、CGRP 以及Glu 的釋放，使背角神經元超興奮性，進而引起中樞敏化[32]。其中SP 又能通過PKC 及PKA 等第二信使途徑使TRPV1 通道敏化，兩者形成反復激活的正反饋連鎖反應，從而降低疼痛閾值，提高痛覺敏感性，使TRPV1 通道變得更易激活[29]。CGRP 可以通過由PKC介導的磷酸化信號通路參與調控脊髓背角水平的痛覺敏化過程。當鞘內注射PKC 抑制劑時，可以顯著抑制脊髓背角CGRP 的表達[30]。TRPV1 的表達與CGRP 呈明顯正相關，不能排除CGRP 可以通過由PKC 介導的磷酸化信號通路與TRPV1 發生相互作用。Glu 與TRPV1 也存在著協同作用，在谷氨酸能神經末端和某些γ-氨基丁酸能神經元末端突觸前均有TRPV1 通道的存在，對突觸傳遞效能具有增強作用[31]。研究還發現TRPV1 誘發的脊髓背根神經節谷氨酸突觸傳遞效能的增強依賴于由PKC 介導的磷酸化信號通路[33]。

4 電針對TRPV1 受體的干預作用

針刺鎮痛療效已得到國內外研究者的肯定，在臨床治療中也取得了顯著療效，并廣泛應用于治療慢性疼痛。電針的鎮痛效應可通過抑制人體的短暫或持續的痛覺過敏，以及在中樞神經系統水平上調節痛覺敏感性來實現[34]。有研究發現[35]，電針可以通過抑制脊髓中TRPV1 mRNA 及蛋白的表達發揮鎮痛效應。脊髓中的TRPV1 還有可能作為JNK1/2 通路的下游效應器來介導電針的抗痛覺過敏效應。有研究觀察到1.0mA 和3.0mA 電針對正常小鼠具有全身性鎮痛效應，敲除小鼠TRPV1 基因后，1.0mA和3.0mA 電針對異位肢體的鎮痛效應減弱，以上證實了TRPV1 參與較高強度電針產生的鎮痛效應，并且此鎮痛效應是通過激活機體脊髓上水平的抗痛系統產生[36]。另有研究表明[37]，2Hz 電針可通過干預脊髓中TRPV1 的表達來治療NP。Wu CH 等[38]發現2Hz 和15Hz 電針可以增加RTX 治療后大鼠的熱敏性，并恢復RTX 治療后脊髓背角淺層傳入纖維中樞終端減少的TRPV1 陽性細胞。因此，低頻電針可能通過促進脊髓背角中樞終端TRPV1 陽性細胞的再生和恢復提高大鼠的熱敏性。另有報道顯示[7]，TRPV1 在皮下神經纖維的高表達性和其在電針刺激后的表達上調對介導電針信號向中樞神經系統轉導起著重要作用。在電針治療慢性炎性痛的MAPK 信號轉導機制研究中發現，電針能更有效得抑制脊髓背角p38MAPK 活化，并能下調其下游TRPV1 水平[39]。由此推測電針能通過調制TRPV1 的表達發揮其抗神經病理痛中樞敏化的作用，但對于TRPV1 的功能敏化途徑以及電針治療NP 具體是通過干預上游蛋白激酶還是下游神經肽產物，亦或是均有影響有待進一步研究。

5 展望

綜上所述，TRPV1 作為疼痛信號產生、傳遞的分子整合器，其在神經病理痛中樞敏化中起著重要作用。電針可以通過改變TRPV1 的表達發揮鎮痛效應。目前對TRPV1 與神經病理痛中樞敏化關系的研究已取得了很大進展，但在神經病理痛發生、維持的不同階段，TRPV1 主要通過何種途徑參與中樞敏化尚未清楚，以及電針對TRPV1 功能敏化的調控機制也有待進一步探討。明確TRPV1 參與神經病理痛的中樞敏化機制，從多角度和多層次說明電針對TRPV1 通路的干預作用，將為電針治療神經病理痛提供更多有力的證據，從而能更大范圍地推動電針療法在臨床的應用。

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