病理性神經痛與P38MAPK信號通路關系的研究進展

蘇盈笑綜述，徐國海審校

2011年1月ASP官方學術期刊PAIN發表了名為《NeuPSIG神經病理性痛評價綱要》的文章，這篇文章由21家單位共同署名，明確了定義了病理性神經疼痛（neuropathic pain，NP）的概念——“因為軀干的感覺神經系統被損傷或者由于疾病而直接導致的疼痛”，其屬于慢性疼痛的一種。多種細胞外的刺激均可以激活分裂原活化的蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK） 家族，該家族有四個亞家族，p38作為其中之一，在多種疼痛中均有所表達。現就其與病理性神經痛的關系作一個簡要的概述。

1 病理性神經痛的發病機制與信號通路的關系

1.1 病理性神經痛與NO/cGMP信號通路NO/cGMP信號通路是由運用鳥苷酸環化酶內源性的活化因子之一——一氧化氮（NO）來促進環磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)的合成，而進一步作用在效應靶蛋白上從而形成的。一氧化氮作為一種半衰期僅僅只有3-5s的氣體，只有在需要時產生，靠簡單擴散來釋放，因此要控制一氧化氮的合成就必須依靠一氧化氮合成酶（NOS）。NOS可以分為至少3類：神經元型（nNOS）、誘導型（iNOS）以及總型（tNOS）。在脊髓組織中中 iNOS存在于膠質細胞內，可以被細胞因子所激活，而nNOS則大部分分布在神經元里，Ca2+內流的增多可以使其活化。

1.2 病理性神經痛與IL-33/ST2信號通路 白介素-33(Interleukin 33，IL-33)可以在很多細胞和組織中發現其表達。IL-33同時作為轉錄因子與細胞因子，在Th2細胞所介導的免疫炎癥反應中起了參與的作用[1]。而ST2作為IL-33的特異性受體，與IL-33共同形成了IL-33/ST2信號通路。Liu S等[2]通過研究表明IL-33/ST2信號通路能夠通過星形膠質細胞內的Janus激酶2/信號轉導及轉錄激活因子3(Janus kinase 2/signal transducer and activator of transcription 3，JAK2/STAT3) 以及神經元里的CaMKⅡ-CREB級聯反應，從而參與病理神經痛的形成。另外仍有其他文獻也同時報道了IL-33/ST2信號通路能購激活PLD-SPHK路徑，活化NF-κB或 MAPK途徑以及轉錄因子 JNK、p38和ERK，進一步促進生成炎性介質[3]。

1.3 病理性神經痛與MAPKs信號通路 MAPKs家族主要包括細胞外蛋白調節激酶(extracellular regulated protein kinase，ERK)、c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK） 以及 P38MAPK。Yan等[4]研究表明通過ERK1/2通路的下游信號，環磷腺苷效應元件結合蛋白 (cAMP-response element binding protein，CREB)分子的下調可以緩解病理性神經痛。通過相關研究也證實病理性神經痛可以通過使用JNK抑制劑來減輕[5]。P38MAPK則被廣泛證實與病理性神經痛的發生有著重要的聯系，Wang等[6]通過觀察在CCI模型中P38MAPK mRNA的表達，發現隨著mRNA水平的下調可以在一定程度上對病理性神經痛的痛敏產生抑制作用。

2 P38MAPK信號通路的激活與疼痛的關系

2.1 炎性疼痛的產生與P38MAPK信號通路的激活 炎性疼痛是一種因為炎性細胞因子的作用而形成并維持的疼痛。而相似炎性因子合成的過程中，P38MAPK信號通路起到了關鍵的促進合成的作用。因為炎性疼痛的病因不同，炎性疼痛的動物模型也可以分為很多種，其中以福爾馬林誘導型、蜜蜂毒性誘導型、角叉菜膠型以及弗氏佐劑型這四種模型最為常見，而在不同的模型中，P38MAPK均有所表達。Sarah Taves等[7]通過鞘內注射一種高選擇性的P38抑制劑——skepinone發現其能有效阻止福爾馬林誘導的炎性疼痛。Soon-Gu Kwon等[8]則發現注射SB203580來抑制P38在神經元中的表達后逆轉了炎性疼痛模型中已建立的熱痛覺過敏，而非機械痛覺異常。Fang-Hu等[9]在弗氏佐劑型炎性疼痛模型中，運用Western blot方法分析測定磷酸化p38(p-p38)的蛋白水平，發現p-p38的表達在建模后1-5d顯著增加，從而推斷通過p-p38介導的藥理阻斷可能是一種抑制炎性疼痛的新方法。由此可見，P38MAPK信號通路從多個方面參與了炎性疼痛的形成和維持，這也給炎性疼痛的鎮痛提供了一個新的靶點。

2.2 癌性疼痛的產生與P38MAPK信號通路的激活 根據臨床數據的統計，在中晚期癌癥患者中，大約有85%以上的人存在著不同程度的癌性疼痛[10，11]。在癌性疼痛的發生機制中，P38MAPK信號通路也被發現可能與其有著重要關系。對大鼠注射Walker256乳癌細胞注射可以用來制備骨癌痛的模型，在此模型中，隨著大鼠的縮足潛伏期的下降，Yang Y等[12]發現P38磷酸化的表達也逐漸增加，這表明P38MAPK參與了大鼠的痛敏行為。HU JH等[13]的研究結果表示小鼠的骨癌痛的疼痛可以通過神經膠質細胞里的P38信號級聯的放大作用來傳遞。

2.3 病理性神經疼痛的產生與P38MAPK信號通路的激活Ikeda H等[14]結扎了大鼠的L5脊神經，并以此制備了病理神經性疼痛的大鼠模型，從而探究經病理性神經性疼痛的作用機制，發現發現p38MAPK傳導通路的抑制劑可以使得病理神經痛的神經元的興奮性產生特異性的降低。用成年SD大鼠分別制備CCI病理神經痛模型和坐骨神經假手術組模型，與假手術組相比，J Cao等[15]發現在CCI組的模型大鼠的脊髓背角中，p38MAPK的熒光強度要更加強烈，這一結果可能提示我們病理性神經疼痛的信號傳導與P38MAPK信號通路的激活有關。

3 P38MAPK信號通路在病理性神經痛產生中可能的作用機制

3.1 P38MAPK信號通路在病理性神經痛產生中可能的外周機制 組織在遭受到損傷時，受損區域的神經末梢其興奮性會自動升高，該區域的細胞也會釋放出更多的炎性介質，這樣會相應的增強炎性因子的表達，提高的表達水平再進一步地作用在外周神經的痛覺感受器從而導致痛覺的產生。在Kwon SG等[16]的研究中顯示，一旦出現神經的損傷或者組織的炎癥時，炎癥細胞以及神經末梢釋放的神經生長因子 （nervegrowth factor，NGF）會有所增多，同時將激活脊髓神經背角神經元上的p38MAPK信號通路，最終加強了瞬時感受器電位離子通道 1（transient receptor potential vanilloid type1，TRPV1）的表達，從而參與了熱痛覺過敏。

3.2 P38MAPK信號通路在病理性神經痛產生中可能的中樞機制 除了外周機制，參與了病理性神經疼痛的另一大機制即為中樞機制，脊髓背角的神經元的超興奮性造成的中樞敏化即為中樞機制的關鍵[17]。神經在遭受到損傷后，脊髓的谷氨酸受體的興奮性被激活。另外，痛覺的產生和發展還與前列腺素的合成有一定的關聯，而合成前列腺素的限速酶之一的環氧化酶2（COX-2），P38MAPK信號通路也被證實與其有一定的相關性。如果P38MAPK信號通路遭到抑制或者直接被阻斷的時候，研究[18]發現在CCI大鼠模型的脊髓背角內，COX-2的表達產生了明顯的下降，前列腺素的合成則被嚴重影響，而大鼠模型的疼痛閾值也隨之明顯增高。Wang JY等[19]通過重復的電針刺激結扎坐骨神經的大鼠病理性神經痛模型2周后，發現其海馬神經元中的P38mRNA的表達水平有明顯的下降，而大鼠的痛閾則有顯著的升高。這些實驗證明了P38MAPK信號通路的激活和病理性神經疼痛的發生是有切實的聯系的。除此以外，P38MAPK的激活也可以是因為ATP在脊髓神經元或者星形膠質細胞內的釋放，最終形成胞外大量的Ca2+內流而促進[20]。Wei等[21]研究發現在不對任何神經造成損傷的情況下，將極其微量的重組大鼠的 IL-1β（rrIL-1β）以及 TNF-α（rrTNF）給予在坐骨神經的周圍，均可以使大鼠產生病理性神經疼痛，這類疼痛的產生機制可能是通過小膠質細胞內的p38MAPK的上調從而導致了TNF-α的上調，Li YY等[22]的研究也證實了這一點。

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