Toll樣受體在神經病理性疼痛中的作用

顏建娥(綜述)，朱 濤 (審校)

(1．貴陽醫學院，貴陽550004;2．上海市松江區中心醫院麻醉科，上海201699)

神經病理性疼痛是由外周或中樞神經系統損傷所引起的疼痛，這些損傷包括糖尿病神經病變、病毒感染和脊髓損傷等，國際疼痛研究協會將其稱之為“源于或由神經系統功能紊亂所引起的疼痛”［1］。神經病理性疼痛的發病機制可能是多因素作用的結果，具體機制尚不明確。Toll樣受體(Toll-like receptors，TLR)是模式識別受體之一，具有激活抗原遞呈細胞的潛在免疫調節能力。TLR介導的免疫反應在許多疾病的發病中起作用［2］。現就其在神經病理性疼痛中的作用進行綜述。

1 TLR的概述

TLR是Ⅰ型跨膜蛋白質，是天然免疫細胞膜上最重要的模式識別受體，可廣泛的表達于哺乳動物免疫相關細胞和部分非免疫細胞(如上皮細胞和內皮細胞)，識別內源性和外源性的危險因子并啟動免疫應答。TLR可以識別病原體表面高度保守的分子模式，也可以識別內源性分子，這些內源性分子可通過損傷或死亡細胞釋放、應激細胞分泌、細胞外基質降解釋放等使組織損傷。目前對于TLR4的內源性配體研究最多，研究顯示許多分子包括硫酸乙酰肝素、纖維蛋白原、透明質酸、高遷移率族1、熱休克蛋白及其他潛在的分子，都是TLR4信號的內源性激活物［3］。神經病理性痛的形成過程中TLR4是關鍵受體［4］。因此，TLR除了對入侵的病原體起反應外，在無病原體存在時也能起作用［5］。

2 神經病理性疼痛與膠質細胞

2．1 神經病理性疼痛的臨床表現 神經病理性疼痛主要表現為自發性疼痛、痛覺過敏、觸誘發痛和感覺異常。自發性疼痛是指不依賴于外周刺激的、自發的、隨機的持續性疼痛。痛覺過敏是指組織損傷引起的痛閾降低，對傷害性刺激反應異常增強和延長的疼痛，如在患區皮膚給予輕微的疼痛刺激即可引起強烈的疼痛發作。觸誘發痛是指由非傷害性刺激引起的疼痛，即通常不引起疼痛的刺激所引起的疼痛，如觸摸、震動、中度冷熱即可引起疼痛或疼痛加劇。感覺異常包括感覺過敏、感覺減退、感覺遲鈍、異常感覺。此外，神經病理性疼痛還伴隨有運動功能障礙，自主神經功能障礙等［6］。

2．2 脊髓膠質細胞在神經病理性疼痛中的作用膠質細胞(包括小膠質細胞和星形膠質細胞)在神經病理性疼痛的發生、發展中發揮著關鍵作用［7］。膠質細胞激活可引起神經病理性疼痛感覺異常和痛覺過敏等關鍵表現，這可能與炎性介質有關。外周神經損傷后，通過激活脊髓小膠質細胞和星形膠質細胞使不同的促炎因子介質(如腫瘤壞死因子α、白細胞介素1β、白細胞介素6和環氧化酶2)上調，導致炎癥的發生［7］。炎性細胞因子在疼痛的發生和發展中發揮重要作用，其級聯反應導致痛覺過敏或異常疼痛的發生［8，9］。因此，膠質細胞激活是誘發神經病理性疼痛所必需的，膠質細胞可能廣泛參與神經病理性疼痛及其他感覺現象。

3 TLR與神經病理性疼痛

膠質細胞激活導致神經病理性疼痛已被大家廣為接受，但關于外周神經損傷如何激活膠質細胞，從而導致痛覺過敏仍有爭論。Tanga等［10，11］首次報道了TLR在神經病理性疼痛中起作用，研究發現在大鼠第5脊神經離斷實驗中神經損傷后脊髓膠質細胞TLR4 mRNA表達上調，隨后又證實TLR4表達是神經損傷導致脊髓膠質細胞活化和熱觸覺過敏所必需的。鞘內注射TLR4的反義寡核苷酸在TLR4基因剔除小鼠身上的痛覺減退與脊髓小膠質細胞TLR4表達被抑制有關，這些數據顯示神經損傷可通過TLR4引起小膠質細胞活化。近年來，有報道顯示TLR4不僅在小膠質細胞激活和神經病理性疼痛的產生上起作用，在神經病理性疼痛的維持上也起作用［12］。此外，TLR在神經元凋亡過程中也起重要作用［13］。混合膠質細胞培養用脂多糖激活膠質細胞可引起少突膠質細胞和神經元損傷和死亡，但在TLR4缺失的膠質細胞卻不會出現［14］。

與TLR4基因剔除小鼠類似，神經損傷導致機械感覺異常和熱感覺過敏在TLR2基因剔除小鼠也降低。同時，神經損傷導致的脊髓小膠質細胞和星形膠質細胞活化及其誘導的疼痛相關基因表達在TLR2基因剔除也減少［15］。TLR3基因剔除小鼠或TLR3反義寡核苷酸注射小鼠，機械感覺異常變的更弱，但熱感覺過敏并沒有降低［16］，這說明TLR3在神經病理性疼痛中的潛在作用機制與TLR2和TLR4可能有區別。從這方面考慮，發現TLR3基因剔除小鼠并不能抑制神經損傷導致的星形膠質細胞激活，而TLR2和TLR4基因剔除小鼠可以同時抑制小膠質細胞和星形膠質細胞激活。在TLR2和4基因雙剔除小鼠神經損傷導致的熱感覺過敏是否被完全抑制或者在TLR2、3和4基因三剔除小鼠神經損傷導致的機械感覺異常是否完全被抑制還需進一步研究。

既然TLR在神經病理性疼痛的發生和維持過程中起重要作用，那么抑制TLR表達是否能減輕神經病理性疼痛呢?最近有多位學者對此進行了實驗。Lan等［17］在大鼠骨癌模型中注入 TLR4的小干擾RNA可以抑制TLR4基因表達，減輕大鼠骨癌后疼痛。Wu等［18］在小鼠慢性縮窄性損傷模型中發現注入TLR4的小干擾RNA可以顯著減輕機械性感覺異常和熱痛覺過敏。除了抑制TLR基因的表達，采用TLR拮抗物也能減輕神經病理性疼痛。在坐骨神經損傷模型中，反復注入TLR4的拮抗劑FP-1可以抑制核因子κB的激活和腫瘤壞死因子α過度生成，從而減輕機械性感覺異常和熱痛覺過敏［4］。

在背根神經節和脊髓軸突截斷性損傷后可以檢測到巨噬細胞和其他免疫細胞滲透到損傷部位，因此神經損傷后TLR在這些免疫細胞的活化也可能對誘導慢性疼痛起一定作用。利用骨髓源性的嵌合體小鼠(野生小鼠移植TLR缺乏小鼠骨髓)進一步研究也許能解決這些問題［19］。此外，最近一些研究顯示部分TLR家族成員也在皮質和感覺神經元表達［20］。到目前為止，TLR在脊髓神經元表達尚未被研究證實，因此在神經損傷導致的疼痛過敏過程中仍不能排除脊髓和感覺神經元上TLR的作用。

4 結語

神經損傷后脊髓膠質細胞TLR表達增加可能與內源性配體表達升高有關。Hutchinson等［21］發現熱休克蛋白90與TLR4的協調作用可加重神經病理性疼痛。脊髓膠質細胞TLR表達增加可引起免疫反應，其在神經病理性疼痛中起著關鍵作用，干預TLR信號通路可能對治療神經病理性疼痛有重要價值。但目前尚未有公認的針對TLR，尤其是TLR4的特異性阻斷藥物，因此干預TLR內外源配體對阻斷TLR信號轉導有重要意義。

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