溫度敏感瞬時受體電位通道參與化療引起的外周神經病變的研究進展

陳曉博，曹鵬，于鋒*，王大為*

1中國藥科大學臨床藥學教研室，南京 210009；2中國中醫科學院江蘇分院，南京 210028；3江蘇省中醫藥研究院，南京 210028

溫度敏感瞬時受體電位通道參與化療引起的外周神經病變的研究進展

陳曉博1，曹鵬2，3，于鋒1*，王大為2，3*

1中國藥科大學臨床藥學教研室，南京 210009；2中國中醫科學院江蘇分院，南京 210028；3江蘇省中醫藥研究院，南京 210028

化療所引起的外周神經病變（CIPN）是臨床抗腫瘤治療過程中常見的劑量限制性毒性。外周神經系統中所分布的溫度敏感瞬時受體電位通道（thermoTRPs）在CIPN的發生發展中發揮了關鍵的作用，參與了CIPN神經性痛覺過敏等癥狀形成。化療藥物可通過多種途徑激活thermoTRPs或導致其異常表達。研究thermoTRPs在CIPN中的作用及其機制具有重要意義。本文綜述了近年來有關于thermoTRPs參與CIPN的相關研究以及臨床治療進展。

化療引起的外周神經病變；痛覺過敏；溫度敏感瞬時受體電位通道；氧化應激

化療所引起的外周神經病變（chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN）是臨床抗腫瘤治療中常見的劑量限制性毒性；可導致CIPN的化療藥物有鉑類、紫杉醇類、長春堿類以及硼替佐米、沙利度胺等[1]。不同化療藥物所引起的CIPN的癥狀有所區別，以感覺神經損傷癥狀最為常見。CIPN患者對冷/熱溫度刺激以及觸摸等機械刺激敏感度有明顯的增高[2]。CIPN常常導致化療治療的中斷，并嚴重影響腫瘤患者的生活質量[3]。臨床上目前針對CIPN的預防和治療的效果尚不理想。研究表明，多種溫度敏感瞬時受體電位通道（thermosensitive transient receptor potentialchannels，thermoTRPs）的異常表達和激活與CIPN的發生密切相關。化療藥物可通過不同的thermoTRPs，引起感覺神經系統異常激活和損傷，從而導致CIPN發生。本文主要對thermoTRPs與CIPN的相關性研究進展進行綜述。

1 thermoTRPs

瞬時受體電位通道（transient receptor potentialchannels，TRPs）是位于細胞膜上的一組重要的非選擇性陽離子通道。目前已發現哺乳動物TRP通道亞型有28種，按照其氨基酸序列同源性，可分為六個亞家族，即TRPC（canonical）、TRPV（vanilloid）、TRPM（melastatin）、TRPA（ankyrin）、TRPP（polycystin）、TRPML（mucolipin）[4]。TRP通道分布廣泛，在多種神經組織及非神經組織中均有分布，發揮著介導感覺信號、調節細胞鈣平衡和促進發育等多種生物活性。

TRPs具有各自不同的門控特性，其中TRPV1/ 2/3/4、TRPM2/4/5/8、TRPA1、TRPC5等通道可被不同的溫度刺激所激活，被稱為thermoTRPs。表1總結了哺乳動物thermoTRPs的組織分布、激活溫度、激動劑及功能[5-6]。thermoTRPs參與了生物體對冷/熱溫度刺激、壓力和滲透壓等機械性刺激、pH等化學刺激的響應過程[7]。除此之外，thermoTRPs可作為某些病理條件下的痛覺感受器參與了痛覺的產生和傳導，導致神經病理性痛覺的形成[8]。

2 thermoTRPs與CIPN的關系

外周感覺神經元興奮性異常和神經性疼痛是各種化療藥物引起CIPN的常見癥狀。分布于外周感覺神經系統的thermoTRPs，包括TRPV1、TRPV4、TRPM8、TRPA1等通道亞型，可作為痛覺感受器，參與了CIPN癥狀的形成，尤其是機械刺激、溫度刺激等導致的神經性痛覺過敏的病理過程[3-10]。

2.1 thermoTRPs與CIPN機械刺激痛覺過敏

機械刺激痛覺過敏普遍存在于各類化療藥物所引起的CIPN癥狀中。Nassini等[11]發現，使用TRPA1阻斷劑HC-030031（結構見圖1-A），可以明顯抑制奧沙利鉑引起的大鼠的機械刺激痛覺過敏等癥狀，同時，在TRPA1-/-基因敲除小鼠上給予順鉑或奧沙利鉑，其機械刺激疼痛閾值較之正常TRPA1+/+小鼠給藥組有顯著的改善。Materazzi等[12]研究紫杉醇所致的CIPN時發現，TRPA1阻斷劑HC-030031可以部分逆轉紫杉醇所導致的機械刺激過敏癥狀，而當聯合使用TRPV4阻斷劑HC-067047（結構見圖1-B）時，實驗小鼠對傷害性機械刺激的痛覺過敏消失；而在TRPA1-/-基因敲除小鼠上應用HC-067047，也可以治愈紫杉醇所導致的機械刺激過敏的神經毒性癥狀。這些研究結果表明，TRPA1和TRPV4等TRP通道亞型，參與了化療藥物所致的機械刺激痛覺過敏等神經毒性癥狀過程。

表1 哺乳動物thermoTRPs的組織分布及門控特性

2.2 thermoTRPs與CIPN冷刺激痛覺過敏

在鉑類藥物和紫衫醇類藥物所導致的CIPN中，由冷刺激引發疼痛過敏等癥狀較為典型。Gauchan等[10]研究發現，奧沙利鉑所致的CIPN模型小鼠對冷刺激的敏感性明顯增強，而其背根神經節中TRPM8 mRNA表達量有相應的增加，CIPN模型小鼠的冷刺激反應敏感性與TRPM8 mRNA表達量有著近似的時間變化曲線。Zhao等[13]發現，使用TRPA1阻斷劑HC-030031，可以顯著改善奧沙利鉑CIPN模型小鼠的冷刺激過敏癥狀，而在TRPA1-/-基因敲除小鼠中，奧沙利鉑則不會引起急性冷刺激過敏癥狀，同時研究者還觀察到，奧沙利鉑CIPN模型小鼠對TRPA1特異性激動劑異硫氰酸烯丙酯的疼痛應答較之正常明顯增加。Kato等[14]研究奧沙利鉑所致冷刺激痛覺過敏神經毒性癥狀發現，CIPN模型大鼠背根神經節中TRPA1和TRPM8的mRNA表達量明顯增高。CIPN冷刺激過敏癥狀與TRPM8和TRPA1的異常表達具有相關性。

2.3 thermoTRPs與CIPN熱刺激痛覺過敏

化療藥物順鉑、紫杉醇等所造成的CIPN患者可出現熱刺激敏感及灼燒痛等疼痛感覺異常。Ta等[15]利用順鉑導致的小鼠CIPN模型，證實TRPV1參與了順鉑所導致的熱刺激痛覺過敏癥狀的發生。Chen等[16]利用紫杉醇所致的小鼠CIPN模型發現，使用TRPV1選擇性阻斷劑SB366791（結構見圖1-C），可緩解紫杉醇所引起的熱刺激痛覺過敏癥狀，而應用TRPV4選擇性阻斷劑RN1734（結構見圖1-D），可部分改善CIPN模型小鼠的熱刺激和機械刺激痛覺過敏。這些結果表明，TRPV1和TRPV4參與了CIPN的熱刺激痛覺過敏的癥狀的形成過程。

圖1 相關thermoTRPs阻斷劑結構式

3 通過thermoTRPs治療CIPN的研究

化療藥物并不能直接激活thermoTRPs，而是通過干擾線粒體能量代謝、阻斷微管蛋白合成或直接損傷DNA等細胞毒作用，導致外周神經組織發生氧化應激、炎癥狀態等，從而激活thermoTRPs或誘導其異常表達，從而導致CIPN的發生。針對性阻斷thermoTRPs的激活或誘導途徑，或直接抑制相應的thermoTRPs，可對CIPN的臨床治療帶來幫助。

3.1 氧化應激

外周神經組織氧化應激的發生是CIPN的重要致病因素。化療藥物可通過干擾細胞線粒體正常能量代謝等機制，產生活性氧自由基、氮自由基及脂質過氧化物等，導致氧化應激的發生[17]。活性自由基以及各種內源性的過氧化產物是多種thermoTRPs的激動劑，提示化療藥物可能是通過氧化應激，從而激活相關thermoTRPs，導致CIPN的發生[11，18]。多項研究證明，在奧沙利鉑及紫杉醇等化療藥物所造成的CIPN動物模型中，其外周神經組織發生了明顯的能量代謝障礙和氧化應激，給予抗氧化藥物治療以逆轉其癥狀[19-20]。臨床上使用抗氧化藥物如維生素C、α-硫辛酸、谷胱甘肽、氨磷汀等治療CIPN，取得了一定的治療效果[21]。

Kono等[22]進行的一項多中心、隨機、雙盲、安慰劑對照臨床試驗證實，日本漢方中藥Goshajinkigan（即牛車腎氣丸）與安慰劑相比，可顯著降低治療奧沙利鉑所引起的嚴重的CIPN的發生率（39%vs 51%），同時不影響抗腫瘤的療效（總化療應答率56%vs 48%）。動物研究表明，Goshajinkigan能夠抑制相關thermoTRPs的異常表達，從而改善CIPN的相關癥狀，這一藥理活性與其增加外周組織血流量、抗氧化應激的作用有關[14，23]。

3.2 鈣離子

化療藥物奧沙利鉑可通過干擾細胞內環境鈣離子濃度，直接導致外周感覺神經細胞的興奮性增高，同時，異常增加的鈣離子還可參與到細胞內信號傳導過程而影響thermoTRPs的表達[24]。thermoTRPs激活增加的胞內鈣離子及鈉離子，除引發動作電位參與相關痛覺的形成外，還能夠直接或者通過與其他鈣離子內流機制，如L型鈣通道等介導的鈣離子內流或者離子交換模式（Na+/Ca2+交換）而進一步增加胞內鈣離子濃度，從而激活轉錄因子活化T細胞核因子（nuclear factor of activated Tcell，NFAT），增加相關TRPs的表達[25]。

Kawashiri等[26]研究顯示，奧沙利鉑及其代謝產物草酸均可導致背根神經節細胞內的鈣離子濃度增加，而應用L型鈣通道阻斷劑硝苯地平/地爾硫艸卓，可明顯抑制奧沙利鉑所造成的的TRPM8 mRNA表達量的異常增加，使大鼠冷刺激痛覺過敏的癥狀明顯改善。Tatsushima等[27]在臨床上利用鈣通道拮抗劑治療奧沙利鉑的神經毒性，取得了較好的療效，從而驗證了鈣通道拮抗劑治療CIPN的有效性。

3.3 炎癥因子

化療藥物所引起的外周神經組織中炎癥因子的過度表達，可導致或加重CIPN急性及慢性感覺神經損傷。炎癥因子的大量表達可致外周感覺神經元細胞損傷和凋亡，同時還可以通過影響thermoTRPs的表達和活性，導致外周感覺神經元敏感性異常。研究表明，炎癥因子如腫瘤壞死因子-α、白介素-1β等，可以直接激活背根神經節中TRPV4、TRPA1、TRPV4等thermoTRPs而提高神經元敏感性[28-29]。Bujalska等[30]利用緩激肽受體B1/B2阻斷劑治療長春新堿所致的大鼠CIPN癥狀，可以明顯改善CIPN大鼠的機械刺激痛覺過敏癥狀。臨床上利用褪黑素改善長春新堿、紫杉醇或順鉑等所引起的CIPN癥狀，可能與其抑制核因子κB及核因子E2相關因子2的級聯反應，從而下調炎癥因子表達有關[28]。

3.4 直接阻斷thermoTRPs的藥物研究

thermoTRPs是化療藥物造成CIPN的重要作用靶點，直接阻斷相關TRP通道的藥物可能具有積極的研究前景。Nativi等[31]利用硫辛酸衍生物ADM_09，可減輕奧沙利鉑所致的CIPN模型大鼠的痛覺過敏癥狀。其研究表明，ADM_09一方面具有抗氧化應激的藥理活性，可通過抗氧化應激抑制相關TRP通道的異常激活；另一方面還可以直接阻斷TRPA1通道而發揮治療作用。

目前，已有Abbott、Janssen、Glenmark等公司投入研發thermoTRPs相關的藥物，以作為新型的治療神經性疼痛的藥物應用于臨床，如Glenmark公司所研發的TRPA1通道阻斷劑GRC17536和TRPV1阻斷劑GRC6211，其中GRC17536現已進入2期臨床試驗階段，用于治療糖尿病并發周圍神經病變，有望為CIPN的臨床治療提供新的幫助[32]。

4 總結與展望

thermoTRPs作為CIPN治療靶點，已受到許多研究者的關注。針對thermoTRPs參與CIPN的相關研究已取得一定的進展，但尚有很多問題亟待進一步的證明。例如，奧沙利鉑所致CIPN的急性和慢性神經毒性癥狀與不同的thermoTRPs的相關性及其機制尚須進一步研究予以闡明[33]。此外，化療藥物所導致的氧化應激參與誘導腫瘤細胞的凋亡過程，應用抗氧化藥物抑制thermoTRPs的有效性和安全性尚須高質量的臨床隨機對照試驗證實[12]。傳統中藥方劑黃芪桂枝五物湯等在臨床上治療CIPN已取得較好療效[34]，其藥理作用可能與thermoTRPs相關。隨著對thermoTRPs與CIPN相關性的深入研究，有助于逐漸闡明CIPN的病理機制，減少臨床抗腫瘤治療中的不良反應，改善患者的生存質量，保證臨床抗腫瘤治療的順利進行。

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New Progress of the Study on the Roles of ThermoTRPs in Chemotherapyinduced Peripheral Neuropathy

CHEN Xiao-bo1,CAO Peng2,3,YU Feng1*,WANG Da-wei2,3*
1Department of Clinical Pharmacy,China Pharmaceutical University,Nanjing 210009,China;
2Jiangsu Branch of China Academy of Chinese Medical Sciences,Nanjing 210028,China;
3Jiangsu Province Academy of Traditional Chinese Medicine,Nanjing 210028,China

Chemotherapy-induced peripheral neuropathy(CIPN)is a common significant side effect resulting from the administration of several chemotherapeutic agents.In recent years,related studies found temperature-sensitive transient receptor potential channels(so-called thermoTRPs)play certain roles in the development of CIPN.Especially,these TRP channels are key players in hyperpathia.Several evidences fromin vitroandin vivostudies in animals or humans have proved thermoTRPs to be potential targets for the treatment or prevention of CIPN.Developing TRP channel antagonists as a new generation of CIPN therapeutics may become beneficial.

Chemotherapy-induced peripheral neuropathy;Hyperpathia;thermoTRPs;Oxidative stress; Ion channel;Inflammation

R979.1；R745

A

1673-7806（2014）02-144-05

陳曉博，男，碩士 E-mail:chenxiaobo_cpu@163.com

*通訊作者 于鋒，男，教授 E-mail:yufengcpu@sina.com

王大為，男，主管藥師 E-mail:cleverwdw@126.com

2013-11-27

2014-01-03