神經(jīng)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(yī)藥大學第三臨床醫(yī)學院，浙江 杭州310053）

神經(jīng)病理性疼痛（neuropathic pain，NP）是臨床常見，多發(fā)且難治的一類慢性疼痛疾病，如外周神經(jīng)損傷、中風后遺痛、三叉神經(jīng)痛、皰疹后遺痛等[1]。當前對神經(jīng)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(jīng)病理性疼痛定義為：“神經(jīng)病理性疼痛是由軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的損傷或功能紊亂而造成的疼痛綜合癥”[3]。其主要表現(xiàn)為痛覺敏化，如自發(fā)性疼痛、痛覺過敏和痛覺超敏[4-5]。迄今為止，NP 的發(fā)病機制尚不明確，越來越多學者認為中樞敏化是NP 發(fā)生、維持的關鍵機制之一。應用神經(jīng)病理痛動物模型，觀察到脊髓背角辣椒素受體（TRPV1）在神經(jīng)病理痛的痛覺形成、傳導和調(diào)節(jié)中起著重要作用，有望成為治療神經(jīng)病理痛的新靶點[6]。電針已成為治療神經(jīng)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(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[7]。本文將對TRPV1 參與神經(jīng)病理痛的中樞敏化調(diào)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(jīng)病理痛

中樞敏化是神經(jīng)病理痛發(fā)生、維持的關鍵機制之一，主要涉及脊髓背角神經(jīng)元的超興奮性[8]。中樞敏化機制主要為神經(jīng)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(jīng)元接受外周輸入刺激的強度很弱，不足以誘發(fā)能向更高腦區(qū)傳遞的動作電位[10]；在有外周炎癥的情況下，持續(xù)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(chǎn)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(nèi)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(xiàn)象[12]。Campbell 等第一個證明了中樞敏化對神經(jīng)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(tài)觸覺痛過敏[13]。

2 辣椒素受體與神經(jīng)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(nèi)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(qū)，在第5 和第6 個跨膜區(qū)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(nèi)側[15]。N 端有大量磷酸化位點和錨蛋白序列作為鈣調(diào)蛋白和ATP 的結合位點[16]。C 端包括一個TRP 結構域以及鈣調(diào)蛋白和磷酯酰肌醇二磷酸（PIP2）（內(nèi)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(qū)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(jīng)系統(tǒng)的表達[19]。通過膠質(zhì)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(zhì)細胞中[20]。利用3H 標記樹膠脂毒素發(fā)現(xiàn)，大鼠海馬、大腦皮質(zhì)、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(jīng)病理痛等多種疼痛中發(fā)揮重要作用。當辣椒素及ATP 等刺激機體時，分布于皮膚、內(nèi)臟的痛覺感受器感知后，可激活TRPV1 通道。通過Na+、Ca2+等離子內(nèi)流發(fā)生去極化，從而以電信號的方式傳遞給痛覺的傳入神經(jīng)纖維，繼而傳給初級神經(jīng)元（脊髓背根神經(jīng)節(jié)和三叉神經(jīng)節(jié)），整合后經(jīng)脊髓最后傳至大腦皮層[6]。

3 TRPV1 參與神經(jīng)病理痛的中樞敏化調(diào)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(lián)系作用是其主要作用機制[22]。最近研究表明，TRPV1調(diào)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(jīng)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(jīng)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(jīng)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(jīng)激肽產(chǎn)物參與中樞敏化的調(diào)節(jié)。

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(diào)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(fā)揮脫敏作用，磷酸化Thr 144，Thr 370 和Ser 502 位點發(fā)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(diào)節(jié)TRPV1 功能。突變這兩個位點后就不能引發(fā)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(jīng)激肽產(chǎn)物，如脊髓背角無髓鞘的C 纖維中的P 物質(zhì)（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(jīng)遞質(zhì)與TRPV1 在痛覺敏化的發(fā)生過程中基本呈協(xié)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(diào)能促進SP、CGRP 以及Glu 的釋放，使背角神經(jīng)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(diào)控脊髓背角水平的痛覺敏化過程。當鞘內(nèi)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(fā)生相互作用。Glu 與TRPV1 也存在著協(xié)同作用，在谷氨酸能神經(jīng)末端和某些γ-氨基丁酸能神經(jīng)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(fā)現(xiàn)TRPV1 誘發(fā)的脊髓背根神經(jīng)節(jié)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(zhèn)痛療效已得到國內(nèi)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(zhèn)痛效應可通過抑制人體的短暫或持續(xù)的痛覺過敏，以及在中樞神經(jīng)系統(tǒng)水平上調(diào)節(jié)痛覺敏感性來實現(xiàn)[34]。有研究發(fā)現(xiàn)[35]，電針可以通過抑制脊髓中TRPV1 mRNA 及蛋白的表達發(fā)揮鎮(zhèn)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(zhèn)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(zhèn)痛效應減弱，以上證實了TRPV1 參與較高強度電針產(chǎn)生的鎮(zhèn)痛效應，并且此鎮(zhèn)痛效應是通過激活機體脊髓上水平的抗痛系統(tǒng)產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(jīng)纖維的高表達性和其在電針刺激后的表達上調(diào)對介導電針信號向中樞神經(jīng)系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)，電針能更有效得抑制脊髓背角p38MAPK 活化，并能下調(diào)其下游TRPV1 水平[39]。由此推測電針能通過調(diào)制TRPV1 的表達發(fā)揮其抗神經(jīng)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(jīng)肽產(chǎn)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(chǎn)生、傳遞的分子整合器，其在神經(jīng)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(fā)揮鎮(zhèn)痛效應。目前對TRPV1 與神經(jīng)病理痛中樞敏化關系的研究已取得了很大進展，但在神經(jīng)病理痛發(fā)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(diào)控機制也有待進一步探討。明確TRPV1 參與神經(jīng)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(jīng)病理痛提供更多有力的證據(jù)，從而能更大范圍地推動電針療法在臨床的應用。

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