瞬時感受器電位香草酸受體1抑制劑在神經病理性疼痛中的研究進展

盛樹悅 田映紅 張興梅

神經病理性疼痛（neuropathic pain，NPP）是指由軀體感覺系統的損害或疾病導致的疼痛[1]，常見癥狀是機械性異常性疼痛和痛覺過敏，還包括糖尿病性神經病變、化療后引起的神經病變、帶狀皰疹后神經痛、脊髓損傷和幻肢痛等[2]。

引起神經病理性疼痛的具體機制尚不清楚，目前的研究結果提示包括外周機制和中樞機制[3]。外周機制包括外周敏化、交感神經高興奮性相關疼痛。外周敏化由炎癥因子如降鈣素基因相關肽和P物質等引起，也可由離子通道表達的變化如Na+通道在脊髓背根神經節和損傷的軸突的神經末梢周圍表達增加、Ca2+在背根神經節周圍表達增加而引起[3]。中樞機制包括脊髓機制和脊髓上中樞機制。脊髓機制中最重要的影響因素是時間和空間的突觸可塑性，即神經元對傷害性刺激隨著時間和空間的增加而增強。細胞水平的機制涉及到離子通道，如Na+、Ca2+、K+，離子型和代謝型受體，例如谷氨酸受體GABA 受體、血清素受體、腎上腺素能受體、神經激肽和香草素受體；多種炎癥因子；神經生長因子等[3]。

近年來多項研究提示瞬時感受器電位（transient receptor potential，TRP）與神經病理性疼痛相關，尤其是TRP家族中TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1）最為相關，雖然具體作用機制尚不明確，但在動物實驗中觀察到，在神經病理性疼痛模型中TRPV1 表達增加[4]，并且在藥理學研究中發現TRPV1 能下調多種疼痛刺激物質的產生[5]。

1 瞬時感受器電位

瞬時感受器電位（transient receptor potential，TRP）通道是在分析果蠅的視覺突變體時發現的，與野生型果蠅中的持續受體電位相反，該突變體顯示出對光的短暫響應[6]。TRP 通道分為七個亞群：TRPC，TRPV，TRPM，TRPP，TRPML，TRPA和TRPN（后者僅在魚，蒼蠅和蠕蟲中表達）[7]。TRP通道由包括6個跨膜α 螺旋結構構成，在最后2個跨膜片段之間形成跨膜孔道區，N端和C端都位于胞質中。不同TRP 亞群的氨基酸數量和序列不同。在TRPC、TRPM、TRPA和TRPV 亞家族中發現了一段由6個氨基酸構成的保守序列，位于羧基末端，稱為TRP 盒（TRP box）。有幾項研究均表明TRP 盒對TRP 通道的通道門控有重要作用[8]。TRP通道涉及人體內多種感覺功能，它們的最佳功能一般都建立在熱敏感上[9]。TRP 通道的突變會引起多種疾病，如腎病（TRPC6）、自發性疼痛綜合征（TRPA1）、低鎂血癥（TRPM6）、夜盲癥（TRPM1）和復雜的肌肉骨骼和神經疾病（TRPV4）[5]。

TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1）又稱辣椒素受體，是一種非選擇性陽離子通道，位于細胞膜上和許多細胞器膜上，對Ca2+有高度選擇性，對其他陽離子也有一定的選擇透過性，如Mg2+。TRPV1 可以被多種內源性或外源性物質激活，內源性調節因子包括花生四烯乙醇胺、2-花生四烯酸酰甘油和溶血磷脂酸，外源性激動劑包括多種節肢動物的毒素。對該受體有效的刺激有溫度（＞42℃）、辣椒素、PH值（細胞外PH 降低）。樹脂毒素（resiniferatoxin，RTX）也是TRPV1的有效激動劑，它可以在低于辣椒素的濃度下激活通道，但其作用產生較慢。目前尚未明確TRPV1 在神經病理性疼痛中具體的作用機制，有研究者表明可能的機制是當有效傷害刺激激活TRP 通道，導致大量Ca2+穿過胞膜內流，導致膜去極化，進而可能觸發電壓門控離子通道依賴性動作電位[10]，引起痛覺向神經中樞傳遞。在對照實驗中，野生型小鼠和TRPV1基因敲除小鼠在急性損傷和慢性神經病中神經性機械痛覺過敏沒有統計學差異[10]。但是在藥理學研究中，TRPV1 離子通道抑制劑被證實能夠減少傷害性刺激物質的表達，表明TRPV1拮抗劑可能作為疼痛的一個新作用靶點。

TRPV1 在中樞神經系統和周圍神經系統均有表達，主要表達在背根神經節和三叉神經上[11]。此外，還分布于支配膀胱的神經纖維，肺部和耳蝸以及上呼吸道[12]。

2 TRPV1 抑制劑治療神經病理性疼痛的研究進展

目前國內外治療神經病理性疼痛的藥物較局限，一線推薦用藥為抗癲癇藥（如普瑞巴林、加巴噴丁）、三環類抗抑郁藥、選擇性5-羥色胺和去甲腎上腺素再攝取抑制劑，同時可以輔助局部用藥如利多卡因貼劑[13]。

2.1 辣椒平（capsazepine）

1994年，辣椒平第一個被證實是辣椒素的競爭性拮抗劑，在體內和體外實驗中均有活性[14]。辣椒平能夠競爭TRPV1 上的辣椒素結合位點，阻斷辣椒素誘導的大鼠背根神經節上的離子通道激活。雖然辣椒平在實驗室研究中作用顯著，但是目前還未將其應用于臨床，主要是存在以下幾個局限性：首先是因為實驗用的動物基本都是嚙齒動物，嚙齒動物的代謝穩定性差，藥代動力學不穩定[15]。另一個原因是辣椒平的選擇性不高，除了拮抗TRPV1，還抑制煙堿型乙酰膽堿受體、電壓門控Ca2+通道和TRPM8，引起相應的副作用，如肌無力等。

2.2 AS1928370

（R）-N-（1-甲基-2-氧代-1，2，3，4-四氫-7-喹啉基）-2-[（2-甲基吡咯烷-1-基）甲基]聯苯-4-甲酰胺（AS1928370）是一種新型TRPV1 拮抗劑，能夠與TRPV1 受體上的樹脂毒素結合位點結合并抑制辣椒素介導的內向電流[16]。

在小鼠L5/L6 脊神經結扎模型中，研究人員采用了口服和鞘內注射AS1928370 以研究其鎮痛作用。在藥代動力學研究中，AS1928370 顯示出良好的口服生物利用度以及高效的腦和脊髓滲透性。實驗結果顯示，口服AS1928370 能顯著改善機械異常性疼痛；鞘內注射AS1928370 能上調脊神經結扎小鼠模型的機械疼痛閾值[17]。對實驗大鼠進行旋轉儀測試AS1928370 相關副作用，發現服用AS1928370對此沒有顯著影響。相比較現今治療神經病理性疼痛的一線藥物（如加巴噴丁）常常會引起中樞系統副作用，如嗜睡和頭暈，AS1928370 在治療劑量下產生中樞副作用可能性較小[16]，由此可見，AS1928370 在神經病理性疼痛治療中有潛在研究價值。

2.3 二烯酰胺（dimeramide）

由日本富士研究所研究出的5，5-二苯基戊二烯酰胺，是一系列能夠靶向拮抗體外和體內TRPV1的化合物[18]。為了達到更好藥代動力學目標，作者運用化學合成等技術研究了多種在該化合物5號位上有取代基的替代物，結果顯示比起其他取代化合物，在5號位上用苯環加烷氧基取代的替代物（2E，4Z）-N-[（3R）-3-hydroxy-2-oxo-1，2，3，4-tetrahydro-5-quinolyl]-5-（4-isopropoxyphenyl）-5-（4-trifluoromethylphenyl）-2，4-pentadienamide（（R）-36b）通過血腦屏障的能力顯著提高。體內實驗證實該化合物能夠有效抑制由辣椒素誘導的Ca2+通道開放作用，并且能夠以劑量依賴的方式逆轉大鼠的機械性異常性疼痛，并且能夠在坐骨神經損傷誘導的神經病理性疼痛模型中顯著逆轉熱痛覺過敏[18]。綜上所述，5，5-二苯基戊二烯酰胺化合物有望成為靶向治療神經病理性疼痛的新型止痛藥物。

2.4 α-菠菜甾醇（α-spinasterol）

α-菠菜甾醇是TRPV1的拮抗劑，具有抗炎、抗氧化和抗傷害感受的作用。同時它也是一種環氧化酶（cyclooxygenase，COX）抑制劑。在神經病理性疼痛的產生機制中，COX 反應的終產物前列腺素E2（PGE2）可以作為內源性物質激活TRPV1。所以α-菠菜甾醇不僅通過抑制COX 減少PGE2 的產生，還能拮抗TRPV1，能夠作為鎮痛藥的新靶點[19]。

在小鼠實驗中，口服α-菠菜甾醇減少了術后疼痛，并減少損傷組織中的細胞浸潤[20]。α-菠菜甾醇還可減少部分坐骨神經結扎引起的機械異常性疼痛和紫杉醇化療誘導的機械和寒冷異常性疼痛。此外，還觀察到α-菠菜甾醇在不改變動物體溫的情況下能夠顯著抑制COX-1和COX-2 的活性。α-菠菜甾醇是一種有效且安全的TRPV1 拮抗劑和COX 抑制劑，在術后疼痛和神經病理性疼痛模型中具有鎮痛作用，是一種開發新型鎮痛藥的模板化合物[20]。

2.7 SZV 1287（[3-（4，5-diphenyl-1，3-oxazol-2-yl）propanal oxime]）

SZV 1287[3-（4，5-二苯基-1，3-惡唑-2-基）丙醛肟]（[3-（4，5-diphenyl-1，3-oxazol-2-yl）propanal oxime]）是一種新型氨芐西林敏感的胺氧化酶（semicarbazide-sensitive amine oxidase，SSAO）抑制劑，具有拮抗TRPV1的作用。SSAO 分解伯胺（如甲胺，氨基丙酮）生成相應的醛、氨和過氧化氫[21]，如甲醛、甲基乙二醛、過氧化氫，可作用于TRPV1 受體并使之活性降低。體內實驗證實，在由坐骨神經結扎造成的創傷性神經病理性疼痛的小鼠模型中，SZV1287 顯著抑制了由TRPV1活化誘導的急性化學感受性痛覺過敏。在野生型小鼠和TRPV1基因敲除小鼠的對照實驗中，野生型坐骨神經結扎的小鼠在SZV1287給藥7天后，有半數小鼠神經性痛閾顯著降低，而在基因敲除小鼠中未觀察到該現象。上述研究結果說明SZV1287不僅通過抑制SSAO 減少組織激活物的產生，同時也可抑制TRPV1的作用，使之成為新型鎮痛藥的熱門研究對象[22]。

2.8 針對TRPV1的小分子RNA

小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）是長度在20～50個核苷酸的RNA 鏈，通過RNA 干擾，與宿主細胞的mRNA 互補結合并使之降解，從而抑制宿主基因的表達。在動物試驗中，研究者通過單側坐骨神經慢性壓迫損傷（CCI：Chronic constriction injury）構建出神經病理性疼痛大鼠模型，與對照組對比，CCI 誘導的大鼠模型對機械刺激和熱刺激的敏感性均明顯升高。并通過蛋白質檢測發現TRPV1 蛋白在前扣帶回皮質、背角和背根節的表達明顯增強。給實驗組神經病理性疼痛模型大鼠鞘內注射靶向TRPV1的siRNA載體，結果表明，實驗組大鼠的冷刺激誘導的痛覺明顯減少，對照組結果無明顯改變。同時，研究者同時檢測了脊髓背角中細胞外信號調節激（Extracellular signal-regulated kinases，ERK）、鈣調素依賴性激酶（CaM-dependent kinases，CaMKs）水平。先前已經有證據證實ERK 磷酸化后在神經元可塑性和痛覺加工過程中起著重要的作用，而CaMKs 參與ERK激活[4]，從而參與疼痛產生的過程。在CCI 大鼠模型中，CaMKII、ERK 磷酸化作用兩者均升高，通過TRPV1siRNA 下調脊髓TRPV1 蛋白的表達后，脊髓TRPV1和CaMKII 的表達減低，ERK 的磷酸化作用也減少，提示TRPV1siRNA 介導的止痛作用可能與下調CaMKII 表達和減少ERK 的磷酸化有關：TRPV1siRNA 可降低脊髓TRPV1和CaMKII 的表達，減少ERK 的磷酸化，從而產生鎮痛作用[23]。

短發夾RNA（short-hairpin RNA，shRNA）是設計為能夠形成發夾結構的非編碼小RNA 分子，可通過RNA 干擾來抑制基因的表達。Hirai 等[24]將編碼TRPV1的siRNA 與腺病毒相關血清型9（adenoassociated virus serotype 9，AAV9）編碼的shRNA進行重組，得到靶向TRPV1的AAV9 載體（AAV9-shTRPV1），將其向神選擇性神經損傷（spared nerve injury，SNI）模型小鼠鞘內給藥來研究TRPV1 在神經病理性疼痛中的作用以及shRNA的鎮痛作用。實驗結果顯示治療后給予實驗組和對照組SNI 小鼠機械性、寒冷和溫度刺激時，AAV9-shTRPV1 處理組在治療后第10天至第28天對50℃溫度刺激的痛覺潛伏期顯著增加，其他兩種刺激兩組無顯著差別。在注射4周后，AAV9-shTRPV1 處理組小鼠的DRG 中的TRPV1 表達水平降低約55%，在腰髓中降低約95%。該研究結果既證實TRPV1 在神經病理性疼痛中起著關鍵作用，也表明AAV9-shTRPV1的熱鎮痛作用，在實驗過程中未觀察到明顯副作用。

除了靶向TRPV1的siRNA、shRNA 有較明顯的鎮痛作用，也有研究證明靶向長鏈非編碼RNA（long noncoding RNAs，lncRNA）的siRNA 可以通過TRPV1 途徑產生鎮痛的作用[25]。Lnc RNAs是RNA 聚合酶II 轉錄的副產物，目前對lnc RNA 的研究還不清楚，可能在細胞內許多重要調控過程中發揮作用。Lnc RNA BC168687是lnc RNAs 分子之一，具體作用還不清楚，但有Liu 等[25]通過實驗發現在糖尿病性神經性疼痛（Diabetic neuropathic pain，DNP）的大鼠DRG 中，lnc RNA BC168687的表達水平明顯增高。Liu 等[26]通過動物實驗發現，lnc RNA BC168687 siRNA 能夠明顯提高DNP大鼠的機械刺激縮足閾值（mechanical withdrawal thresholds，MWT）和延長熱刺激縮足潛伏期（thermal withdrawal latencies，TWL），能夠抑制大鼠DRG 中TRPV1 mRNA 的表達，同時也明顯降低大鼠DRG 中TRPV1 受體。

2.8 鋅（zinc）

鋅是一種過渡金屬，在臨床上常作為抗炎劑被使用。已有臨床實驗結果表明口服硫酸鋅能明顯降低青少年女性原發性痛經[27]。鋅存在于脊髓和DRG 神經元中，通過動物實驗發現，減少脊髓DRG中的鋅，會使小鼠的神經性疼痛明顯增加[28]。化學療法誘導的周圍神經病變（chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN）是癌癥化療后常見的劑量依賴性不良反應，且缺乏有效的治療。

3 結論與展望

神經病理性疼痛是指由軀體感覺系統的損害或疾病導致的疼痛，主要癥狀是異常自發性疼痛、痛覺過敏和痛覺過敏等。目前用于神經病理性疼痛治療的藥物有限，作用局限，很多患者為此忍受痛苦進而影響生活質量。研究出靶向神經病理性疼痛的藥物迫在眉睫。

TRPV1是一種非選擇性陽離子通道，可以被多種內源性或外源性物質激活。該通道的激活與炎癥和疼痛相關，盡管TRPV1 參與疼痛產生的具體機制尚未闡明，有實驗證據表明TRPV1 通過激活鈣調素依賴性激酶，引起細胞中細胞外信號調節激磷酸化作用增強，進而參與神經病理性疼痛發生和維持的過程。但是這些發現也不排除其他信號分子參與這一過程。一系列TRPV1 抑制劑如2-（3-氟-4-甲基磺酰基氨基苯基）丙酰胺、二烯酰胺、α-菠菜甾醇、SZV 1287、針對TRPV1的小分子RNA（包括siRNA、shRNA、lncRNA）、zinc 在細胞水平和動物模型上顯示出較好的神經病理性疼痛治療的作用。然而真正進入臨床階段的藥物還是很少。因為現有研究結果證實TRPV1 抑制劑也有局限性，主要在于兩個副作用：意外燒傷和高溫。許多TRPV1 抑制劑因為引起患者高體溫而被終止臨床試驗，有研究者建議通過服用普通退熱藥如對乙酰氨基酚來控制體溫，但更有效的方法應該是我們醫學工作者通過化學修飾來減少這些化合物產生的高溫的副作用。這說明通過進一步優化TRPV1 抑制劑的效能、物理性質、化學結構，對于TRPV1 抑制劑用于靶向治療神經病理性疼痛在不久的將來成為有潛力的治療劑具有重大意義。