香草酸瞬时受体亚型1 在疼痛中的研究进展

任伟 王秀丽

疼痛仍然是当今社会面临的重大难题，如何选择合适有效的方式和方法来治疗疼痛依旧是现今面临的一个重大课题。随着对疼痛机制研究的不断深入，许多特异性的靶点相继被发现，香草酸瞬时受体亚型1(TRPV1)是近年来研究较多的一种非选择性阳离子通道，属于香草酸瞬时受体(transient receptor potential，TRP)家族，该通道在介导炎性痛、神经性痛、深部组织痛等多种疼痛中均起到重要的作用，因此成为研究疼痛机制和研发镇痛药物的热点之一。

1 TRPV1 的结构与特征

1.1 TRP 超家族TRP 离子通道首先于1989 被Montell 等［1］描述在黑腹果蝇上。TRP 通道家族现在发现包括7 种类型:TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPN、TRPP 以及TRPML［2，3］。尽管它们的氨基酸只有部分同源，但是它们保留有共同的整体结构域:即都是由细胞膜上多元分布的6 个跨膜区组成，在5 和6区之间有一个附加的疏水段为其核心区域，其N-端和C-端都在胞质侧［4］。其中TRPV 家族包括6 个成员(TRPV1-TRPV6)，而TRPV1 是目前疼痛研究热点之一。

1.2 TRPV1 的结构、分布TRPV1 于1997 年被Caterina 以及他的伙伴首次克隆成功［5］，开启了疼痛研究的新时代。TRPV1是一类非选择性的阳离子通道，对钙离子以及多价阳离子均有较大通透性，并可被多种刺激所激活，如热刺激、电压刺激、辣椒素、脂类以及质子阳离子等。TRPV1 的编码蛋白由838 个氨基酸序列组成，TRPV1 的功能部分是由一个含水核心及围绕周围的四个相同或不同亚单位构成的四聚体膜蛋白，每个亚单位都包括上边提及的6 个跨膜片段，而在疏水端富含谷氨酸的片段可接受PH 相关刺激［3］。有研究发现:TRPV1 存在于外周和中枢神经系统，参与疼痛的传导和调节，TRPV1 与SP 物质、降钙素基因相关肽(CGRP)、植物凝集素B4(IB4)共定位在背根神经节(DRG)、三叉神经(TG)上［6］。在脊髓背角TRPV1 表达阳性的神经纤维，其密度由L4 到L6 是逐渐增加的［7］。其次，在参与疼痛信息传递/调制的大脑广泛区域，，如头端腹内侧髓质(RVM)、中脑导水管周围灰质(PAG)、杏仁核、孤束核、下丘脑及前扣带岛叶皮质等［4］，TRPV1 也有广泛表达。

2 TRPV1 和疼痛的关系

2.1 TRPV1 与炎性痛TRPV1 在炎性疼痛的信号转导中发挥重要的作用，炎症过程中的多种促炎因子可引起TRPV1 的激活，如:缓激肽、前列腺素、蛋白酶、组胺、血清素、5-羟色胺(5-HT)等［8］。5-HT 可增加辣椒素敏感的外周疼痛感受器的活性，并提高降钙素基因相关肽(CGRP)和钙离子的释放，这种作用可以被舒马曲坦，酮色林和格拉司琼抑制［9］。另外，花生四烯酸类的物质如12-HPETEs 经炎性组织周围的脂氧合酶途径激活TRPV1，参与炎性疼痛形成［10］。而且有证据表明:在TRPV1基因敲除的小鼠中，外周给予完全弗氏佐剂(CFA)角叉菜胶、芥子油或肿瘤坏死因子(TNF-A)后，小鼠的热痛敏感没有明显改变［11，12］。这些研究表明:TRPV1 在介导炎症和损伤时热痛觉过敏中发挥重要作用。

目前普遍认为:TRPV1 磷酸化依赖调节是其参与炎症过程中痛觉敏化形成的的关键机制。炎性介质通过磷酸化某些细胞内的结构域，从而激活TRPV1 通道，降低炎性过程中疼痛刺激的阈值。TRPV1 的激活可被多种激酶所调控，如蛋白激酶A(PKA)和C(PKC)［13］。Brandao 等［14］发现:在炎性疼痛中，蛋白激酶A 锚定蛋白79/150(AKAP79/150)通过PKA、PKC 作用于外周感觉神经元上的TRPV1，降低炎性物质引起该通道激活的阈值。神经生长因子(NGF)可以通过作用于TRPV1 引起伤害性感觉神经元对疼痛的热刺激的快速敏化。Bonninghton等［15］的研究已经证实:NGF 引起TRPV1 激活的途径应该与早期阶段的磷脂酰肌醇-3-激酶(PIK3)参与以及其后PKC 和钙调蛋白依赖性蛋白激酶(CaMKII)的加入有关。

2.2 TRPV1 与神经性疼痛研究表明:在大鼠坐骨神经卡压引起的病理性疼痛模型中，同侧脊髓中TRPV1 蛋白的水平明显上升，而对侧脊髓表达变化不明显［16］。Christoph 等［17］报道:在脊神经结扎的大鼠疼痛模型中，静脉给予TRPV1 拮抗剂硫代BCTC(4-(3-Chloro-2-pyridinyl)-N-［4-(1，1-dimethylethyl)phenyl］-1-piperazinecarboxamide，4-(3-氯-2-吡啶基)-氮-［4-(1，1-二甲基乙基)苯基］-1-哌嗪甲酸酰胺)以及鞘内给予反义寡核苷酸对抗TRPV1，可降低其机械痛阈值;另有研究表明在同样的脊神经结扎引起的疼痛模型中，通过硬膜外途径给与相对低剂量的超强辣椒素(TRPV1 受体激动剂)可以引起短暂的机械刺激阈值的升高并持续改善热痛觉过敏［18］;还有研究表明在糖尿病周围神经病变的大鼠模型中，TRPV1 的表达会随着热痛觉敏感性的改变而改变，这种改变可以因为TRPV1 的敲除而消失［19］。越来越多的证据表明:TRPV1 与神经性疼痛密切相关。

2.3 TRPV1 与深部组织痛TRPV1 参与的痛觉过敏不仅在皮肤，也可在深层组织如肌肉骨骼和内脏组织。病理状态下深部组织产生的疼痛主要是机械的而不是热痛觉过敏。有研究发现向大鼠咬肌注射辣椒素可引起急性伤害性反应，并导致咬肌机械性刺激疼痛阈值降低，这种现象可被TRPV1 受体拮抗剂辣椒平所减弱［20］，这说明TRPV1 参与了肌肉的痛觉过敏。Ravnefjord 等［21］发现:在结直肠膨胀中，TRPV1 通道可能参与重复有害的中结肠急性机械性痛觉过敏的发生，应用TRPV1拮抗剂可以起到抗痛觉过敏的作用，表明其TRPV1 通道与内脏痛有关。另外，在对大鼠的腓肠肌做离心运动处理中，离心运动引起的机械性痛觉过敏能够被TRPV1 拮抗剂所抑制，这表明TRPV1 可能参与离心运动引起的延迟性的肌肉酸痛［22］。TRPV1 在其急性和慢性炎性痛中均起到重要的作用，在关节炎模型中特异性的TRPV1 拮抗剂可以明显降低关节炎引起的疼痛［23］。临床研究发现:在肠预激综合征(IBS)患者的结肠活组织中，存在TRPV1 免疫阳性的神经纤维［24］，这表明TRPV1 可能与IBS 引起的腹痛有关。目前尚不清楚TRPV1 如何参与传导内脏或肌肉组织中的机械性痛觉过敏，但可以肯定的是TRPV1 对深部组织疼痛的传导调节明显不同于对皮肤伤害性感受器的调节。这可能是由于TRPV1 的功能是作为各种早期痛觉/炎性细胞内的下游信号分子，在深部组织表达更为明显，但是TRPV1 参与深部组织的机械痛觉过敏机制还需要进一步探究。

2.4 TRPV1 与癌性疼痛恶性肿瘤可引起病理性疼痛，肿瘤细胞增殖引起破骨细胞的激活，促进局部组织酸中毒以及骨吸收，此过程产生的有害刺激可激活感觉神经元［25］。而TRPV1则表达在感觉神经元的伤害感受器上，可以被多种疼痛的刺激激活，包括炎性因子、有害的热刺激以及细胞外的质子等，因此，TRPV1 很可能在骨癌痛中检测破骨细胞以及肿瘤介导组织的酸中毒中起到重要作用。另外，有研究发现，在小鼠骨癌痛模型中，应用TRPV1 拮抗剂I-RTX(5-iodoresiniferatoxin，5-碘树脂毒素)可以明显减轻肿瘤引起的持续疼痛以及运动诱发的疼痛，并且TRPV1 在骨癌小鼠移入肿瘤的同侧背根神经节中明显升高［26］。最近报道的一种新的骨癌痛模型:通过将大鼠乳腺癌细胞转移到股骨第三粗隆水平从而形成的骨癌性疼痛，在这种模型的大鼠中，研究者发现其同侧背根神经节细胞TRPV1阳性的神经元数量与对照组相比是增多的［27］。以上研究都表明TRPV1 在骨癌痛中起到重要作用，并且应用TRPV1 受体拮抗剂或者破坏TRPV1 基因可以明显的减轻正在持续的和运动诱发的疼痛行为，TRPV1 有可能成为治疗肿瘤骨转移引起慢性疼痛的新靶点。

3 TRPV1 与疼痛治疗

TRPV1 作为一种表达在伤害感受器上的兴奋性阳离子通道，近年来日益受到人们的关注，成为新的疼痛治疗的靶点。起初，人们把重点放在TRPV1 受体激动剂的研究上，如辣椒素、辣椒素类似物等，并且发现其具有较好的镇痛效果。其作为镇痛剂的机制是通过脱敏或失神经支配，但引起TRPV1 脱敏的具体机制尚不十分清楚。由于在使用辣椒素治疗的早期阶段，可以引起疼痛和不舒适的感觉，因而限制了它的应用。但作为TRPV1 受体的拮抗剂，则不存在这种效应，并且具有良好的治疗效果，因此越来越受到人们的关注，其作用机制主要是抑制伤害信号由外周向中枢神经系统的传导并阻断其病理状态与感受器的联系。自从第一个TRPV1 拮抗剂-辣椒平的发现，越来越多的TRPV1 拮抗剂被开发用于疼痛的治疗，但是在其使用过程中引起的过高热以及热感受损也日渐引起人们的关注。

TRPV1 的拮抗剂与激动剂对疼痛都具有良好的治疗效果，但两者的作用机制却截然不同，两者之间有何联系，是否矛盾，是否可以通过联合用药产生叠加作用从而加强镇痛效果减轻不良反应，这些问题仍有待深入研究。

当前疼痛的治疗仍然是一个非常棘手的问题。TRPV1 作为痛觉传递过程中发挥重要作用的离子通道，目前对其作用机制以及与疼痛的关系研究已经取得了很大的进展，以其为靶点的药物也越来越受到关注。因此，如何开发利用以TRPV1 为靶点的药物，将为临床疼痛治疗提供新的思路。

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