电针介导下MAPK信号通路参与镇痛作用机制研究进展

宋金玲

(广西壮族自治区妇幼保健院，广西 南宁 530001)

分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)是广泛存在体内的丝氨酸/苏氨酸蛋白调节激酶，同时，MAPK也是细胞内主要的信号传导系统[1]。MAPK级联效应是细胞内重要的信号转导系统。因为，在疼痛传递调制的过程当中，细胞内信号分子参与了细胞外伤害性感受信号向胞核内转导信息，静息状态下MAPK主要分布于细胞浆，当被激活后则转移至细胞核内，它能够通过磷酸化转录因子来调节效应基因的表达，并作为神经元和胶质细胞中研究疼痛的靶标。MAPK的深入研究为疼痛性疾病的治疗提供了一个良好的前景[2]。

1 电针介导MAPK/p38信号通路参与分娩镇痛的作用机制

p38丝裂素活化蛋白激酶(p38 MAPK)由p38α、p38β、p38γ和p38δ 4个亚基构成。p38α、p38β是哺乳动物中最主要的亚基，其中p38α在背根神经节以及脊髓中广泛存在[3-4]。它是1993年发现的一条新的MAPK信号转导通路，参与了疼痛的产生和维持[5-6]。p38 MAPK信号通路是保守的三级磷酸化酶促级联反应，其传导路线为MEKK5-MKK3/6-p38。当细胞受到刺激后，通过中间环节活化MAPKKK，来激活MAPKK，而MAPKK又通过双位点磷酸化来调控p38 MAPK的活性。p38被磷酸化激活后转移到其他部位或移位入核，从而作用细胞内相应的目标因子而发挥调节功能。研究表明，电针通过抑制MKP-1基因而上调p38 MAPKs通路，可以延缓疼痛的发展及减少疼痛的发生[7]。

p38 MAPK可通过激活下游因子MAPK激活蛋白激酶2诱导激活磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)，PLA2被激活后，能促进其下游花生四烯酸(AA)的生成，并在环氧化酶的作用下生成前列腺素(PG)。细胞外间隙进入释放的PG作用于C纤维突触前末梢，可使其伤害性神经递质物质的释放及敏感化并增加[8]。Yu KR等[9]研究证实鞘内注射p38抑制剂可以抑制脊髓释放前列腺素E2(PGE2)，进而其所导致的中枢敏感化，Vierck CJ等[10]也发现p38 MAPK抑制剂SB203580鞘内注射，大鼠机械痛和温痛觉的超敏现象可以显著减少，Coronado RA等[11]发现，p38β在脊髓中被抑制，可以减少鞘内注射P物质所导致的痛觉过敏。

由此认为，p38 MAPK/PLA2/COX/PGs级联PLA2的激活所导致AA生成的PG增加、PGE2的释放对疼痛的调控具有重要意义。

2 MAPK/ERK信号通路介导电针分娩镇痛的作用机制

胞核产生的生物学效应取决于细胞外刺激信号，而对细胞内信号转导的研究，近年来逐渐引起国内、外学界广泛关注。研究认为[8，12-13]，ERK信号通路，是通过一系列高度保守的激酶、磷酸化的磷酸酯酶两位点和去磷酸化级联反应，将细胞外部信号从活化的Ras蛋白作用于下游靶蛋白Raf，并使之Raf磷酸化。由于Ras-GTP直接与Raf 相结合，形成一个短暂的膜锚定信号，同时活化的Raf 通过磷酸化促分裂原激活的蛋白激酶的激酶(MEK)环上的丝氨酸残基而将其激活，MEK 再将促分裂原激活的蛋白激酶(ERK)激活。MEK是ERK上游激酶，可激活ERK，是Ras-Raf-MEK-ERK信号转导途径的关键酶。ERK被MEK激活后，使细胞做出相应的答应，产生生物学效应[14]。

ERK信号通路在疼痛的发生、发展中起着重要的作用，而ERK信号通路可被应激刺激激活[15-16]。活化的ERK可从胞浆易位到胞核，进而激活RSK2，然后使转录因子cAMP反应元件结合蛋白(CREB)在丝氨酸133上磷酸化，磷酸化的CREB结合在cAMP反应元件(CRE) DNA启动区域位点而启动基因的转录。转位进入磷酸化转录因子CREB，调节目的基因的表达，如强啡肽、内啡肽、C-fos、NK-1、TrkB、促生长激素及神经肽Y等，从而在痛觉敏化中发挥出重要的作用[17-19]。

强啡肽(dynorphin，DYN) 在脊髓分布广泛，参与机体对疼痛信号的反应过程，DYN是中枢神经系统内的一个重要阿片肽，是人们发现最早且有显著镇痛功能的阿片肽[20]。DYN介导刺激镇痛，且主要介导的是高强刺激、高频镇痛，脊髓水平是其镇痛的作用部位。而在脊髓节段内，一般情况下，它完成脊髓水平的疼痛信息调控不依赖于脊髓与其以上脑结构之间的完整联系[21]。研究证实DYN/KOR系统参与了EA分娩疼痛[22]，其可能的机制与EA诱导β-内啡肽和蛋氨酸脑啡肽释放，阻断神经性疼痛有关[23]。

强啡肽是产生镇痛的重要因子，且与其他阿片类物质两两之间还具有加强或拮抗镇痛的作用[24]。孔庆胜等[25]通过向脊髓内注入抗强啡肽A1-13血清，认为其可增强痛阈。Ji RR等[26]研究发现，P物质受体神经激肽(NK-1)与前强啡肽原mRNA表达增加及热伤害刺激和机械伤害刺激佐剂性关节炎大鼠对痛敏的增加等都与ERK的激活有关。完全弗氏佐剂注射脚掌，不仅能够促使ERK在脊髓背角神经元活化，还可使强啡肽在神经元表达明显增加[27]。MEK抑制剂U1026鞘内注射，可减少强啡肽的表达及ERK磷酸化被抑制[28]。由此推出，强啡肽基因和蛋白表达的上游调节物质就是ERK，ERK在背角神经元的激活，通过强啡肽转录调节，从而调控着疼痛的发生发展。表明Ras-Raf-MEK途征及效应分子强啡肽的作用调控着疼痛的发生发展。

3 JNK通路的针刺镇痛作用机制

有学者对JNK 通路的针刺镇痛作用机制进行了系列研究，有望在电针分娩镇痛研究中提供研究思路与借鉴。JNK是丝氨酸/苏氨酸家族一员又称应激活化蛋白激酶(stress activated protein kinase，SAPK) ，当外界信号激活混合系蛋白激酶-3( MLK3)、TGF- β活化蛋白激酶( TAK)后，信号通路中，JNK的上游激活物MKK4、MKK7被进一步激活。作为MAPKKK成员之一的TAK1，是诱导痛觉过敏产生的必要因素[29-30]。研究发现，应用电针刺激大鼠脊髓，发现 JNK、c- jun具有磷酸化表达的变化及能有效缓解大鼠神经痛。 p-c-jun、p-JNK在大鼠脊髓的表达下调，进而JNK信号转导通路的激活被抑制，是其可能的作用机制[31]。而在另一组大鼠炎性疼痛模型中，进行电针刺激，观察JNK、c-jun在大鼠脊髓磷酸化表达的变化，结果发现电针能使大鼠患侧痛阈明显升高，从而提示电针的镇痛作用可能与其抑制脊髓背角JNK通路的活化有关[32]。

4 小结

中国传统医学对针灸镇痛机制的解析是：“通则不痛”“荣则不痛”。而随着现代分子生物医学技术的突飞猛进，从细胞分子水平层面来看，电针介导下MAPK信号通路参与镇痛的作用机制是：激活MAPK后，通过磷酸化转录因子来调节效应基因的表达，并作为神经元和胶质细胞中研究疼痛的靶标。一方面，电针能提高ERK信号通路的效应分子DYN的表达；另一方面，电针可以降低p38信号通路的效应分子EP2表达及下调JNK 通路的p-c-jun、p-JNK表达，从而达到镇痛效果。由于电针镇痛机制复杂多样，依然需要深入研究。