神经病理痛中枢敏化的TRPV1 机制及电针干预作用*

颜思思，叶佳瑜，蒋永亮，何晓芬，杜俊英，陈利芳，陈晓军，赵文胜，方剑乔

（浙江中医药大学第三临床医学院，浙江 杭州310053）

神经病理性疼痛（neuropathic pain，NP）是临床常见，多发且难治的一类慢性疼痛疾病，如外周神经损伤、中风后遗痛、三叉神经痛、疱疹后遗痛等[1]。当前对神经病理痛的治疗不尽如人意，超过三分之二的病人未能得到有效的治疗[2]。国际疼痛学会（IASP）将神经病理性疼痛定义为：“神经病理性疼痛是由躯体感觉神经系统的损伤或功能紊乱而造成的疼痛综合症”[3]。其主要表现为痛觉敏化，如自发性疼痛、痛觉过敏和痛觉超敏[4-5]。迄今为止，NP 的发病机制尚不明确，越来越多学者认为中枢敏化是NP 发生、维持的关键机制之一。应用神经病理痛动物模型，观察到脊髓背角辣椒素受体（TRPV1）在神经病理痛的痛觉形成、传导和调节中起着重要作用，有望成为治疗神经病理痛的新靶点[6]。电针已成为治疗神经病理痛的主要手段之一，同时已有研究表明电针可以通过干预TRPV1 的表达，发挥镇痛作用[7]。本文将对TRPV1 参与神经病理痛的中枢敏化调控机制以及电针干预作用的研究进展进行综述。

1 中枢敏化与神经病理痛

中枢敏化是神经病理痛发生、维持的关键机制之一，主要涉及脊髓背角神经元的超兴奋性[8]。中枢敏化机制主要为神经元功能以及膜兴奋性和突触效能增强或抑制减少[9]。正常情况下，脊髓背角神经元接受外周输入刺激的强度很弱，不足以诱发能向更高脑区传递的动作电位[10]；在有外周炎症的情况下，持续的刺激可以导致脊髓背角的突触可塑性，这种突触效能的放大使普通的阈下刺激也能产生动作电位，进而向更高级中枢传递伤害性信号[11]。LaMotte 等通过皮内注射辣椒素（激活TRPV1 受体）引起次级皮肤痛觉过敏实验首次在人体上验证了中枢敏化现象[12]。Campbell 等第一个证明了中枢敏化对神经病理痛有作用，他们的研究显示，有髓鞘纤维的缺血性传导阻滞会引起动态触觉痛过敏[13]。

2 辣椒素受体与神经病理痛

辣椒素受体属于瞬时感受器电位通道家族成员，是一种配体门控的非选择性阳离子通道，可以被天然生物碱辣椒素激活，其内源性激活物主要为大麻素、高温（>42 ℃）、酸（pH＜5.9）[14]。TRPV1 基本结构中含6 个跨膜区，在第5 和第6 个跨膜区间有一段疏水基团，构成了一个孔型结构，N 端和C 端位于细胞内侧[15]。N 端有大量磷酸化位点和锚蛋白序列作为钙调蛋白和ATP 的结合位点[16]。C 端包括一个TRP 结构域以及钙调蛋白和磷酯酰肌醇二磷酸（PIP2）（内生TRPV1 抑制剂）的结合位点[17]。TRP 结构域是TRPV1 受体成为功能性通道的决定因子，也是维持亚基多聚化的进化上高度保守的区域[18]。

结合使用基因敲除大鼠、放射性配体及免疫化学等方法研究，已证明TRPV1 在中枢神经系统的表达[19]。通过胶质纤维酸蛋白双标后显示，TRPV1受体存在于大鼠脊髓背角I、II 层的星形胶质细胞中[20]。利用3H 标记树胶脂毒素发现，大鼠海马、大脑皮质、丘脑、下丘脑、嗅球、齿状回、蓝斑中均有TRPV1 的表达[15，21]。

TRPV1 受体是一类和痛觉传递密切相关的离子通道受体，可以在炎性痛、神经病理痛等多种疼痛中发挥重要作用。当辣椒素及ATP 等刺激机体时，分布于皮肤、内脏的痛觉感受器感知后，可激活TRPV1 通道。通过Na+、Ca2+等离子内流发生去极化，从而以电信号的方式传递给痛觉的传入神经纤维，继而传给初级神经元（脊髓背根神经节和三叉神经节），整合后经脊髓最后传至大脑皮层[6]。

3 TRPV1 参与神经病理痛的中枢敏化调控机制

由组织损伤或炎症引起的痛觉过敏，通常与TRPV1 离子通道的敏化有关，磷酸化作用，与磷脂化PIP2的相互作用，以及与辅助蛋白的交换和联系作用是其主要作用机制[22]。最近研究表明，TRPV1调制感觉传递由中枢末端的初级传入纤维传向脊髓背角神经元[23]，从而参与中枢敏化过程。已有研究表明，TRPV1 的敏化可以导致更大的膜去极化，使低阈值神经元激活以及整体兴奋性增加[24]。因此，在慢性疼痛中，当TRPV1 作为外周神经末梢伤害性热刺激和辣椒素的分子传感器的同时，其在中央终端的活性同样作用于整体的中枢敏化。TRPV1 主要从其通道的上游蛋白激酶和下游神经激肽产物参与中枢敏化的调节。

TRPV1 通道的上游主要有cAMP 依赖的蛋白激酶A（PKA），蛋白激酶C（PKC），钙调蛋白（CaM）等。前列腺素E2 通过增加cAMP 水平激活PKA，直接磷酸化TRPV1 通道。PKA 通过磷酸化TRPV1 N端的Ser116 和Thr 370 位点发挥脱敏作用，磷酸化Thr 144，Thr 370 和Ser 502 位点发挥致热敏作用[25]。PKC 的磷酸化作用可以增强TRPV1 对辣椒素、酸和温度的敏感性，其磷酸化主要位点是Ser 502和Ser 800[26]，且PKC 还可通过胞外分泌参与部分TRPV1 通道与细胞膜的交换作用。TRPV1 N 端与囊泡蛋白以及突触结合蛋白IX 的相互作用，可以抑制由PKC 介导的TRPV1 功能敏化[27]。CaM 能与TRPV1 羧基端结合，Ca2+/CaM 复合物依赖性的激酶II（CaMKII）可以通过磷酸化Ser502 和Thr704 位点来调节TRPV1 功能。突变这两个位点后就不能引发辣椒素敏感性电流，伴随TRPV1 磷酸化程度降低[28]。综上所述，在诸多的TRPV1 功能敏化途径中，由PKA、PKC 以及CaMKII 介导的TRPV1 磷酸化信号通路对脊髓背角TRPV1 功能起着重要作用。

TRPV1 通道的下游神经激肽产物，如脊髓背角无髓鞘的C 纤维中的P 物质（SP）、降钙素基因相关肽（CGRP）、谷氨酸（Glu）对疼痛的维持起着重要作用，并且这三大神经递质与TRPV1 在痛觉敏化的发生过程中基本呈协同作用，其相互作用与PKC 或PKA 介导的磷酸化信号通路密切相关[29-31]。脊髓背角TRPV1 功能上调能促进SP、CGRP 以及Glu 的释放，使背角神经元超兴奋性，进而引起中枢敏化[32]。其中SP 又能通过PKC 及PKA 等第二信使途径使TRPV1 通道敏化，两者形成反复激活的正反馈连锁反应，从而降低疼痛阈值，提高痛觉敏感性，使TRPV1 通道变得更易激活[29]。CGRP 可以通过由PKC介导的磷酸化信号通路参与调控脊髓背角水平的痛觉敏化过程。当鞘内注射PKC 抑制剂时，可以显著抑制脊髓背角CGRP 的表达[30]。TRPV1 的表达与CGRP 呈明显正相关，不能排除CGRP 可以通过由PKC 介导的磷酸化信号通路与TRPV1 发生相互作用。Glu 与TRPV1 也存在着协同作用，在谷氨酸能神经末端和某些γ-氨基丁酸能神经元末端突触前均有TRPV1 通道的存在，对突触传递效能具有增强作用[31]。研究还发现TRPV1 诱发的脊髓背根神经节谷氨酸突触传递效能的增强依赖于由PKC 介导的磷酸化信号通路[33]。

4 电针对TRPV1 受体的干预作用

针刺镇痛疗效已得到国内外研究者的肯定，在临床治疗中也取得了显著疗效，并广泛应用于治疗慢性疼痛。电针的镇痛效应可通过抑制人体的短暂或持续的痛觉过敏，以及在中枢神经系统水平上调节痛觉敏感性来实现[34]。有研究发现[35]，电针可以通过抑制脊髓中TRPV1 mRNA 及蛋白的表达发挥镇痛效应。脊髓中的TRPV1 还有可能作为JNK1/2 通路的下游效应器来介导电针的抗痛觉过敏效应。有研究观察到1.0mA 和3.0mA 电针对正常小鼠具有全身性镇痛效应，敲除小鼠TRPV1 基因后，1.0mA和3.0mA 电针对异位肢体的镇痛效应减弱，以上证实了TRPV1 参与较高强度电针产生的镇痛效应，并且此镇痛效应是通过激活机体脊髓上水平的抗痛系统产生[36]。另有研究表明[37]，2Hz 电针可通过干预脊髓中TRPV1 的表达来治疗NP。Wu CH 等[38]发现2Hz 和15Hz 电针可以增加RTX 治疗后大鼠的热敏性，并恢复RTX 治疗后脊髓背角浅层传入纤维中枢终端减少的TRPV1 阳性细胞。因此，低频电针可能通过促进脊髓背角中枢终端TRPV1 阳性细胞的再生和恢复提高大鼠的热敏性。另有报道显示[7]，TRPV1 在皮下神经纤维的高表达性和其在电针刺激后的表达上调对介导电针信号向中枢神经系统转导起着重要作用。在电针治疗慢性炎性痛的MAPK 信号转导机制研究中发现，电针能更有效得抑制脊髓背角p38MAPK 活化，并能下调其下游TRPV1 水平[39]。由此推测电针能通过调制TRPV1 的表达发挥其抗神经病理痛中枢敏化的作用，但对于TRPV1 的功能敏化途径以及电针治疗NP 具体是通过干预上游蛋白激酶还是下游神经肽产物，亦或是均有影响有待进一步研究。

5 展望

综上所述，TRPV1 作为疼痛信号产生、传递的分子整合器，其在神经病理痛中枢敏化中起着重要作用。电针可以通过改变TRPV1 的表达发挥镇痛效应。目前对TRPV1 与神经病理痛中枢敏化关系的研究已取得了很大进展，但在神经病理痛发生、维持的不同阶段，TRPV1 主要通过何种途径参与中枢敏化尚未清楚，以及电针对TRPV1 功能敏化的调控机制也有待进一步探讨。明确TRPV1 参与神经病理痛的中枢敏化机制，从多角度和多层次说明电针对TRPV1 通路的干预作用，将为电针治疗神经病理痛提供更多有力的证据，从而能更大范围地推动电针疗法在临床的应用。

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