瞬时感受器电位香草酸受体1抑制剂在神经病理性疼痛中的研究进展

盛树悦 田映红 张兴梅

神经病理性疼痛（neuropathic pain，NPP）是指由躯体感觉系统的损害或疾病导致的疼痛[1]，常见症状是机械性异常性疼痛和痛觉过敏，还包括糖尿病性神经病变、化疗后引起的神经病变、带状疱疹后神经痛、脊髓损伤和幻肢痛等[2]。

引起神经病理性疼痛的具体机制尚不清楚，目前的研究结果提示包括外周机制和中枢机制[3]。外周机制包括外周敏化、交感神经高兴奋性相关疼痛。外周敏化由炎症因子如降钙素基因相关肽和P物质等引起，也可由离子通道表达的变化如Na+通道在脊髓背根神经节和损伤的轴突的神经末梢周围表达增加、Ca2+在背根神经节周围表达增加而引起[3]。中枢机制包括脊髓机制和脊髓上中枢机制。脊髓机制中最重要的影响因素是时间和空间的突触可塑性，即神经元对伤害性刺激随着时间和空间的增加而增强。细胞水平的机制涉及到离子通道，如Na+、Ca2+、K+，离子型和代谢型受体，例如谷氨酸受体GABA 受体、血清素受体、肾上腺素能受体、神经激肽和香草素受体；多种炎症因子；神经生长因子等[3]。

近年来多项研究提示瞬时感受器电位（transient receptor potential，TRP）与神经病理性疼痛相关，尤其是TRP家族中TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1）最为相关，虽然具体作用机制尚不明确，但在动物实验中观察到，在神经病理性疼痛模型中TRPV1 表达增加[4]，并且在药理学研究中发现TRPV1 能下调多种疼痛刺激物质的产生[5]。

1 瞬时感受器电位

瞬时感受器电位（transient receptor potential，TRP）通道是在分析果蝇的视觉突变体时发现的，与野生型果蝇中的持续受体电位相反，该突变体显示出对光的短暂响应[6]。TRP 通道分为七个亚群：TRPC，TRPV，TRPM，TRPP，TRPML，TRPA和TRPN（后者仅在鱼，苍蝇和蠕虫中表达）[7]。TRP通道由包括6个跨膜α 螺旋结构构成，在最后2个跨膜片段之间形成跨膜孔道区，N端和C端都位于胞质中。不同TRP 亚群的氨基酸数量和序列不同。在TRPC、TRPM、TRPA和TRPV 亚家族中发现了一段由6个氨基酸构成的保守序列，位于羧基末端，称为TRP 盒（TRP box）。有几项研究均表明TRP 盒对TRP 通道的通道门控有重要作用[8]。TRP通道涉及人体内多种感觉功能，它们的最佳功能一般都建立在热敏感上[9]。TRP 通道的突变会引起多种疾病，如肾病（TRPC6）、自发性疼痛综合征（TRPA1）、低镁血症（TRPM6）、夜盲症（TRPM1）和复杂的肌肉骨骼和神经疾病（TRPV4）[5]。

TRPV1（transient receptor potential vanilloid 1）又称辣椒素受体，是一种非选择性阳离子通道，位于细胞膜上和许多细胞器膜上，对Ca2+有高度选择性，对其他阳离子也有一定的选择透过性，如Mg2+。TRPV1 可以被多种内源性或外源性物质激活，内源性调节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，外源性激动剂包括多种节肢动物的毒素。对该受体有效的刺激有温度（＞42℃）、辣椒素、PH值（细胞外PH 降低）。树脂毒素（resiniferatoxin，RTX）也是TRPV1的有效激动剂，它可以在低于辣椒素的浓度下激活通道，但其作用产生较慢。目前尚未明确TRPV1 在神经病理性疼痛中具体的作用机制，有研究者表明可能的机制是当有效伤害刺激激活TRP 通道，导致大量Ca2+穿过胞膜内流，导致膜去极化，进而可能触发电压门控离子通道依赖性动作电位[10]，引起痛觉向神经中枢传递。在对照实验中，野生型小鼠和TRPV1基因敲除小鼠在急性损伤和慢性神经病中神经性机械痛觉过敏没有统计学差异[10]。但是在药理学研究中，TRPV1 离子通道抑制剂被证实能够减少伤害性刺激物质的表达，表明TRPV1拮抗剂可能作为疼痛的一个新作用靶点。

TRPV1 在中枢神经系统和周围神经系统均有表达，主要表达在背根神经节和三叉神经上[11]。此外，还分布于支配膀胱的神经纤维，肺部和耳蜗以及上呼吸道[12]。

2 TRPV1 抑制剂治疗神经病理性疼痛的研究进展

目前国内外治疗神经病理性疼痛的药物较局限，一线推荐用药为抗癫痫药（如普瑞巴林、加巴喷丁）、三环类抗抑郁药、选择性5-羟色胺和去甲肾上腺素再摄取抑制剂，同时可以辅助局部用药如利多卡因贴剂[13]。

2.1 辣椒平（capsazepine）

1994年，辣椒平第一个被证实是辣椒素的竞争性拮抗剂，在体内和体外实验中均有活性[14]。辣椒平能够竞争TRPV1 上的辣椒素结合位点，阻断辣椒素诱导的大鼠背根神经节上的离子通道激活。虽然辣椒平在实验室研究中作用显著，但是目前还未将其应用于临床，主要是存在以下几个局限性：首先是因为实验用的动物基本都是啮齿动物，啮齿动物的代谢稳定性差，药代动力学不稳定[15]。另一个原因是辣椒平的选择性不高，除了拮抗TRPV1，还抑制烟碱型乙酰胆碱受体、电压门控Ca2+通道和TRPM8，引起相应的副作用，如肌无力等。

2.2 AS1928370

（R）-N-（1-甲基-2-氧代-1，2，3，4-四氢-7-喹啉基）-2-[（2-甲基吡咯烷-1-基）甲基]联苯-4-甲酰胺（AS1928370）是一种新型TRPV1 拮抗剂，能够与TRPV1 受体上的树脂毒素结合位点结合并抑制辣椒素介导的内向电流[16]。

在小鼠L5/L6 脊神经结扎模型中，研究人员采用了口服和鞘内注射AS1928370 以研究其镇痛作用。在药代动力学研究中，AS1928370 显示出良好的口服生物利用度以及高效的脑和脊髓渗透性。实验结果显示，口服AS1928370 能显著改善机械异常性疼痛；鞘内注射AS1928370 能上调脊神经结扎小鼠模型的机械疼痛阈值[17]。对实验大鼠进行旋转仪测试AS1928370 相关副作用，发现服用AS1928370对此没有显著影响。相比较现今治疗神经病理性疼痛的一线药物（如加巴喷丁）常常会引起中枢系统副作用，如嗜睡和头晕，AS1928370 在治疗剂量下产生中枢副作用可能性较小[16]，由此可见，AS1928370 在神经病理性疼痛治疗中有潜在研究价值。

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，是一系列能够靶向拮抗体外和体内TRPV1的化合物[18]。为了达到更好药代动力学目标，作者运用化学合成等技术研究了多种在该化合物5号位上有取代基的替代物，结果显示比起其他取代化合物，在5号位上用苯环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）通过血脑屏障的能力显著提高。体内实验证实该化合物能够有效抑制由辣椒素诱导的Ca2+通道开放作用，并且能够以剂量依赖的方式逆转大鼠的机械性异常性疼痛，并且能够在坐骨神经损伤诱导的神经病理性疼痛模型中显著逆转热痛觉过敏[18]。综上所述，5，5-二苯基戊二烯酰胺化合物有望成为靶向治疗神经病理性疼痛的新型止痛药物。

2.4 α-菠菜甾醇（α-spinasterol）

α-菠菜甾醇是TRPV1的拮抗剂，具有抗炎、抗氧化和抗伤害感受的作用。同时它也是一种环氧化酶（cyclooxygenase，COX）抑制剂。在神经病理性疼痛的产生机制中，COX 反应的终产物前列腺素E2（PGE2）可以作为内源性物质激活TRPV1。所以α-菠菜甾醇不仅通过抑制COX 减少PGE2 的产生，还能拮抗TRPV1，能够作为镇痛药的新靶点[19]。

在小鼠实验中，口服α-菠菜甾醇减少了术后疼痛，并减少损伤组织中的细胞浸润[20]。α-菠菜甾醇还可减少部分坐骨神经结扎引起的机械异常性疼痛和紫杉醇化疗诱导的机械和寒冷异常性疼痛。此外，还观察到α-菠菜甾醇在不改变动物体温的情况下能够显著抑制COX-1和COX-2 的活性。α-菠菜甾醇是一种有效且安全的TRPV1 拮抗剂和COX 抑制剂，在术后疼痛和神经病理性疼痛模型中具有镇痛作用，是一种开发新型镇痛药的模板化合物[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-恶唑-2-基）丙醛肟]（[3-（4，5-diphenyl-1，3-oxazol-2-yl）propanal oxime]）是一种新型氨苄西林敏感的胺氧化酶（semicarbazide-sensitive amine oxidase，SSAO）抑制剂，具有拮抗TRPV1的作用。SSAO 分解伯胺（如甲胺，氨基丙酮）生成相应的醛、氨和过氧化氢[21]，如甲醛、甲基乙二醛、过氧化氢，可作用于TRPV1 受体并使之活性降低。体内实验证实，在由坐骨神经结扎造成的创伤性神经病理性疼痛的小鼠模型中，SZV1287 显著抑制了由TRPV1活化诱导的急性化学感受性痛觉过敏。在野生型小鼠和TRPV1基因敲除小鼠的对照实验中，野生型坐骨神经结扎的小鼠在SZV1287给药7天后，有半数小鼠神经性痛阈显著降低，而在基因敲除小鼠中未观察到该现象。上述研究结果说明SZV1287不仅通过抑制SSAO 减少组织激活物的产生，同时也可抑制TRPV1的作用，使之成为新型镇痛药的热门研究对象[22]。

2.8 针对TRPV1的小分子RNA

小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）是长度在20～50个核苷酸的RNA 链，通过RNA 干扰，与宿主细胞的mRNA 互补结合并使之降解，从而抑制宿主基因的表达。在动物试验中，研究者通过单侧坐骨神经慢性压迫损伤（CCI：Chronic constriction injury）构建出神经病理性疼痛大鼠模型，与对照组对比，CCI 诱导的大鼠模型对机械刺激和热刺激的敏感性均明显升高。并通过蛋白质检测发现TRPV1 蛋白在前扣带回皮质、背角和背根节的表达明显增强。给实验组神经病理性疼痛模型大鼠鞘内注射靶向TRPV1的siRNA载体，结果表明，实验组大鼠的冷刺激诱导的痛觉明显减少，对照组结果无明显改变。同时，研究者同时检测了脊髓背角中细胞外信号调节激（Extracellular signal-regulated kinases，ERK）、钙调素依赖性激酶（CaM-dependent kinases，CaMKs）水平。先前已经有证据证实ERK 磷酸化后在神经元可塑性和痛觉加工过程中起着重要的作用，而CaMKs 参与ERK激活[4]，从而参与疼痛产生的过程。在CCI 大鼠模型中，CaMKII、ERK 磷酸化作用两者均升高，通过TRPV1siRNA 下调脊髓TRPV1 蛋白的表达后，脊髓TRPV1和CaMKII 的表达减低，ERK 的磷酸化作用也减少，提示TRPV1siRNA 介导的止痛作用可能与下调CaMKII 表达和减少ERK 的磷酸化有关：TRPV1siRNA 可降低脊髓TRPV1和CaMKII 的表达，减少ERK 的磷酸化，从而产生镇痛作用[23]。

短发夹RNA（short-hairpin RNA，shRNA）是设计为能够形成发夹结构的非编码小RNA 分子，可通过RNA 干扰来抑制基因的表达。Hirai 等[24]将编码TRPV1的siRNA 与腺病毒相关血清型9（adenoassociated virus serotype 9，AAV9）编码的shRNA进行重组，得到靶向TRPV1的AAV9 载体（AAV9-shTRPV1），将其向神选择性神经损伤（spared nerve injury，SNI）模型小鼠鞘内给药来研究TRPV1 在神经病理性疼痛中的作用以及shRNA的镇痛作用。实验结果显示治疗后给予实验组和对照组SNI 小鼠机械性、寒冷和温度刺激时，AAV9-shTRPV1 处理组在治疗后第10天至第28天对50℃温度刺激的痛觉潜伏期显著增加，其他两种刺激两组无显著差别。在注射4周后，AAV9-shTRPV1 处理组小鼠的DRG 中的TRPV1 表达水平降低约55%，在腰髓中降低约95%。该研究结果既证实TRPV1 在神经病理性疼痛中起着关键作用，也表明AAV9-shTRPV1的热镇痛作用，在实验过程中未观察到明显副作用。

除了靶向TRPV1的siRNA、shRNA 有较明显的镇痛作用，也有研究证明靶向长链非编码RNA（long noncoding RNAs，lncRNA）的siRNA 可以通过TRPV1 途径产生镇痛的作用[25]。Lnc RNAs是RNA 聚合酶II 转录的副产物，目前对lnc RNA 的研究还不清楚，可能在细胞内许多重要调控过程中发挥作用。Lnc RNA BC168687是lnc RNAs 分子之一，具体作用还不清楚，但有Liu 等[25]通过实验发现在糖尿病性神经性疼痛（Diabetic neuropathic pain，DNP）的大鼠DRG 中，lnc RNA BC168687的表达水平明显增高。Liu 等[26]通过动物实验发现，lnc RNA BC168687 siRNA 能够明显提高DNP大鼠的机械刺激缩足阈值（mechanical withdrawal thresholds，MWT）和延长热刺激缩足潜伏期（thermal withdrawal latencies，TWL），能够抑制大鼠DRG 中TRPV1 mRNA 的表达，同时也明显降低大鼠DRG 中TRPV1 受体。

2.8 锌（zinc）

锌是一种过渡金属，在临床上常作为抗炎剂被使用。已有临床实验结果表明口服硫酸锌能明显降低青少年女性原发性痛经[27]。锌存在于脊髓和DRG 神经元中，通过动物实验发现，减少脊髓DRG中的锌，会使小鼠的神经性疼痛明显增加[28]。化学疗法诱导的周围神经病变（chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN）是癌症化疗后常见的剂量依赖性不良反应，且缺乏有效的治疗。

3 结论与展望

神经病理性疼痛是指由躯体感觉系统的损害或疾病导致的疼痛，主要症状是异常自发性疼痛、痛觉过敏和痛觉过敏等。目前用于神经病理性疼痛治疗的药物有限，作用局限，很多患者为此忍受痛苦进而影响生活质量。研究出靶向神经病理性疼痛的药物迫在眉睫。

TRPV1是一种非选择性阳离子通道，可以被多种内源性或外源性物质激活。该通道的激活与炎症和疼痛相关，尽管TRPV1 参与疼痛产生的具体机制尚未阐明，有实验证据表明TRPV1 通过激活钙调素依赖性激酶，引起细胞中细胞外信号调节激磷酸化作用增强，进而参与神经病理性疼痛发生和维持的过程。但是这些发现也不排除其他信号分子参与这一过程。一系列TRPV1 抑制剂如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、针对TRPV1的小分子RNA（包括siRNA、shRNA、lncRNA）、zinc 在细胞水平和动物模型上显示出较好的神经病理性疼痛治疗的作用。然而真正进入临床阶段的药物还是很少。因为现有研究结果证实TRPV1 抑制剂也有局限性，主要在于两个副作用：意外烧伤和高温。许多TRPV1 抑制剂因为引起患者高体温而被终止临床试验，有研究者建议通过服用普通退热药如对乙酰氨基酚来控制体温，但更有效的方法应该是我们医学工作者通过化学修饰来减少这些化合物产生的高温的副作用。这说明通过进一步优化TRPV1 抑制剂的效能、物理性质、化学结构，对于TRPV1 抑制剂用于靶向治疗神经病理性疼痛在不久的将来成为有潜力的治疗剂具有重大意义。