TRP 与痛风急性发作相关研究进展

胡舜杰 王子涛 王俊狄 吴华香

痛风是一种临床常见的因单尿酸盐结晶沉积于关节及软组织引起自身炎症的关节炎[1]。不同地区痛风的患病率存在着很大差异，欧美国家痛风患病率在1%～4%，而我国痛风患病率在1.1%左右，且逐年上升[2-3]。痛风的患病具有显著性别差异，在男性中更为多见，在亚洲，男女比例约为8∶1[4]。由于降尿酸治疗的普及率低、患者对降尿酸药物的依从性差、痛风患者护理不足等原因，该疾病的管理仍不完善[5]。寻找更多治疗痛风的靶点一直是临床研究的热点，瞬时受体电位通道（transient receptor potential，TRP）家族即为其中之一。本文对痛风急性发作与TRP 家族相关的研究进展作一综述。

1 TRP 概述

TRP 是一类由参与离子稳态和（或）信号转导的各种阳离子通透性通道组成的非选择性离子通道蛋白，常由4 个亚基（同源或异源四聚体）组成，位于质膜或细胞内膜，参与多种基本的细胞功能[6-7]。根据基因序列的同源性可将其划分为6 个亚家族：TRPA、TRPC、TRPM、TRPML、TRPP 和TRPV，其中大多数都是钙离子通道，感知多种理化信号，包括环境感知信号、胞外神经递质、胞内信使、温度、机械力和电压等[8]。TRPA、TRPC、TRPM、TRPV 在不同环节参与了不同关节炎的发病机制，而针对痛风相关模型，TRPV1、TRPV4、TRPA1 的研究受到较多的关注，针对性的研究也较为透彻。

2 TRPV1

TRPV1 通道是TRPV 亚家族中具有代表性的成员，也是最具特征性的TRP 通道[9]。TRPV1 可以被各种刺激激活，包括温度、pH 和广泛的内源性和外源性化合物（如辣椒素等），主要表达于三叉神经节神经元和背根神经节等感觉神经节内的小神经元上[9-10]。

2.1 TRPV1 在痛风发作中的作用 Hoffmeister 等[11]在大鼠踝关节注射单钠尿酸盐（monosodium urate，MSU）晶体，发现大鼠踝关节出现持续的疼痛样行为，伴有关节水肿，白细胞数量和髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）活性增加，关节液中IL-1β 升高，而注射MSU 的同时联合皮下注射选择性TRPV1 拮抗剂SB366791，能够减少这些事件的发生。Xu 等[12]的实验也验证了这一结果，而且发现MSU 处理小鼠的背根神经节细胞（dorsal root ganglion，DRG）中可以观察到钙应答和TRPV1 电流的荧光强度增加。另一项研究对MSU 诱导的痛风性关节炎大鼠模型行脑血容量（cerebral blood volume，CBV）加权的功能MRI 检查，发现其初级躯体感觉皮质和丘脑的CBV 增加，这些区域的TRPV1 表达上调，而鞘内注射AMG9810 可逆转TRPV1活性，显著降低皮层、纹状体和丘脑的CBV 反应，减少疼痛相关的步态异常[13]。这些研究证明了外周神经和中枢神经上表达的TRPV1 在MSU 诱导的痛风性关节炎的机械痛觉中均具有重要作用。

MSU 诱导的炎症可以通过激活TRPV1，诱导C-初级传入纤维释放P 物质，而加用NK1 受体拮抗剂RP67580，拮抗P 物质的作用，可减少MSU 诱导的痛觉和水肿[11]。P 物质可介导肥大细胞脱颗粒[14]，释放类胰蛋白酶、组胺、5-羟色胺等，其中释放的类胰蛋白酶可激活初级感觉神经元中蛋白酶激活的受体-2（proteinase-activated receptor-2，PAR-2），引起进一步的炎症反应和伤害性感受[15-16]，而组胺和5-羟色胺则会引起关节水肿，如用肥大细胞稳定剂色莫林预处理，则可减少肥大细胞脱颗粒，从而减轻MSU 引起的的疼痛和水肿。

2.2 TRPV1 激动剂和拮抗剂 TRPV1 激动剂（如辣椒素和树脂毒素）可引起痛觉和炎症，同时可选择性消融表达TRPV1 的感觉神经元，并在注射几天后产生镇痛作用[17-18]。临床上，TRPV1 阳性神经元的去功能化被用于治疗类风湿关节炎、骨关节炎等[19-21]。在MSU 介导的伤害性反应的研究中，得到的结果是相似的，全身应用树脂毒素可显著降低MSU 介导的伤害性反应和水肿，而同时腹腔注射QX-314（钠通道阻滞剂）及辣椒素沉默TRPV1阳性神经元，可达到相同的疗效[22]。

桉油精是大多数桉树挥发物的特征性成分，一种具有抗炎镇痛作用的单萜氧化物，常用于治疗各种传染病、流感、咽喉痛、呼吸系统疾病和疼痛[23]。桉油精可显著降低MSU，引起踝关节的局部组织和背根节神经元的TRPV1 表达上调，减轻MSU 诱导的氧化应激、NLRP3 炎症小体的激活、促炎细胞因子的产生，从而减轻关节疼痛和水肿[24]。

3 TRPV4

TRPV4 是TRPV 家族中的一员，作为细胞机械传感器可感知机械压力，如渗透性膨胀及收缩、拉伸、剪切、表面膨胀等，同时也可感知热刺激和花生四烯酸代谢产物等化学因素[25-26]，在软骨细胞、巨噬细胞、表皮形成细胞等组织细胞处均有选择性表达[27]。

3.1 TRPV4 在痛风急性发作中的作用 近期研究发现，在痛风小鼠模型中，TRPV4 是MSU 晶体诱导的疼痛和炎症不可或缺的一环。在小鼠的滑膜单个核细胞和人外周血的单个核细胞中均发现，痛风发作组TRPV4 的表达高于对照组[28]。MSU 晶体与吞噬细胞膜结合过程中产生的张力会改变表面曲率，打开离子通道[29]，这种激活伴随着电流变化，直接调节NLRP3 的炎性小体活性[30]。Lan 等[28]的研究发现，MSU 晶体和GSK101（TRPV4 的 激 活 剂）均 可 通 过TRPV4 激活NLRP3 炎性小体，诱导产生IL-1β。但两者诱导产生IL-1β 的过程有所不同，GSK101 诱导产生IL-1β 可被钙离子螯合剂BAPTA-AM 完全阻断，说明这个过程在很大程度上依赖于TRPV4 介导的细胞内Ca2+信号。而MSU 晶体则不同，BAPTA-AM 只能阻断一半的IL-1β的产生，细胞松弛素D（肌动蛋白聚合抑制剂，用于阻断吞噬作用）则可阻止几乎所有MSU 晶体引起的IL-1β 的产生，此外药物阻断和基因消融TRPV4 功能均可显著降低巨噬细胞的吞噬功能，说明MSU 晶体可以通过吞噬作用诱导IL-1β 的产生，而不完全依赖于TRPV4 介导的细胞内Ca2+信号[28]。晶体的吞噬可产生大量活性氧（reactive oxygen species，ROS），实验中加用谷胱甘肽乙酯和N-乙酰半胱氨酸，可显著降低MSU晶体诱导的IL-1β 的产生，而对GSK101 诱导产生的IL-1β 影响甚少[28，31]。因此认为MSU 晶体与巨噬细胞的直接接触调控TRPV4，通过吞噬产生大量的ROS，引起溶酶体渗漏，从而激活NLRP3 炎性小体，诱导产生IL-1β[28]。

3.2 TRPV4 与TRPV1 的相互作用 既往的研究表明，表达TRPV1 的初级伤害感受器是MSU 晶体诱导的感觉反应的下游介质[11,22]。而Lan 等[28]用TRPV1 激动剂树脂毒素（resiniferatoxin，RTX）处理表达TRPV1 的初级伤害感受器，可有效减轻MSU 晶体诱导的关节肿胀程度，降低IL-1β 水平、中性粒细胞和巨噬细胞数量、MPO 活性以及滑膜巨噬细胞TRPV4 mRNA 表达。这说明在MSU 晶体诱导的巨噬细胞依赖性炎症中，表达TRPV1 的初级伤害性感受器可反过来促进表达TRPV4 的巨噬细胞的功能，形成正反馈回路，进而增强关节炎症[28]。因此，表达TRPV1 的初级伤害性感受器和表达TRPV4 的滑膜巨噬细胞之间的相互作用对于MSU 晶体诱导的急性痛风发作是至关重要的[28]。

4 TRPA1

TRPA1 是TRP 家族的另一成员，表达于初级感觉神经元细胞、胶质细胞、单核细胞等，可感知温度的变化、机械刺激及化学刺激[32-33]，其中氧化应激产生的一系列内源性化合物如过氧化氢、4-羟基壬烯醛等均可激活TRPA1，从而感知有害寒冷，因此TRPA1 被认为是氧化应激的感受器[34-35]。

Trevisan 等[36]研究发现，将MSU 晶体注射于大鼠足底，诱导其痛风发作，随后注射或口服TRPA1 拮抗剂HC-030031 后，可分别较对照组减轻87%和75%的关节水肿，在TRPA1 基因敲除的小鼠模型中得到的结果相似，较野生型小鼠减轻95%的关节水肿，因此说明TRPA1 参与MSU 晶体诱导的关节炎性水肿的发生。而急性痛风发作关节疼痛的研究结果与关节水肿的研究结果相似，急性痛风发作通常表现为冷痛和灼痛相交织的疼痛状态，在TRPA1 基因敲除的小鼠中皮下注射MSU 晶体，其出现的持续性痛觉和冷痛均较对照组减少，炎症细胞及炎症因子的积聚也有所减少，说明TRPA1 是MSU 晶体诱导的炎症过程中触发冷痛的关键，然而在对TRPV1 的研究中并未发现与冷痛相关[37-38]。

进一步的研究发现，小鼠踝关节注射MSU 晶体后，关节中浸润的巨噬细胞大量释放IL-33，促进中性粒细胞积聚，通过生长刺激表达基因2 蛋白（growth stimulation expressed gene 2，ST2），激活中性粒细胞依赖的ROS（主要为过氧化氢），进而激活DRG 神经元的TRPA1，产生伤害性感觉[39]。同时，在炎症状态下支配踝关节的DRG 神经元的TRPA1 通道活性显著增强，从而导致痛风时炎症发作的关节对内源性ROS 产物的伤害反应增强[39]。

5 小结

TRP 家族是一类瞬时受体电位通道，越来越多的研究证实了各种TRP 通道在痛风中的作用。TRPV4通过机械感知MSU，激活NLRP3 炎性小体参与了痛风的发作。TRPA1 和TRPV1 则主要在伤害感受器上表达而介导痛风的疼痛，其中TRPA1 主要感知冷痛，其激活与ROS 相关，TRPV1 的激活会引起肥大细胞脱颗粒，与伤害性反应和水肿相关。目前针对各类离子通道的药物正在研发中，对TRP 通道的进一步研究可能会为治疗痛风发作及缓解疼痛带来新的思路与方法。