胡 靜，程宇琪，朱祖欣，許秀峰

昆明醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院精神科（云南昆明 650032）

抑郁障礙（major depressive disorder，MDD)，是以心境低落、對活動失去興趣或愉快感為主要表現(xiàn)的心境障礙，臨床上較常見。人群中幾乎1/5者在其一生中經(jīng)歷過MDD。從患者的個人生活和社會經(jīng)濟負擔(dān)來看，MDD已成為一個公共衛(wèi)生問題，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，到2020年MDD將成為全球第二大疾病負擔(dān)。目前對MDD病因不清，其遺傳度為37%，其發(fā)生還受心理、社會、文化等多因素的共同作用。目前藥物是治療MDD最有效方法之一，抗抑郁藥主要作用于5－HT和NE等神經(jīng)遞質(zhì)，然而這些藥物發(fā)揮作用的機制仍然不是很清楚，加之臨床治療中藥物敏感性差、不良反應(yīng)明顯等使很多患者長期飽受折磨。進一步研究MDD的病因?qū)W機制，尋找抗抑郁藥治療新靶點已成為倍受關(guān)注的焦點，TREK1正是近年發(fā)現(xiàn)的與MDD相關(guān)的新靶點。本文從TREK1的結(jié)構(gòu)、分布、影響因素、功能特性及其與疾病的關(guān)系出發(fā)，對相關(guān)基因敲除的動物模型、STARD（Sequenced Treatment Alternatives to Relieve Depression)研究、功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging fMRI)等研究進展進行綜述。

有研究證實，氟西?。╢luoxetine)及其它SSRI可部分抑制腦內(nèi)TREK1濃度［1］;TREK1基因敲除的小鼠能夠增強5－HT的效能而抵抗抑郁的發(fā)生，并且能夠降低應(yīng)激狀態(tài)下糖皮質(zhì)激素水平［2］;TREK1基因的單核苷酸多態(tài)性與抗抑郁藥治療的反應(yīng)相關(guān)［3］;TREK1的基因型與犒賞相關(guān)腦活動的個體差異性關(guān)聯(lián)［4］。同時人們也日益關(guān)注到TREK1在神經(jīng)保護等方面的作用，這為研發(fā)新的對MDD有效抗抑郁藥物帶來了希望。

1 TREK1的結(jié)構(gòu)、分布

TREK1屬于神經(jīng)元活動背景雙孔鉀通道，通道主要由4個shaker糖蛋白（4個亞單位)構(gòu)成，相互間具有高度同源性。不同的生物，sbaker亞單位蛋白可以是shab、shaw或shal亞單位蛋白，通道亞單位四者只居其一，不能相互結(jié)合。每個亞單位蛋白迂回跨越細胞膜6次，形成6個跨膜段，分別命名為S1～S6區(qū)。此系離子通道發(fā)揮功能的區(qū)段之一，每個通道擁有4個重復(fù)的成分，通道每個亞單位含有2個功能區(qū)（poredomains)，因此TREK1屬雙P區(qū)型鉀通道家族。4個重復(fù)成分的功能區(qū)連接溝通，成為離子通路的干道，此結(jié)構(gòu)稱為“H5”區(qū)或通路區(qū) 。在S4區(qū)的氨基酸殘基帶正電荷，對膜電位變化敏感，當(dāng)膜去極化時，帶電荷的氨基酸發(fā)生電荷移動，分子重新排列，引起結(jié)構(gòu)改變，傳遞到功能區(qū)引起離子通道的開放;當(dāng)其自行移動時，則產(chǎn)生微弱的門控電流，為靜息的、外向整流的電壓和時間依賴型鉀通道，作為機械門控性（mechano－gated)K通道，其細胞膜在機械力作用下，容積大小發(fā)生改變，以此調(diào)控通道活性［5］。TREK1廣泛存在于大腦的神經(jīng)元，特別是尾狀核和殼核內(nèi)GABA豐富的中間神經(jīng)元;在前額葉、海馬、下丘腦［6］亦有表達;在中縫核5－HT神經(jīng)元和背根神經(jīng)節(jié)的感覺神經(jīng)元中也有發(fā)現(xiàn)［7］。TREK1在神經(jīng)元的突觸前膜和后膜均有表達，調(diào)節(jié)神經(jīng)元突觸前膜TREK1通道的開放能影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。實驗動物研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)有害刺激出現(xiàn)時，突觸前易化，引起感覺神經(jīng)元和運動神經(jīng)元之間神經(jīng)遞質(zhì)釋放。目前認為TREK1與神經(jīng)元相關(guān)疾病的關(guān)系主要集中在TREK1對突觸前膜神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)控。最近發(fā)現(xiàn)TREK1在外周的腸系膜動脈、皮膚毛細血管的內(nèi)皮細胞存在，參與內(nèi)皮依賴的血管擴張發(fā)揮重要作用［8］。在小鼠牙髓神經(jīng)元（14%)發(fā)現(xiàn)TREK1，可以作為治療牙髓過敏的新靶點［9］，在人類的子宮肌層細胞它和TASK1一起被定位于細胞內(nèi)和質(zhì)膜［10］。

2 TREK1興奮性的調(diào)節(jié)

2.1 物理刺激 TREK1通道與靜息電位有關(guān)，并參與調(diào)節(jié)神經(jīng)元的整體興奮性。它能被諸如機械刺激、細胞內(nèi)酸中毒、升高的體溫等物理刺激作用而影響其生物活性。全細胞膜片鉗記錄研究顯示:膜牽拉導(dǎo)致TREK1通道可逆性的開放，該機械刺激直接引起的通道開放，不依賴于細胞內(nèi)的Ca2+和ATP水平。研究中負壓刺激產(chǎn)生的興奮性明顯高于正壓所引起的興奮，提示特異性的細胞膨脹變形能優(yōu)先打開通道。從全面細胞的水平來看，當(dāng)細胞外液的滲透壓升高時，TREK1的離子流明顯減弱，細胞體積的改變通過影響膜的緊張度使通道開放。機械刺激通過脂質(zhì)雙分子層傳遞，肌動蛋白的細胞骨架使沖動在傳遞過程中被削減。［11］TREK1和肌動蛋白的細胞骨架之間相互作用并最終影響了神經(jīng)元的放電和突觸的發(fā)生。TREK1在100 ms的膜牽拉過程中表現(xiàn)出明顯的失活狀態(tài)，且不受細胞骨架和膜片切除等影響，該失活狀態(tài)為通道的四種循環(huán)狀態(tài)之一，是其固有的。TREK1的羧基端為通道的中樞，缺失將導(dǎo)致通道逐漸失活［11］。

細胞內(nèi)的pH亦改變電壓與通道激活之間的關(guān)系，當(dāng)pH降低時鉀通道甚至可能在正常電壓下打開，而細胞酸中毒時TREK1活性被抑制而失活［12］。此外持續(xù)的體溫上升刺激TREK1產(chǎn)生可逆性的興奮而使通道開放，其可耐受的最高體溫為32～37℃，體溫每升高1℃則電流幅度值增加0.9倍。TREK1熱興奮的前提是細胞的完整性，膜被破壞則TREK1對熱刺激失去反應(yīng)［13］。

2.2 化學(xué)刺激 除了被物理刺激所興奮外，TREK1亦能被諸如細胞內(nèi)的脂質(zhì)等化學(xué)刺激所激活。物理刺激和化學(xué)刺激共同作用調(diào)節(jié)TREK1的興奮性活動。在磷脂類中磷脂酰肌醇、磷脂酰乙醇胺、磷酯酰絲氨酸均能使TREK1產(chǎn)生興奮，甘油二酯作用剛好相反作為負調(diào)控因子存在;多不飽和脂肪酸，例如花生四烯酸能可逆性的引起通道開放;溶血磷脂酰膽堿刺激TREK1產(chǎn)生開放，和花生四烯酸一樣都與羰基鏈端的作用相關(guān)。

2.3 膜受體和第二信使 Gs、Gq偶聯(lián)的膜受體，Gs偶聯(lián)的5－HT4受體，神經(jīng)遞質(zhì)5－HT作用導(dǎo)致TREK1的興奮性下調(diào)，AKAP150的參與使G蛋白藕聯(lián)受體對TREK1的抑制作用。加強這一作用機理可能是由于AKAP150增加了TREK1與PKA的結(jié)合［14］。谷氨酸的代謝型受體mGluR1和mGluR1激活Gq蛋白偶聯(lián)的受體也可抑制TREK1的興奮性;磷脂酶C的水解產(chǎn)物PtdIns（4，5)P2使其去極化而興奮性減低;PKC興奮AKAP150的結(jié)合部位ser333和ser300進而激活Gq蛋白偶聯(lián)受體最終抑制通道的活動［15］。與上述作用相反，NO激活蛋白激酶G調(diào)節(jié)ser351的磷酸化提高TREK1的電流，TREK1在外周的腸系膜動脈、皮膚毛細血管參與內(nèi)皮依賴的血管擴張發(fā)揮的作用機理就可能是影響了NO 的產(chǎn)生［12］。

3 TREK1的藥理學(xué)作用

TREK1具有重要的藥理學(xué)作用，與P1型鉀離子通道所不同，它不被四乙銨、4－氨基吡啶等拮抗劑抑制;但它能被其它藥物抑制，如氟西汀。為了能在體外研究TREK1的藥理學(xué)作用，TREK1基因敲除小鼠起到了極其重要的作用。Trek1－/－突變小鼠的出現(xiàn)改變了人們對TREK1功能的認識，提出了很多新的觀點。臨床常用的揮發(fā)性全麻藥，如氯仿、異氟醚、乙醚、氟烷、N2O、環(huán)丙烷作用于該通道，發(fā)揮較強的鎮(zhèn)痛作用。此外它還參與人類的犒賞活動，在神經(jīng)保護、疼痛感覺、抑郁障礙等神經(jīng)元相關(guān)的活動中發(fā)揮了重要作用，最近TREK1介導(dǎo)了多不飽和脂肪酸制劑發(fā)揮血管擴張劑的作用［13］。

3.1 TREK1和麻醉 部分麻醉藥通過打開TREK1通道，導(dǎo)致神經(jīng)元超極化。Trek1－/－突變的小鼠對氯仿、氟烷、七氟醚、地氟醚的興奮性明顯減低，在Trek1－/－突變的小鼠，氟烷達到全麻時的濃度卻較野生型小鼠沒有差別，這可能是由于揮發(fā)性全麻藥的細胞分子機制仍有包括GABA受體在內(nèi)的其它靶點［15］。全細胞和單通道的膜片鉗研究同時發(fā)現(xiàn)單一TREK1的羧基端（CTDs)能夠介導(dǎo)利多卡因的部分抑制作用，但完全的抑制作用必須依靠CTDs與利多卡因結(jié)合后的相互作用［16］。最近運用全細胞膜片鉗研究發(fā)現(xiàn)單一的（h)TREK1的CTDs能夠介導(dǎo)利多卡因的部分抑制作用，但完全的抑制作用必須依靠CTDs與利多卡因結(jié)合后的相互作用［17］。

3.2 TREK1和疼痛感覺 TREK1通道受到包括加壓和加熱在內(nèi)的疼痛刺激而開放，Trek1－/－小鼠較野生型小鼠對疼痛刺激更為敏感，其DRG神經(jīng)元在30℃～45℃范圍內(nèi)對熱刺激的敏感性增加，但是當(dāng)給予冷刺激時TREK1通道的興奮性卻沒有發(fā)生變化。提示我們TREK1可能不參與冷感受過程。Trek1－/－小鼠較野生型小鼠對機械刺激的敏感性亦增加。因此更容易引起觸刺激誘發(fā)疼痛。TREK1對疼痛感受器的機械感受性起調(diào)節(jié)作用，參與了外周炎癥反應(yīng)的疼痛感受。炎癥介質(zhì)通過作用于痛覺感受器和溫度感受器引起了慢性疼痛，炎癥介質(zhì)所引起的痛覺感受器和溫度感受器超敏現(xiàn)象在Trek1－/－小鼠較野生型小鼠為低［16］。

3.3 TREK1和神經(jīng)元保護 TREK1通道的開放介導(dǎo)了神經(jīng)元的保護。Trek1－/－突變的小鼠更容易發(fā)生組織缺氧和癲癇，腦室內(nèi)自身或靜脈給藥的亞麻酸鹽和溶血磷脂起到神經(jīng)元保護的作用，紅藻氨酸鹽可誘發(fā)癲癇，這些作用在Trek1－/－突變的小鼠都是缺如的［15］。而正常機體內(nèi)，當(dāng)腦部缺氧時組織內(nèi)花生四烯酸被釋放，pH下降，細胞膨脹這些病理改變均能促進TREK1的開放。緊接著突觸前和突出后的神經(jīng)元超極化，保護神經(jīng)元免受谷氨酸興奮的神經(jīng)毒性作用。同樣的在利魯唑、N2O、氙發(fā)揮神經(jīng)元保護作用時，TREK1亦是開放的［18］。

3.4 TREK1和抑郁障礙 （1)基因敲除研究:較之野生型小鼠，TREK1缺陷的小鼠對抑郁相關(guān)的癥狀耐受性更強。在強迫游泳實驗（Porsolt forced swim test，F(xiàn)ST)中TREK1缺陷的小鼠在感到絕望并放棄前游泳的時間明顯延長。該TREK1缺陷小鼠的行為與接受SSRI治療的野生型小鼠極其相似。該行為表現(xiàn)與5－HT神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)，敲除TREK1減少突觸間隙cAMP的含量使5－HT對突觸前膜神經(jīng)元的負反饋被抑制，5－HT1A受體興奮性減低，突觸間隙的5－HT含量增加，最終對抑郁的發(fā)生具有抵抗作用。腦中5－HT敏感神經(jīng)元的電生理學(xué)檢測表明，較之野生型，TREK1缺陷小鼠的神經(jīng)元活化作用增強，若通過聯(lián)合用藥并阻止神經(jīng)遞質(zhì)合成、重吸收及再循環(huán)，使其耗竭則會逆轉(zhuǎn)TREK1缺陷小鼠的抑郁耐受表型。TREK1缺陷小鼠的行為表現(xiàn)所并非這類離子通道功能的普遍特點，缺乏TRAAK（TRAAK和TREK1均為在中縫背核表達的鉀離子通道)的小鼠模型并未顯現(xiàn)出抗抑郁表型，其5－HT傳遞正常并且仍然對抗抑郁藥物敏感。由于消除TREK1后誘導(dǎo)動物產(chǎn)生類似于抗抑郁藥治療后的表型，新型的TREK1阻滯劑可能具有抗抑郁效應(yīng)［1］。

（2)全細胞膜片鉗記錄研究:氟西?。╢luoxetine)及其他SSRI類抗抑郁藥可部分抑制腦內(nèi)TREK1，這些藥物的作用發(fā)揮一部分可能依賴于TREK1。1 Blackett Laboratory等通過全細胞膜片鉗記錄（whole－cell patch－clamp recording)的方法研究古菌素A 201細胞后，報道氟西汀及其代謝產(chǎn)物諾氟西汀抑制人的2P型鉀離子通道TREK1，氟西汀表現(xiàn)出對TREK1濃度依賴型的抑制作用，該抑制作用與電壓無關(guān)，半數(shù)抑制濃度為19μM，當(dāng)氟西汀濃度為100μM抑制了84%的TREK1電流。諾氟西汀對TREK1的抑制力更強，半數(shù)抑制濃度為9μM抑制作用也不受電壓影響。TREK1的羧基端仍然是抑制作用的中樞，切除TREK1的羧基端則氟西汀不能發(fā)揮抑制作用。E 306在TREK1發(fā)揮胞內(nèi)質(zhì)子傳感器的作用，當(dāng)谷氨酸（E)突變?yōu)楸彼幔ˋ)，則極大地降低了氟西汀對通道的抑制作用，100μM只能抑制40%的TREK1電流［2］。

（3)STARD研究:在 Roy H Perlis等人的STARD（Sequenced Treatment Alternatives to Relieve Depression)研究中發(fā)現(xiàn)TREK1的單核苷酸多態(tài)性與抗抑郁藥治療的積極反應(yīng)相關(guān)（rs10494996 A等位基因 ，rs12136349 G等位基因，rs2841608 C等位基因，rs2841616 G 等 位 基 因)［3］;而 SLC18A2（VMAT2)、S100A10、HDAC5與抗抑郁治療的反應(yīng)性無關(guān)。

（4)fMRI研究:目前已經(jīng)證實TREK1敲除的小鼠模型顯現(xiàn)出抗抑郁表型，且TREK1的單核苷酸多態(tài)性與抗抑郁的反應(yīng)相關(guān)，但是這些關(guān)聯(lián)的神經(jīng)機制尚不清楚。TREK1在犒賞相關(guān)的基底節(jié)區(qū)表達，那么TREK1的遺傳多態(tài)性是否與抑郁障礙快感缺失的癥狀相關(guān)呢?Daniel G.Dillon等人讓已進行基因分型的31名被試在fMRI的過程中完成延遲滿足的任務(wù)。結(jié)果顯示既往認為與積極地抗抑郁反應(yīng)相關(guān)的三個基因型（rs10494996 A，rs2841608 C，rs2841616 G)和強化基底節(jié)對獲益反應(yīng)的興奮性相關(guān)，但是不影響對懲罰或者無獲益反饋的反應(yīng)。TREK1的遺傳多態(tài)性不影響基底節(jié)區(qū)的體積，但是和被試自我報告快感缺失的測評有確切相關(guān)關(guān)系。TREK1基因保護性等位基因（protective alleles)的總數(shù)和對獲益反應(yīng)較強的其它腦區(qū)（前扣帶皮質(zhì)、眶額葉皮質(zhì)、前額葉皮質(zhì)兩側(cè))相關(guān)。TREK1的遺傳多態(tài)性和大腦犒賞反應(yīng)活動的個體差異相關(guān)。此外基底節(jié)區(qū)對犒賞的反應(yīng)還與多巴胺轉(zhuǎn)運體［dopamine transporter（DAT1)］兒茶酚－O－甲基轉(zhuǎn)移酶（catechol－O－methyltransferase，COMT)功能基因的多態(tài)性相關(guān)聯(lián)［4］。

TREK1作為新的與抗抑郁藥相關(guān)的靶點，現(xiàn)在對其結(jié)構(gòu)、功能、藥理學(xué)運用都有了初步的認識，而且TREK1在胃腸疾病、糖尿病等領(lǐng)域也發(fā)揮著作用。如何才能在加深對其了解的基礎(chǔ)之上研發(fā)出能有效治療抑郁障礙的新藥便成了新的課題。但要把TREK1拮抗劑一類的藥物運用到臨床治療抑郁障礙，我們還需關(guān)注它與經(jīng)典及非經(jīng)典抗精神病藥、鋰鹽等心境穩(wěn)定劑以及與其他抗抑郁抗焦慮藥的相互作用等。隨著對TREK1基因功能的進一步研究，能否也讓其加入到基因治療的行列中也是待解決的問題。

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