李雪，袁杰，秦榜勇

(遵義醫(yī)科大學附屬醫(yī)院疼痛科，貴州 遵義 563003)

神經(jīng)病理性疼痛是感覺神經(jīng)系統(tǒng)病變引起的一種慢性疾病，常在神經(jīng)和脊髓損傷或疾病后出現(xiàn)，在臨床上較為常見，如糖尿病神經(jīng)病理性疼痛、帶狀皰疹及帶狀皰疹后神經(jīng)病理性疼痛、癌痛等。神經(jīng)病理性疼痛給患者的身心健康帶來巨大影響，導(dǎo)致患者身體衰弱和生活質(zhì)量下降[1]。全世界有6.9%～10%的人患有神經(jīng)病理性疼痛[2]。許多疾病也可引起神經(jīng)病理性疼痛，如糖尿病、中風以及脊髓損傷等[3],其特點是痛覺過敏、痛覺超敏以及自發(fā)性疼痛[4]。目前神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機制不清，治療效果也欠佳。目前認為神經(jīng)病理性疼痛發(fā)生的基礎(chǔ)是中樞敏化與外周敏化，興奮性氨基酸及其受體、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyrate,GABA)及其受體、離子通道變化及其他疼痛相關(guān)受體表達的上調(diào)或激活引起敏化的發(fā)生，最終導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛[5]。這些受體相互影響、相互關(guān)聯(lián)，共同調(diào)節(jié)神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生與發(fā)展。蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)作為胞內(nèi)的第二信使，在傷害性刺激的傳導(dǎo)中發(fā)揮重要作用，如在初級傳入神經(jīng)元中，PKC將外周損傷產(chǎn)生的傷害性刺激信號傳入到脊髓背角，參與對疼痛的調(diào)節(jié)[6]。同時PKC整合多種受體通道產(chǎn)生的效應(yīng)，增強興奮性信號通路并減少抑制性信號通路，引起疼痛[7]。PKC與中樞敏化、外周敏化的形成密切相關(guān)，可能參與神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生發(fā)展，其機制可能與PKC促進某些炎癥因子、離子通道、氨基酸受體、P2X受體(P2X receptor,P2XR)、sigma-1受體等的表達或激活有關(guān)。

1 PKC的結(jié)構(gòu)及作用

PKC是由單一肽鏈組成的多功能絲氨酸/蘇氨酸激酶家族，其N端含有調(diào)節(jié)域，C端含有催化域。PKC有10個亞型，分別為α、βⅠ、βⅡ、γ、δ、ε、θ、η、ζ和λ，可被多種激素、生長因子及神經(jīng)遞質(zhì)激活，這些刺激因子與受體結(jié)合后激活磷脂酶C(phospholipase C,PLC)家族成員，產(chǎn)生二酰甘油(diacylglycerol，DAG)，DAG可直接激活PKCδ、ε、θ和η，而PKCα、βI、βⅡ和γ可被Ca2+激活；PKC的激活也可在沒有上述第二信使時發(fā)生，胞質(zhì)內(nèi)高水平的Ca2+可直接激活PLC，進而激活PKC；PKCζ和λ的激活不需要DAG和Ca2+[8]。大部分非激活狀態(tài)PKC位于細胞質(zhì)，在Ca2+和DAG作用下轉(zhuǎn)位到細胞膜活化后發(fā)揮作用。PKC廣泛分布于外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，參與細胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，在傷害性刺激的傳導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，PKC在中樞敏化與外周敏化的發(fā)生中起關(guān)鍵作用[9]。初級感覺神經(jīng)元的外周敏化和脊髓背角的中樞敏化是病理性疼痛的主要機制。外周敏化是指初級傷害性感受器神經(jīng)元發(fā)生超敏化。神經(jīng)損傷后會導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)生炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激反應(yīng)以及離子通道改變等，其與外周敏化的形成密切相關(guān)。中樞敏化指中樞傷害性感受神經(jīng)元發(fā)生行為依賴性的可塑性變化。研究證實多種蛋白激酶啟動并維持中樞敏化[10]。PKC可能是外周和中樞敏化的主要調(diào)節(jié)因子[11]。在炎性痛和神經(jīng)病理性疼痛模型中，PKC的表達上調(diào)，使用PKC抑制劑可明顯減弱痛覺過敏[12]。因此，PKC可能是治療神經(jīng)病理性疼痛的一個重要靶點。

2 PKC在神經(jīng)病理性疼痛中的作用

2.1神經(jīng)炎癥反應(yīng) 神經(jīng)損傷后外周的肥大細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等免疫細胞釋放大量炎癥介質(zhì)，如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)、組胺、白細胞介素(interleukin，IL)-1、IL-6、速激肽、前列腺素E2(prostaglandin E2，PGE2)等，引起外周傷害性感受器敏化和PKC激活,從而降低傷害感受器的閾值，增加神經(jīng)元細胞膜的興奮性，刺激初級傷害感受器激活和沖動傳遞，導(dǎo)致痛覺過敏。在小鼠炎癥性疼痛模型中檢測到TNF-α、IL-1β等表達的升高，產(chǎn)生痛覺過敏，而抑制PKC通路可抗痛覺過敏[13-14]。在甲醛所致的炎癥性疼痛模型中，激活PKC可提高一氧化氮合酶的活性，促進一氧化氮(nitric oxide，NO)產(chǎn)生，導(dǎo)致熱痛與機械痛閾值降低，抑制PKC可明顯降低一氧化氮合酶的活性，減少NO生成，使熱痛與機械痛閾值增高[15]。PGE2可調(diào)節(jié)PKC的活化，PGE2受體EP3D可直接激活PKC引起的痛覺過敏，使用PKCε抑制劑可拮抗PGE2誘導(dǎo)的痛覺過敏[16]。另外，磷酸化的PKC可磷酸化核因子(nuclear factor，NF)κB抑制蛋白而使其降解，導(dǎo)致NF-κB活化[17]，進而促進炎癥介質(zhì)如TNF-α、IL-1β、IL-6等釋放，導(dǎo)致疼痛的發(fā)生與發(fā)展。

2.2離子通道的變化 神經(jīng)損傷后中樞神經(jīng)系統(tǒng)或周圍神經(jīng)系統(tǒng)感覺神經(jīng)元離子通道的改變與神經(jīng)病理性疼痛密切相關(guān)，目前臨床證據(jù)顯示3個電壓門控離子通道家族NaV、CaV、超極化激活的環(huán)核苷酸門控的陽離子通道(hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gate cation channel,HCN)參與了神經(jīng)元興奮性調(diào)節(jié)[18]。

電壓門控鈉通道是疼痛感知的關(guān)鍵，在神經(jīng)元細胞動作電位的產(chǎn)生和傳播中起著至關(guān)重要的作用，動作電位對傷害性信號的傳導(dǎo)非常重要。Nav1.1～1.9 9種亞型在周圍神經(jīng)系統(tǒng)或脊髓中表達[19]，其中Nav1.7、Nav1.8、Nav1.9在外周神經(jīng)系統(tǒng)表達[20]，與神經(jīng)病理性疼痛密切相關(guān)。在紫杉醇誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛模型中，背根神經(jīng)節(jié)中Nav1.7的表達增加，用選擇性Nav1.7通道阻滯劑鞘內(nèi)注射可明顯減輕疼痛[21]。在疼痛性小纖維神經(jīng)病患者中，Nav1.8的功能發(fā)生增益突變，導(dǎo)致了背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的高興奮性[22]；用小干擾RNA敲除Nav1.8可減輕慢性坐骨神經(jīng)縮窄性損傷大鼠的機械性痛覺過敏[23]。NaV1.9的激活可促進降鈣素基因相關(guān)肽的釋放，從而引起疼痛[24]。有研究表明，PKC可通過調(diào)控電壓門控鈉通道調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性，在神經(jīng)病理性疼痛的形成中起重要作用[25]。

電壓門控鈣離子通道幾乎在所有的可興奮細胞上表達，其活性與神經(jīng)元細胞的興奮性相關(guān)[26]，參與外周敏化和中樞敏化的發(fā)生。Cav通道可分為3個亞類：Cav1(Cav1.1～1.4)、Cav2(Cav2.1～2.3)和Cav3(Cav3.1～3.3)。文獻報道，細胞膜上的Cav被激活后使Ca2+進入細胞質(zhì)，調(diào)制信使效應(yīng)蛋白，引起相應(yīng)變化[27]。抑制Cav通道可減輕神經(jīng)源性炎癥反應(yīng)和與組織損傷相關(guān)的疼痛[28]。當機體受到傷害性刺激或神經(jīng)損傷時Cav開放，大量Ca2+內(nèi)流激活PKC，促進疼痛的發(fā)生與發(fā)展。

HCN有4種亞基(HCN1～4)，廣泛表達于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)，激活后對Na+/K+通透并產(chǎn)生內(nèi)向電流，調(diào)節(jié)神經(jīng)元細胞興奮性，參與神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生與維持，抑制HCN的活性可以抑制神經(jīng)病理性疼痛的痛覺過敏[29]。但Gao等[30]的研究表明，在慢性縮窄性坐骨神經(jīng)損傷后扣帶回前皮質(zhì)第5層錐體神經(jīng)元中HCN1通道蛋白的表達下調(diào)，內(nèi)向電流受抑制，神經(jīng)元興奮性增加，引起痛覺過敏，而使用PKC抑制劑后可恢復(fù)受抑制的內(nèi)向電流，痛覺過敏減弱。Williams等[31]的研究表明，PKC可雙向調(diào)節(jié)海馬錐體神經(jīng)元的HCN，PKC受抑制可增強HCN1通道蛋白的表達，相反可促進HCN1的磷酸化。綜上，PKC與HCN的關(guān)系還有待進一步研究確定。

瞬時受體電位(transient receptor potential，TRP)通道為非選擇性陽離子通道蛋白，廣泛分布于多種組織和細胞類型。哺乳動物的TRPs通道包括TRPC(1～7)、TRPV(1～6)、TRPM(1～8)、TRPA1、TRPP(1～3)和TRPML(1～3)6個亞家族，其激活后引起Na+、Ca2+內(nèi)流，K+外流。在傷害性神經(jīng)元中，TRP通道的激活可產(chǎn)生動作電位傳導(dǎo)傷害性信號，進而產(chǎn)生疼痛[32]。Cao等[33]的研究表明，TRPM8通道參與神經(jīng)病理性疼痛的產(chǎn)生，可能與其受PKC、NF-κB的調(diào)控有關(guān)。TRPV1是一種辣椒素受體，對Ca2+具有較高的通透性。在外周神經(jīng)系統(tǒng)中，PKC激活后最終通過TRPV1通道改變電流，導(dǎo)致熱痛覺過敏；在大鼠傳入神經(jīng)元中，PKC激活后促進TRPV1向細胞表面胞吐，增加辣椒素誘導(dǎo)的TRPV1電流，而抑制PKC活化則可減少電流產(chǎn)生，PKC可能是TRPV1整合熱損傷和組織損傷產(chǎn)生痛覺過敏的主開關(guān)[7]。Rajasekhar等[34]的研究表明，PKC可通過激活嘌呤受體P2Y1，從而激活TRPV4產(chǎn)生疼痛。Dall′acqua等[35]的研究表明，TRPA1可能通過PGE2對PKCε進行調(diào)控，鞘內(nèi)注射TRPA1拮抗劑可以減輕由PGE2或PKCε引起的痛覺過敏，而向大鼠后爪注射PGE2卻不能增加大鼠背根神經(jīng)節(jié)中TRPA1的表達。

2.3興奮性/抑制性神經(jīng)遞質(zhì)及其受體 谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，其受體主要有α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異唑丙酸受體、紅藻氨酸受體(kainate receptors，KAR)、N-甲基-D-天冬氨酸受體、代謝型谷氨酸受體(metabotropic glutamate receptor，mGluR)。PKCγ促進α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異唑丙酸受體亞基GluR 1絲氨酸831磷酸化，引起Ca2+內(nèi)流，增加神經(jīng)元興奮性[11]。PKC可減少Mg2+對N-甲基-D-天冬氨酸受體通道的阻滯以增強N-甲基-D-天冬氨酸的反應(yīng)[36]，促進中樞敏化的發(fā)生。mGluR有8個亞型，其中mGluR 1和mGluR 5與維持興奮性突觸傳遞的長時程增強密切相關(guān)，傷害性刺激發(fā)生后，活化的mGluR 1和mGluR 5激活PLC，產(chǎn)生肌醇1，4，5-三磷酸甘油和DAG，肌醇1，4，5-三磷酸可促進內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的Ca2+轉(zhuǎn)移至胞質(zhì)中，在DAG和Ca2+作用下PKC被激活，促進疼痛的發(fā)生與發(fā)展[37]。KAR是離子型谷氨酸受體，由5個亞基(GluK1～5)通過四聚體組合。PKC磷酸化KAR可調(diào)節(jié)KAR介導(dǎo)的突觸傳遞和長期抑制[38]。GABA是廣泛分布于脊髓的一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì),GABA水平降低可導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)展。PKC是GABAA受體的重要變構(gòu)調(diào)節(jié)劑之一，一些PKC亞型直接與特定的GABAA受體亞單位的細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域結(jié)合，通過激活該激酶細胞內(nèi)通路的方式快速調(diào)節(jié)受體活性[39]。此外，在病理性疼痛時，細胞內(nèi)Ca2+的增加激活PKC，磷酸化的PKC可通過控制GABAA受體內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子，調(diào)節(jié)GABA受體的作用[40]。

2.4P2XR家族 P2XR是很重要的傷害性受體，包括7個亞基(P2X1-7)，活化后細胞膜對Na+、K+、Ca2+通透，并引起一系列生理或病理變化，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)傳遞效能的改變和細胞死亡等[41]。在小膠質(zhì)細胞中高度表達的P2X4R、P2X7R和背根節(jié)中高度表達的P2X3R在神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，P2X4R、P2X7R和P2X3R表達的下調(diào)可減輕神經(jīng)病理性疼痛的痛覺過敏[42-43]。有文獻報道，PKC介導(dǎo)的磷酸化可調(diào)控P2XR通道的功能[44]。在脊髓神經(jīng)損傷模型中，背根節(jié)中的PKC通過P2XR激活電壓門控鈉通道，引起大鼠痛覺過敏[45]。P2XR家族中每個亞基都包含2個跨膜結(jié)構(gòu)域，N端和C端都朝向細胞質(zhì)，大的胞外環(huán)包含ATP結(jié)合位點，P2XR的N端和C端提供了細胞內(nèi)因子調(diào)控的獨特區(qū)域，N端結(jié)構(gòu)域中PKC位點的存在可能是PKC介導(dǎo)P2XR發(fā)生磷酸化的原因，PKC的激活既能通過P2X3R增強Ca2+信號，又能增強陽離子電流[46]。

2.5sigma-1受體 Sigma-1受體是一種獨特的配體調(diào)控伴侶蛋白，可調(diào)節(jié)Ca2+水平、氧化應(yīng)激、神經(jīng)遞質(zhì)受體及離子通道的活性[47]，促進中樞敏化與外周敏化[48]，對不同類型神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生發(fā)展起關(guān)鍵作用。sigma-1受體調(diào)節(jié)質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中Ca2+的水平，激活PKC，促進疼痛的發(fā)生與發(fā)展，脊髓背角細胞中PKC過表達時，sigma-1受體激動劑預(yù)處理可使脊髓背角細胞對熱刺激或機械性刺激的傷害性反應(yīng)增強，用sigma-1受體拮抗劑可逆轉(zhuǎn)PKC的表達；選擇性PKC抑制劑預(yù)處理可阻斷由sigma-1受體激動劑引起的熱痛覺過敏[48-49]。另外，sigma-1受體可通過調(diào)節(jié)PLC進而調(diào)節(jié)PKC的活性[49]?？梢姡琍KC的活化是sigma-1受體引起神經(jīng)病理性疼痛的途徑之一。

2.6膠質(zhì)細胞的活化 神經(jīng)膠質(zhì)細胞包括星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞。文獻報道，神經(jīng)元與膠質(zhì)細胞間的相互作用對于神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)展和維持很重要，膠質(zhì)細胞活化后誘導(dǎo)脊髓內(nèi)的促炎介質(zhì)和細胞因子產(chǎn)生，參與神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生與維持[50]。小膠質(zhì)細胞位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在神經(jīng)損傷和免疫刺激作用下被激活，活化的小膠質(zhì)細胞可釋放促炎細胞因子、趨化因子等[51]。星形膠質(zhì)細胞可釋放神經(jīng)遞質(zhì)，如谷氨酸和ATP等，其對突觸有很強的調(diào)節(jié)作用[52]?；罨哪z質(zhì)細胞釋放的一些炎癥因子可以激活PKC，引起疼痛的發(fā)生與發(fā)展，如膠質(zhì)細胞釋放的IL-1β通過激活神經(jīng)元內(nèi)的PKC抑制突觸后GABA受體的活性，進而促進疼痛的發(fā)生[53]。

3 展 望

神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機制十分復(fù)雜，目前尚未完全明晰其具體機制。PKC通過調(diào)控炎癥反應(yīng)、離子通道、細胞因子等在神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生、發(fā)展和維持中發(fā)揮作用，但其與神經(jīng)病理性疼痛的具體關(guān)系還需要進一步的研究和探討，以了解PKC及其抑制劑在神經(jīng)病理性疼痛中的潛在作用。另外，疼痛敏感性和慢性疼痛患病率有性別差異，女性對炎癥的反應(yīng)較男性更強[54]，對于性別是否可通過影響PKC表達而影響疼痛還需進一步的研究，以期開發(fā)出鎮(zhèn)痛效果好、不良反應(yīng)更小的鎮(zhèn)痛藥物。