蔡楊乾 施任怡 周 游 杜俊英 房軍帆 何曉芬 林咸明 梁 宜,2 方劍喬

（1 浙江中醫(yī)藥大學(xué)第三臨床醫(yī)學(xué)院浙江省針灸神經(jīng)病學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310053；2 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第三醫(yī)院針灸科，杭州 310005）

疼痛作為繼呼吸、脈搏、血壓、體溫之后的第五個(gè)生命指征，也是臨床最常見的癥狀之一，常與其他疾病伴隨發(fā)生，嚴(yán)重影響病人正常工作和日常生活，極大地降低病人的生活質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國有慢性疼痛病史者大約占人口20%～30%；大多數(shù)慢性疼痛病人在服用非甾體抗炎藥 (nonsteroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDs) 或阿片類藥物后，雖然能在一定程度上緩解疼痛，但是NSAIDs 和阿片類藥物帶來的藥物不良反應(yīng)不可忽視，干擾著臨床慢性疼痛的治療。已有研究證實(shí)，外周 P2X3 受體在初級感覺神經(jīng)元介導(dǎo)的痛覺傳入中發(fā)揮重要作用[1]，參與不同類型病理性疼痛的發(fā)生和維持。藥理學(xué)研究也證實(shí)，鞘內(nèi)注射 P2X3 選擇性受體拮抗劑A-317491 或 P2X3 受體基因siRNA 可有效緩解多種神經(jīng)病理性疼痛[2,3]。然而外周P2X3 受體在不同類型病理性疼痛模型的表達(dá)時(shí)效性是否存在差異，尚未見報(bào)道。本文綜述相關(guān)研究文獻(xiàn)，以期揭示不同疼痛模型的外周P2X3 受體變化特征，初步揭示其在不同病理性疼痛的作用差異，以及為后期研發(fā)鎮(zhèn)痛相關(guān)藥物尋找靶點(diǎn)。

一、P2X3 受體結(jié)構(gòu)、分布和特性

1. P2X3 受體結(jié)構(gòu)和分布

P2X3 受體在單一亞基上存在4 個(gè)腺苷三磷酸 (adenosine triphosphate, ATP) 結(jié)合位點(diǎn)，由2 個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域、位于胞內(nèi)的N 末端和C 末端、位于胞外環(huán)結(jié)構(gòu)的保守序列構(gòu)成。P2X3 受體可由背根神經(jīng)節(jié) (dorsal root ganglion, DRG) 胞體合成后轉(zhuǎn)運(yùn)到外周端和中樞端，外周端分布在DRG 神經(jīng)元、三叉神經(jīng)節(jié) (trigeminal ganglia, TG) 神經(jīng)元等初級感覺神經(jīng)元上，中樞端軸突末梢投射入脊髓背角的II 層深部、腦干和中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)[4]。有研究證實(shí)，外周P2X3 受體高選擇性地表達(dá)在 DRG、TG 等初級感覺神經(jīng)元，尤其以中小型神經(jīng)節(jié)細(xì)胞為主[5]。

2. P2X3 受體的特性

ATP 作為體內(nèi)的一種供能物質(zhì)，也是廣泛存在于周圍和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)，與疼痛密切相關(guān)。嘌呤與嘧啶受體包括P1 和P2 受體，腺苷為腺嘌呤核苷酸前體和代謝產(chǎn)物，主要激活P1 受體，而ATP 及其類似物和UTP 等作用于P2 受體。P1受體又稱為腺苷受體，包括A1、A2a、A2b 和A3四個(gè)亞型，為G-蛋白偶聯(lián)型受體 (G protein couple receptor, GPCRs)；P2 受體又稱為ATP 受體，分為P2X 和P2Y 受體兩大類[6]。

P2X 受體為配體門控性離子通道 (ligand gated ion channels, LGICS) 型受體，與胞外ATP 結(jié)合，允許Na+、K+、Ca2+等陽離子通透，目前已明確有7種P2X受體亞型，P2X3受體是其中的7個(gè)亞型之一。P2X3 受體為配體門控非選擇性陽離子通道受體，能與胞外的ATP 選擇性結(jié)合[7]。ATP 將其激活后，允許Na+、K+、Ca2+通過，尤以Ca2+的通透性最為明顯，在傷害性信息的產(chǎn)生、傳遞中起著重要的作用。當(dāng)機(jī)體受到傷害或神經(jīng)損傷后釋放大量ATP，釋放的ATP 可作用于感覺神經(jīng)元上的 P2X3 受體，誘發(fā) P2X3 受體的去極化，從而激活 P2X3 受體從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜，使其膜表達(dá)增加[8]，進(jìn)而參與傷害性信息傳遞和痛覺敏化。

二、外周 P2X3 受體與疼痛

1. 激活外周 P2X3 受體介導(dǎo)疼痛發(fā)生

近年來大量研究表明外周 P2X3 受體在炎性痛、神經(jīng)病理性疼痛以及骨癌痛中發(fā)揮重要作用，外周 P2X3 受體表達(dá)增加可誘發(fā)大鼠的機(jī)械痛覺過敏，導(dǎo)致疼痛發(fā)生。Liu 等[9]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，P2X3 受體是通過介導(dǎo)神經(jīng)元鈣通道 VILIP-1 在背根神經(jīng)節(jié)表達(dá)上調(diào)，增加神經(jīng)元興奮性，參與癌痛的產(chǎn)生。另有研究發(fā)現(xiàn)[10]在大鼠足底注射 P2X3受體激動劑 α, β-meATP 后，可觀察到劑量相關(guān)的急性傷害性反應(yīng)，比如大鼠的抬足、縮足和舔足等反應(yīng)。在炎性痛、神經(jīng)病理性痛和骨癌痛大鼠的足底注射一定劑量的α, β-meATP 后，均可增強(qiáng)大鼠縮足、舔足等傷害性行為反應(yīng)。因此，筆者認(rèn)為激活外周P2X3 受體可以誘發(fā)大鼠的痛覺過敏，介導(dǎo)疼痛的發(fā)生。

2. 抑制外周 P2X3 受體發(fā)揮鎮(zhèn)痛效應(yīng)

通過P2X3 受體基因沉默[3]、鞘內(nèi)注射P2X3 選擇性受體拮抗劑A-317491[2]、鞘內(nèi)注射反義寡核苷酸[11]等抑制外周P2X3 受體表達(dá)或活性，可以顯著減輕痛覺過敏，發(fā)揮鎮(zhèn)痛效應(yīng)。有研究發(fā)現(xiàn)[2]大鼠鞘內(nèi)注射 P2X3 選擇性受體拮抗劑A-317491 后，可明顯減輕由弗氏佐劑誘發(fā)的機(jī)械痛覺過敏反應(yīng)。另有研究發(fā)現(xiàn)鞘內(nèi)注射特異性P2X3 受體拮抗劑A-317491 或P2X3 受體反義寡脫氧核苷酸后，大鼠DRG 上的P2X3 受體蛋白表達(dá)顯著降低，且大鼠患側(cè)的機(jī)械痛覺過敏減輕，緩解了大鼠的骨癌痛[12,13]。因此，通過抑制外周P2X3 受體的活化可能減輕大鼠痛覺過敏，達(dá)到鎮(zhèn)痛的效果。

三、外周P2X3 受體活化與不同類型病理性疼痛的作用

1. 外周P2X3 受體與炎性痛

P2X3 受體活化是介導(dǎo)炎性痛敏反應(yīng)的主要物質(zhì)之一。炎性因子前列素E2可以直接激活蛋白激酶 (Protein Kinase C, PKC)，磷酸化的PKC 進(jìn)一步增加P2X3 瞬時(shí)電流，引起炎性痛的痛覺過敏。在急性和慢性炎性痛模型中，P2X3 受體表達(dá)與大鼠痛閾變化密切相關(guān)[14～16]。有研究發(fā)現(xiàn)鞘內(nèi)注射P2X3 受體選擇性拮抗劑A-317491[2]或反義寡核苷酸[11]，可明顯減輕由完全弗氏佐劑 (complete freund's adjuvant, CFA) 誘發(fā)的各種痛覺過敏反應(yīng)、降低慢性炎癥所致的熱痛覺過敏和機(jī)械性痛覺過敏。但在角叉菜膠誘發(fā)的急性炎性痛大鼠鞘內(nèi)注射A-317491 僅能減輕機(jī)械痛覺過敏，對于熱痛覺過敏無影響[17,18]。P2X3 受體介導(dǎo)急、慢性炎性痛在時(shí)間點(diǎn)上存在差異：在角叉菜膠誘發(fā)的急性炎性痛模型中，P2X3受體活化與大鼠痛閾改變在時(shí)間上存在不對等性，與CFA 誘發(fā)的慢性炎性痛有所不同?；诂F(xiàn)有研究結(jié)果，認(rèn)為 P2X3 受體參與急、慢性炎性痛的發(fā)生、發(fā)展和維持（見表1）。

2. 外周 P2X3 受體與神經(jīng)病理性疼痛

神經(jīng)病理性疼痛由軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的損傷或疾病而直接造成的疼痛，是一種慢性疼痛，主要病理特征為自發(fā)的持續(xù)性或多變性疼痛、痛覺過敏和痛覺超敏。在三種常用神經(jīng)病理性疼痛模型中外周P2X3 受體表達(dá)各異：脊神經(jīng)結(jié)扎 (spinal nerve ligation, SNL) 致神經(jīng)病理性疼痛大鼠受損 (L5-6) DRG中P2X3 受體表達(dá)降低，而未受損 (L4) DRG 中表達(dá)增加；而坐骨神經(jīng)慢性結(jié)扎損傷 (chronic constriction injury, CCI)、保留性坐骨神經(jīng)損傷 (spared nerve injury, SNI) 致神經(jīng)病理性痛大鼠 DRG P2X3 受體表達(dá)則顯著增強(qiáng)[20,21,24]。有研究報(bào)道，在 CCI 致神經(jīng)病理性痛大鼠背根神經(jīng)元應(yīng)用非選擇性P2X 受體拮抗劑Suramin 能明顯抑制神經(jīng)元ATP 反應(yīng)電流[21]。環(huán)氧合酶抑制劑能夠減少 CCI 致神經(jīng)病理性疼痛大鼠 DRG 神經(jīng)元中 P2X3 受體的表達(dá)以及降低痛覺過敏[25]。在SNL 致神經(jīng)病理性疼痛大鼠鞘內(nèi)注射反義寡核苷酸，可以抑制大鼠機(jī)械痛覺過敏的發(fā)展[11]。由此推測 P2X3 受體可介導(dǎo)神經(jīng)病理性疼痛，但受損神經(jīng)元上的 P2X3 受體可能不參與神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生（見表2）。

3. 外周 P2X3 受體與骨癌痛

骨癌痛 (bone cancer pain) 由原發(fā)性腫瘤或其他部位腫瘤的骨轉(zhuǎn)移所致，具有自發(fā)痛、痛覺過敏、痛覺超敏等特征，是一種頑固的難治性疼痛。骨癌痛屬于混合型疼痛，兼有神經(jīng)病理性疼痛、炎性疼痛等病理特征，但又不同于這兩種疼痛[26]。腫瘤細(xì)胞中所含異常高水平的ATP 可能通過機(jī)械應(yīng)力釋放，激活附近的痛覺神經(jīng)纖維的 P2X3 受體[27]。在骨腫瘤中，阻斷機(jī)械門控離子通道或應(yīng)用 ATP 受體的拮抗劑可減少運(yùn)動相關(guān)的疼痛[28]。在常用的大鼠骨癌痛模型造模方法中選用Walker256 和MRMT-1乳腺癌細(xì)胞誘發(fā)的骨癌痛模型證實(shí)DRG P2X3 受體活化和大鼠痛閾變化密切相關(guān)[10,12,29]（見表3）。鞘內(nèi)注射特異性P2X3 受體拮抗劑A-317491 或反義寡脫氧核苷酸能夠顯著減輕骨癌痛大鼠機(jī)械痛覺過敏[12,13]。

四、展望

綜上所述，目前公認(rèn) P2X3 受體參與多種類型疼痛的發(fā)生和維持，然而外周 P2X3 受體在不同類型疼痛中表達(dá)規(guī)律并不相同：在炎性疼痛和骨癌痛中外周 P2X3 受體表達(dá)明顯增加，而在神經(jīng)病理性疼痛中 P2X3 受體表達(dá)增加與否與神經(jīng)元是否損傷密切相關(guān)。P2X3 受體被認(rèn)為是由DRG 神經(jīng)元合成，可通過神經(jīng)軸突傳輸至周圍神經(jīng)末梢介導(dǎo)外周痛敏化。據(jù)此，推測保持神經(jīng)軸突的完整性是 P2X3 受體參與外周痛敏化的物質(zhì)基礎(chǔ)。已有研究報(bào)道，在 SNL 致神經(jīng)病理性疼痛模型大鼠 L4中小型 DRG神經(jīng)元的 VR1 表達(dá)增加，而 P2X3 受體表達(dá)沒有變化[33]，該研究結(jié)果也提示當(dāng)神經(jīng)軸突或神經(jīng)元損傷時(shí)，P2X3 受體并非是介導(dǎo)疼痛的關(guān)鍵物質(zhì)，VR1等其他致痛物質(zhì)可能成為介導(dǎo)疼痛的關(guān)鍵物質(zhì)。因此，P2X3 受體與其他類型致痛物質(zhì)在外周痛敏化或是不同疼痛階段是否扮演不同角色？這或許將成為今后外周痛敏化的亮點(diǎn)之一。另一方面，已有研究認(rèn)為 P2X3 受體作為膜受體，其內(nèi)吞和膜轉(zhuǎn)運(yùn)在疼痛發(fā)生和維持中至關(guān)重要[34]，推測 P2X3 受體的膜轉(zhuǎn)運(yùn)及其軸突轉(zhuǎn)運(yùn)可能是外周痛敏化的關(guān)鍵，其內(nèi)在關(guān)鍵機(jī)制研究或許是 P2X3 受體與疼痛相關(guān)性研究中的新熱點(diǎn)。深入研究 P2X3 受體在外周和中樞痛敏化中的作用規(guī)律及其潛在機(jī)制，將有助于全面了解 P2X3 受體在疼痛中的角色擔(dān)當(dāng)，也為后期研發(fā)鎮(zhèn)痛相關(guān)藥物找到潛在的靶點(diǎn)。

表1 常見炎性痛模型及外周 P2X3 受體表達(dá)情況

表2 常見神經(jīng)病理性疼痛模型及外周 P2X3 受體表達(dá)情況

表3 常見骨癌痛模型及外周 P2X3 受體表達(dá)情況