坐骨神經(jīng)分支選擇性損傷模型及NMDAR、CGRP與疼痛的關(guān)系

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1、坐骨神經(jīng)分支選擇性損傷模型及NMDAR、CGRP與疼痛的關(guān)系 王懿春 郭曲練 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院麻醉科 慢性疼痛是一種常見的病癥，在所有的成年人中它的患病率在2-40%范圍[1]，它是由感受傷害和神經(jīng)源性痛兩部分組成[2]。雖然在我國還沒有具體統(tǒng)計(jì)，但是在美國慢性神經(jīng)性疼痛患者估計(jì)有3千多萬，包括如下一些狀況：癌癥相關(guān)的疼痛，脊髓損傷，腰背痛和幻覺痛[3]。反復(fù)和持續(xù)的疼痛（從背痛到面神經(jīng)痛）占美國保健協(xié)會會員的45%[4，5]，在英國進(jìn)行疼痛治療的25%的患者都經(jīng)歷過神經(jīng)性疼痛癥狀的困擾[6]。神經(jīng)病理性疼痛是慢性疼痛中描敘較多的一種病理癥狀。 神經(jīng)病理性疼痛是與多種周圍神經(jīng)障礙

2、相關(guān)聯(lián)的一組共同表現(xiàn)的癥狀，包括與糖尿病、甲狀腺功能低下、尿毒癥等相關(guān)的神經(jīng)障礙。國際疼痛學(xué)會（IASP，1994）將這種由于外周或中樞神經(jīng)系統(tǒng)的直接損傷功能紊亂引起的疼痛稱為神經(jīng)病理性疼痛。神經(jīng)病理性疼痛是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性研究課題，目前發(fā)病機(jī)制不清，尚缺乏有效的治療措施。對神經(jīng)病理性疼痛發(fā)病機(jī)制的研究大多來源于動(dòng)物模型；盡管模型還存在不少缺陷，但是它為理解和探索人類神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機(jī)制提供了有用的工具。既往采用包括慢性縮窄性損傷模型（CCI模型） [7]、部分坐骨神經(jīng)結(jié)扎模型（PSNL模型） [8]和脊神經(jīng)結(jié)扎模型（SSNL模型）[9]在內(nèi)的多種動(dòng)物模型來模擬神經(jīng)病理性痛的臨床特點(diǎn)，研究

3、其機(jī)制，以其為治療臨床神經(jīng)病理性痛提供思路，但這些模型由于自身不同的缺陷（如前兩個(gè)模型損傷程度復(fù)制困難從而導(dǎo)致它們變異性大，后一個(gè)模型存在對L4脊神經(jīng)損傷或暴露時(shí)引起感染的風(fēng)險(xiǎn)），不能很好模擬臨床上類似的神經(jīng)損傷后的神經(jīng)病理痛。 美國哈佛醫(yī)學(xué)院的Woolf及其研究組[10]于2000年建立了大鼠坐骨神經(jīng)分支選擇結(jié)扎切斷模型（Spared nerve injury model，SNI）并觀察了其行為學(xué)表現(xiàn)，其后，不同的實(shí)驗(yàn)組對該模型的藥理學(xué)特性以及參與該過程的神經(jīng)遞質(zhì)開展了研究[]。與其它模型相比，該模型具有神經(jīng)損傷程度固定，可重復(fù)性好，產(chǎn)生的行為學(xué)表現(xiàn)持久，可研究損傷的初級神經(jīng)元與臨近未受損

4、傷的初級傳入神經(jīng)元的變化，能夠提供接近模擬臨床神經(jīng)性疼痛的許多特征，是一種較理想的疼痛模型。 近年來，對外周神經(jīng)損傷所致的神經(jīng)病理性疼痛的分子、細(xì)胞機(jī)制，特別是在初級感覺神經(jīng)元和脊髓水平的研究積累了較豐富的資料。最近幾年發(fā)展起來從分子生物學(xué)的角度探討神經(jīng)病理性疼痛的機(jī)制更是為神經(jīng)病理性疼痛的機(jī)制和治療帶來了新的思路。目前研究證實(shí)，在神經(jīng)性疼痛的形成過程中，脊髓的N-甲基-D-天冬氨酸受體（N-methyl-D-aspartate receptors,NMDAR）的活化以及降鈣素基因相關(guān)肽（calcitonin gene-related peptide,CGRP）增加在慢性疼痛的產(chǎn)生和維持具有

5、密切關(guān)系。因此本文將對SNI模型的建立、行為學(xué)變化等方面對該模型進(jìn)行闡述，同時(shí)對NMDAR和CGRP在神經(jīng)病理性疼痛的形成機(jī)制中的作用進(jìn)展作一綜述。 坐骨神經(jīng)分支選擇結(jié)扎切斷模型（Spared nerve injury model，SNI） 1 、SNI模型的建立 在2%的氟烷麻醉下從大腿側(cè)邊劃開皮膚，然后把股二頭肌斷開，暴露出坐骨神經(jīng)和它的三個(gè)末端分支：腓腸神經(jīng)，腓總神經(jīng)和腓神經(jīng)（見圖1）。 圖1： 表示的是坐骨神經(jīng)和隱神經(jīng),它們的終末分支和它們的背根來源展現(xiàn)了隱神經(jīng)（股神經(jīng)叢，L3 背根神經(jīng)節(jié)）和坐骨神經(jīng)叢（L4，5和L6 背根神經(jīng)節(jié)）有

6、極小的重疊。圖中斜線的地方表示在坐骨神經(jīng)的脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)處結(jié)扎，保留腓腸神經(jīng)完整。 SNI的操作程序包括：把脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)結(jié)扎離斷而使腓腸神經(jīng)保持完整。用5.0絲線把脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)緊緊結(jié)扎，在靠近結(jié)扎的遠(yuǎn)側(cè)端切斷，保留大約2-4mm的遠(yuǎn)側(cè)殘端。需要特別小心盡量避免對腓腸神經(jīng)任何的接觸或扭曲。肌肉和皮膚分兩層縫合。 壓榨對照（分支神經(jīng)壓榨組）也象前面一樣執(zhí)行，除開用一雙鉗上有光滑的護(hù)墊的小動(dòng)脈鉗在脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)上夾注30s，夾完后仔細(xì)觀察神經(jīng)并且看到有明顯的壓痕。假手術(shù)對照組為暴露坐骨神經(jīng)和它的三個(gè)分支沒有任何處理。 2、SNI模型的行為學(xué)特征 以上的操作程序能引起SNI模型術(shù)后

7、24h大鼠同側(cè)腓腸神經(jīng)感受野（即后爪跖外側(cè)）對正常機(jī)械性刺激產(chǎn)生傷害性縮足反射（機(jī)械性痛超敏），傷害性機(jī)械性刺激所引起的傷害性反射顯著增強(qiáng)（機(jī)械性痛過敏），非傷害性冷刺激引起的傷害性縮足反應(yīng)（冷痛超敏），傷害性熱刺激引起的縮足時(shí)間顯著延長（熱痛過敏），這些異常反應(yīng)一般會在2周后達(dá)到高峰，并可以持續(xù)達(dá)6個(gè)月以上時(shí)間[10]。 在SNI模型有幾個(gè)比較典型的特征，首先最重要的特征就是對正常無傷害性的機(jī)械性刺激表現(xiàn)出非常顯著超敏反應(yīng)，并且持續(xù)時(shí)間比較長（達(dá)6個(gè)月之久）。其次隱神經(jīng)和腓腸神經(jīng)感受野出現(xiàn)不同程度的病理性痛行為（見圖2），在腓腸神經(jīng)區(qū)域靈敏度的改變（只是部分的坐骨神經(jīng)叢）大大超過隱神經(jīng)區(qū)域

8、。盡管組成隱神經(jīng)的軸突主要來自L3節(jié)段的背根神經(jīng)元，而組成坐骨神經(jīng)的軸突來源于L4，L5和L6節(jié)段的背根神經(jīng)元。在模型中，由于脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)被切斷，發(fā)出軸突組成脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)的背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元?jiǎng)荼匕l(fā)生變化，從而以旁分泌 圖2 被坐骨神經(jīng)終末分支和隱神經(jīng)支配的大鼠后爪背面和跖面皮膚的不同區(qū)域。在皮膚區(qū)域的交界之間可能發(fā)生一些軸索末端的重疊。 等方式引起周圍未受損的腓腸神經(jīng)的神經(jīng)元，提高它的興奮性。雖然L3節(jié)段背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)受損神經(jīng)元正常神經(jīng)元之間的相互作用相對較弱，隱神經(jīng)的興奮性改變不大，但隱神經(jīng)可能與脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)感受野有部分重疊，而損傷后局部釋放

9、的多種因子[11]，從而引起隱神經(jīng)來源的傷害性感受器敏感性提高。 還有SNI模型不同于其它模型的是，大鼠對熱刺激的縮足時(shí)間并未延長，而對熱刺激的傷害性縮足時(shí)間延長，說明此模型不存在外周敏化，但是存在中樞敏化，因而更接近臨床病理性神經(jīng)痛。 3、SNI模型的應(yīng)用 因SNI模型具有以上所述的特征，使它更接近臨床病理性神經(jīng)痛的特點(diǎn)，所以有許多研究利用傳統(tǒng)的鎮(zhèn)痛藥物以及新近出現(xiàn)的針對神經(jīng)病理性痛的藥物在SNI模型上進(jìn)行了測試，使其成為研究臨床病理性痛機(jī)制的有用工具。 阿片類藥物 臨床中遇到的神經(jīng)病理性疼痛雖然缺乏有效的治療措施，但阿片類藥物依然是目前臨床上在治療慢性疼痛方面較為有效的鎮(zhèn)痛劑，阿

10、片類藥物在發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用時(shí)，通過激活細(xì)胞膜表面的阿片受體，干擾復(fù)雜的內(nèi)源性神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)，主要在中樞神經(jīng)系統(tǒng)水平發(fā)揮作用。嗎啡對神經(jīng)病理痛的療效在臨床上尚存在爭議，但有研究[12]在SNI模型中應(yīng)用非鎮(zhèn)靜劑量的嗎啡（皮下注射），觀察到它可以有效地減弱SNI術(shù)后的機(jī)械性痛超敏、冷痛超敏和機(jī)械性痛過敏，該作用較為持久。目前尚無其它阿片類藥物對SNI模型神經(jīng)病理性痛行為反應(yīng)影響的結(jié)果。 離子型谷氨酸受體拮抗劑 NMDA受體拮抗劑MK801在SNI模型中腹腔注射后，發(fā)現(xiàn)對神經(jīng)病理痛行為反應(yīng)幾乎沒有影響，提示C纖維介導(dǎo)的中樞敏化過程并不參與SNI誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性痛[13]。AMPA受體拮抗劑NS120

11、9在腹腔注射后，對SNI誘導(dǎo)的機(jī)械性痛超敏、冷痛超敏幾乎沒有任何作用，但可以輕度減弱機(jī)械性痛超敏。 鈉離子通道阻滯劑 已有研究發(fā)現(xiàn)多種鈉離子通道阻滯劑：抗痙攣劑、局部麻醉劑、抗心律失常劑等都能緩解神經(jīng)病理性痛[14，15]。在SNI模型中腹腔注射抗心律失常藥Mexiletine，觀察到可以同時(shí)緩解痛超敏和痛過敏，這些提示有些鈉離子通道阻滯劑可以用來治療神經(jīng)病理性疼痛。 PKC抑制劑 大量的研究證明PKC與脊髓水平的傷害性感受的傳遞和調(diào)劑有關(guān)。在鞘內(nèi)注射PKC抑制劑神經(jīng)節(jié)苷后，Mao等[16]發(fā)現(xiàn)可明顯減輕神經(jīng)損傷大鼠的疼痛行為，并且在測定損傷組大鼠脊髓的PKC時(shí)，也觀察到比對照組明

12、顯減少。在結(jié)扎一側(cè)坐骨神經(jīng)后，鞘內(nèi)內(nèi)注射PKC抑制劑（GF1092303X）可以減輕大鼠引起的后爪痛覺過敏[17]。在辣椒素所致的疼痛行為中，發(fā)現(xiàn)PKC抑制劑能逆轉(zhuǎn)其所致的觸誘發(fā)痛。形態(tài)學(xué)研究證實(shí)PKC陽性神經(jīng)元主要集中于脊髓背角 [18]。但是對于PKC抑制劑在SNI模型中的研究還未見報(bào)道。 針對神經(jīng)病理性痛的鎮(zhèn)痛新藥 Gabapentin是一種新藥，腹腔注射后發(fā)現(xiàn)其可以完全緩解SNI誘導(dǎo)的機(jī)械性痛超敏，持續(xù)時(shí)間至少3h，但對冷痛超敏和機(jī)械性痛過敏作用不大，其機(jī)制可能是通過抑制背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)的α2δ亞單位的表達(dá)上調(diào)所致[19]。當(dāng)然隨著科研水平以及科技開發(fā)的提高，將會有更多的新藥用于神經(jīng)

13、病理痛模型，以便闡明神經(jīng)病理痛的機(jī)制，更好的為臨床服務(wù)，解決神經(jīng)病理痛帶給患者的痛苦。 4、 結(jié)語 SNI模型是一種新的外周神經(jīng)損傷所致的長時(shí)程神經(jīng)病理痛動(dòng)物模型，能夠提供接近模擬臨床神經(jīng)性疼痛的許多特征，是一種較理想的疼痛模型。雖然其機(jī)制尚不清楚，但已有許多研究提示SNI模型是一種較為理想研究神經(jīng)病理痛機(jī)制的新型工具。 NMDAR、CGRP與疼痛的關(guān)系 一、NMDAR與疼痛的關(guān)系 1、 NMDAR的生物學(xué)特性 NMDAR是中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要的興奮性遞質(zhì)谷氨酸受體的一個(gè)類型，屬于離子型受體，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)許多重要的生理和病理過程中，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育、突觸的可塑性、LT

14、P的產(chǎn)生、學(xué)習(xí)和記憶、缺血性神經(jīng)元壞死、神經(jīng)退行性變、癲癇和疼痛等，起著關(guān)鍵作用[20]。NMDAR顯示有許多與其它配體門控離子通道不同的特性：(1)受體控制單價(jià)離子和對鈣有高度滲透性的陽離子通道；(2)同時(shí)結(jié)合谷氨酸和甘氨酸需要輔激動(dòng)劑(coaponist)以有效激活NMDAR；(3)在靜息膜電位，NMDAR通道被細(xì)胞外鎂所阻斷，而只有同時(shí)去極化和結(jié)合激動(dòng)劑下開放。 Moriyoshi等（1991年）首次報(bào)道從大鼠腦組織中成功克隆出一種功能性NMDAR亞基的cDNA（NMDAR1）。隨后Nakanishi等（1991年）又從大鼠腦組織中克隆了4個(gè)新的NMDAR亞基的cDNA（NMDAR2A

15、～2D）。所以目前研究的NMDAR基本分為5種亞型，即NMDAR1、NMDAR2A、NMDAR2B、NMDAR2C、NMDAR2D，它們的基因各自定位于5條不同的染色體上。NMDAR1是含有938個(gè)氨基酸殘端的跨膜蛋白，其分子量是105，000，NMDAR1家族只有1個(gè)獨(dú)立基因，但有8個(gè)不同的剪接變體（NMDAR1A～1H），其氨基酸序列在不同種系之間有98%以上的同源性。NMDAR2家族共有4個(gè)獨(dú)立的基因（NMDAR2A～2D），于NMDAR1之間僅有18～20%的同源性，NMDAR2亞單位的分子量要比NMDAR1大，由1220～1456個(gè)氨基酸組成。NMDAR是由NMDAR1與不同的NMD

16、AR2亞基組成的異聚體，其中NMDAR1是必需的組分，而NMDAR2的介入則修飾了整個(gè)受體的功能特性[21]。 NMDAR1 及NMDAR2 各亞基細(xì)胞外N-末端含有潛在的糖苷化位點(diǎn),而細(xì)胞內(nèi)存在有鈣激活的蛋白激酶(PKC) 和Ca2+/CaM PKII 磷酸化位點(diǎn)。NMDAR1 的C-末端還可與鈣調(diào)素結(jié)合。酪氨酸磷酸化也可調(diào)節(jié)NMDAR 通道的開放,一種非受體的酪氨酸激酶Src 可能生理性地與NMDAR 的胞漿側(cè)相聯(lián)系,該激酶的活化促進(jìn)通道的開放[22] 。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn),NMDAR 的胞內(nèi)側(cè)(其亞基的C-末端) 與各種細(xì)胞骨架成分如含有“突觸組織者(synaptic organizer

17、s) ”PDZ 區(qū)的PSD-95 和PSD-93 蛋白相結(jié)合,這不僅對受體在突觸后膜的聚集具有重要作用,而且特異性地將受體與其他下游信號分子相聯(lián)結(jié)[23] 。 2、 NMDAR在痛覺傳遞和調(diào)制中的作用 興奮性氨基酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的神經(jīng)遞質(zhì)，直至80年代，由于受體類型和特異性拮抗劑的使用，才促使開始研究興奮性氨基酸與痛覺信息的傳遞的關(guān)系。興奮性氨基酸介導(dǎo)的傷害性初級傳入向脊髓傳遞，而谷氨酸的不同受體類型在脊髓背角神經(jīng)元的信息傳遞過程中發(fā)揮不同的作用。當(dāng)外周神經(jīng)損傷時(shí)可引起興奮性氨基酸在脊髓背角釋放增多，興奮性氨基酸能與NMDAR和其它非NMDAR結(jié)合。非NMDAR被興奮后，使細(xì)胞

18、膜對Na+-K+通透性增加，產(chǎn)生快興奮性突觸后電位（EPSP），引起突觸后膜去極化，從而導(dǎo)致神經(jīng)元的快速興奮效應(yīng)。當(dāng)去極化達(dá)到一定程度后，可使位于NMDAR通道內(nèi)靜息狀態(tài)時(shí)阻塞Ca2+通道的Mg2+移開，Ca2+通道開放，Ca2+得以內(nèi)流，使細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度增加，后者激活PKC，使PKC移位到細(xì)胞膜上，引起NMDAR磷酸化，進(jìn)一步使受體功能上調(diào)，從而提高受體神經(jīng)元的興奮性。外周組織損傷或炎癥可激活A(yù)δ、C纖維，在脊髓背角大量釋放谷氨酸和P物質(zhì)，谷氨酸可直接激活突觸后膜的NMDAR；NMDAR 去阻滯和激活,最終導(dǎo)致大量Ca2 + 涌入細(xì)胞內(nèi),引發(fā)一系列細(xì)胞內(nèi)過程。首先是激活磷脂酶（PLC）

19、 ,使磷脂酰肌醇水解，產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)第二信使三磷酸肌醇（IP3） 和甘油三酯（DG）。IP3 促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2 + 庫的釋放,進(jìn)一步使胞內(nèi)Ca2 + 升高,引起細(xì)胞興奮性改變。隨著細(xì)胞內(nèi)Ca2 +升高，引發(fā)產(chǎn)生DG進(jìn)一步激活促使PKC 轉(zhuǎn)位和激活，使細(xì)胞膜磷酸化NMDAR，使NMDAR興奮性升高和Ca2 +內(nèi)流增加。NMDAR激活后又可進(jìn)一步活化PKC，細(xì)胞內(nèi)的Ca2 +濃度升高也可影響PKC的活性，從而形成一種正反饋效應(yīng)[24]。 一氧化氮( nitricoxide ,NO) 參與脊髓傷害性信息的傳遞和痛敏的形成是近年來研究比較多的。存在于具有痛覺傳遞作用的脊髓區(qū)域的催化游離L-精氨酸

20、產(chǎn)生NO 的NO 生成酶(NOS) 的一個(gè)構(gòu)型硫辛酰胺脫氫酶(NADPH) 已在后角和背根神經(jīng)元中得到證明。這一NOS 構(gòu)型具有一需Ca2 + 激活的鈣調(diào)蛋白敏感位點(diǎn),而激活該位點(diǎn)的Ca2 + 通常通過NMDA受體的激活獲得。在大鼠髓腔內(nèi)注入NMDA 后,對熱刺激形成過敏狀態(tài),如同時(shí)給予NOS 抑制藥后,大鼠對熱刺激逃避潛伏期延長,表明有鎮(zhèn)痛作用[25]。但有趣的是,在髓腔內(nèi)直接注入NOS抑制藥,不能延長大鼠對熱刺激逃避潛伏期,這表明通過NMDA受體形成的熱刺激過敏狀態(tài)是由NO 完成的,但NO 本身對脊髓的熱侵害刺激傳導(dǎo)并不重要。 在外周神經(jīng)損傷引起的神經(jīng)病理性疼痛中，中樞敏化影響著痛覺超敏

21、的形成。中樞敏化的特點(diǎn)是存在上揚(yáng)現(xiàn)象（Wind-up）和長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)（LTP）。在脊髓背角用細(xì)胞外記錄技術(shù)觀察到,角叉菜膠一側(cè)足底注射致炎后,電刺激該側(cè)足底內(nèi)外側(cè)神經(jīng),激動(dòng)其中A、C 纖維時(shí),脊髓背角神經(jīng)元的誘發(fā)放電數(shù)均顯著增加;靜脈注射NMDA 受體拮抗劑氯胺酮后,A、C 纖維刺激誘發(fā)的放電反應(yīng)均顯著下降甚至消失。靜脈注射氯胺酮,致炎后脊髓背角深層單位出現(xiàn)Wind up 現(xiàn)象也減輕或消失[26]提示NMDAR在炎癥痛的產(chǎn)生和Wind up 形成中起重要作用[27] 。1973 年,Bliss 和Lomo 首先通過麻醉家兔發(fā)現(xiàn)單突觸重復(fù)刺激或兩組突觸以協(xié)同方式共同活化可產(chǎn)生興奮性突觸后反應(yīng)增

22、強(qiáng)的現(xiàn)象,并將其稱為LTP ;隨后發(fā)現(xiàn)NMDAR對于LTP 的誘導(dǎo)是必要的。一定強(qiáng)度和頻率的刺激使突觸后膜的興奮性突觸后電位(excitatory post synaptic potential , EPSP) 產(chǎn)生疊加效應(yīng),使位于NMDAR通道內(nèi)的Mg2 + 移開,胞內(nèi)Ca2 + 濃度升高,導(dǎo)致鈣/ 鈣調(diào)素依賴的蛋白激酶Ⅱ(calcium/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMKⅡ) 自身磷酸化,發(fā)生自身激活。激活后的CaMKⅡ主要通過磷酸化突觸前后的靶蛋白α-氨基羥甲基惡唑丙酸( alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-

23、isoxazolepropionic acid ,AMPA) 、突觸素Ⅰ( synapsinⅠ) 和微管相關(guān)蛋白2 (microtubule associated protein 2 ,MAP2)參與L TP 的誘導(dǎo)和維持[28] 。 二、CGRP與疼痛的關(guān)系 1、CGRP分子生物學(xué)特性及分布 20世紀(jì)50年代，發(fā)現(xiàn)在背根神經(jīng)節(jié)的神經(jīng)元中存在P物質(zhì)、CGRP和生長抑素，且所有含P物質(zhì)的神經(jīng)元都可以合成CGRP。隨著Amara等在1982年發(fā)現(xiàn)生物活性肽-CGRP以來，對這種物質(zhì)的了解逐漸清楚。CGRP家族包括五個(gè)成員：CGRPα、CGRPβ、CT ﹑胰淀粉樣酶(Amylin)和腎上腺髓質(zhì)

24、素（adrenomedullin，ADM)。CGRP是迄今已知最強(qiáng)的內(nèi)源性擴(kuò)血管肽；CT主要參與鈣代謝；Amylin位于胰腺β細(xì)胞， 與Ⅱ型糖尿病有關(guān)；ADM 與CGRP具有相似的生物學(xué)作用，亦具有較強(qiáng)的擴(kuò)血管作用[29]。Katafuchi T等最近又發(fā)現(xiàn)了降鈣素基因相關(guān)肽家族的新成員： 降鈣素受體刺激肽（Calcitonin receptor stimulating peptide，CRSP）；CRSP的生物學(xué)特性提示它不是通過CGRP相似的途徑發(fā)揮其生物學(xué)效應(yīng)，很可能是通過降鈣素受體途徑發(fā)揮作用[30]。 CGRP與CT同源，兩者來自同一個(gè)單拷貝基因，定位于第11號染色體上（11P

25、15.4），由2800個(gè)堿基對組成，其中含有6個(gè)外顯子和5個(gè)內(nèi)含子，基因全長7.6kb。該基因轉(zhuǎn)錄后經(jīng)過不同的剪接產(chǎn)生CGRPmRNA和CTmRNA。由CT轉(zhuǎn)錄的RNA，最先在神經(jīng)組織翻錄成128個(gè)氨基酸組成的CGRP而發(fā)揮其生物效應(yīng)。人和鼠的CGRP均含有α和β兩種基因，分別表達(dá)兩種分子異構(gòu)肽，兩者具有相近的生物活性，，但其氨基酸組成僅在第3、22和25位有所不同。 CGRP陽性纖維在研究中發(fā)現(xiàn)在消化道、心血管和內(nèi)分泌等系統(tǒng)中也可見到。并且有研究應(yīng)用免疫組化觀察到含有CGRP樣免疫反應(yīng)性的神經(jīng)細(xì)胞和纖維幾乎見于神經(jīng)中樞的各部[31]，尤其是感覺神經(jīng)元的胞體和傳入神經(jīng)纖維的末梢。C

26、GRP高度多樣的生物活性是通過G蛋白藕聯(lián)受體的調(diào)節(jié)。在體內(nèi)的CGRP是通過與其受體結(jié)合而發(fā)揮其生物活性。目前認(rèn)為CGRP受體在體內(nèi)具有以下一些亞型：①CGRP1A受體：對CGRP 8-37敏感，對鼠CGRPα和人CGRPα的親和力相等。②CGRP1B受體：對CGRP 8-37敏感，對鼠CGRPα比人CGRPα的親和力大10倍。③CGRP2受體：對[cys(ACM)2，7 ]敏感。④CGRP3受體：對CGRP與CT的親和力相同。⑤對人CGRPβ敏感的受體亞型：在兔子皮膚上，CGRP 8—37對抗人CGRPβ的舒張血管效應(yīng)比對抗人CGRPα要弱。CGRP與受體活性修飾蛋白結(jié)合后發(fā)生多種變化而發(fā)揮其

27、生物學(xué)效應(yīng)[32-36]。 CGRP通過與以上的CGRP受體的結(jié)合發(fā)揮作用，CGRP與受體結(jié)合后，激活腺苷酸環(huán)化酶，使細(xì)胞內(nèi)C-AMP升高，通過第二信使的介導(dǎo)而發(fā)揮CGRP的活性。Ma等[37]發(fā)現(xiàn)，在人和大鼠的大腦皮質(zhì)、隔核、海馬、丘腦各核團(tuán)、杏仁核室周灰質(zhì)、橋旁核窩神經(jīng)核、孤束核、薄束核、小腦皮質(zhì)、腦干諸運(yùn)動(dòng)核團(tuán)、脊髓前角和后角、背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)各組神經(jīng)元、三叉神經(jīng)節(jié)等處均有CGRP受體的分布，其分布部位與CGRP的分布大致平行。在脊髓后根節(jié)[38]，CGRP由DRG(脊髓背根節(jié))神經(jīng)元細(xì)胞產(chǎn)生，初級傳人感覺神經(jīng)末梢的神經(jīng)元釋放，介導(dǎo)對血流動(dòng)力學(xué)的影響和神經(jīng)性炎癥。在脊髓，CGRP主

28、要存在于小c纖維，Aδ類纖維的初級傳人神經(jīng)中，而外周傷害性刺激信息主要是由小C纖維，Aδ類纖維傳遞。大部分CGRP免疫反應(yīng)陽性物神經(jīng)分布于脊髓表層的兩個(gè)脊髓背角，尾部為一寬帶分布于背角融合處中央管的外側(cè)部，呈典型的倒u字型；其在脊髓背角基部呈廣泛的中間外側(cè)性分布，且來源于兩邊外側(cè)和內(nèi)側(cè)由淺層脊髓背角延續(xù)來的側(cè)支束。CGRP作為初級傳人的標(biāo)志物分布在中央管周圍，提示傷害性信息調(diào)制與中央管區(qū)域關(guān)系密切；少量CGRP在深層，這被推測與內(nèi)臟信息的投射有關(guān)。 2、CGRP與疼痛的關(guān)系 2.1 CGRP在脊髓水平與疼痛的關(guān)系 疼痛的脊髓脊髓機(jī)制不論在神經(jīng)形態(tài)學(xué)、神經(jīng)病理學(xué)和神經(jīng)化學(xué)

29、方面都處于重要的地位，因此，在漫長的疼痛研究過程中引人注目。現(xiàn)已知道，疼痛信號在進(jìn)入高位神經(jīng)中樞以前已在脊髓受到調(diào)控，即對疼痛信息的量、性質(zhì)和時(shí)速進(jìn)行調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換或控制。脊髓的這種功能主要集中在脊髓背角，脊髓背角是軀體和內(nèi)臟傳入的第一個(gè)驛站及傳入輸出相互作用的重要場所。組織損傷能導(dǎo)致長時(shí)間的脊髓背角神經(jīng)功能改變，這種變化反過來又影響感覺神經(jīng)元對疼痛的反應(yīng)，背角神經(jīng)元活動(dòng)的增強(qiáng)來源于外周組織感受器引起的神經(jīng)反射增強(qiáng)，這些變化是由有活性的神經(jīng)元的可塑性介導(dǎo)[39]。 自發(fā)性疼痛、觸誘發(fā)痛、痛覺過敏被普遍認(rèn)為是外周組織、神經(jīng)損傷后出現(xiàn)的現(xiàn)象。而繼發(fā)性痛敏及觸誘發(fā)痛被認(rèn)為依賴于脊髓背角神經(jīng)的

30、興奮性增高。 據(jù)推測這可能與各種初級傳人纖維釋放出來的神經(jīng)遞質(zhì)活動(dòng)有關(guān)(如P物質(zhì)、CGRP,興奮性氨基酸等)。有研究證實(shí)[40]CGRP能增強(qiáng)或降低其他化學(xué)物質(zhì)的作用，并且調(diào)節(jié)受到有害刺激后的感覺末梢興奮性。如CGRP可非特異性增強(qiáng)WDR 細(xì)胞對興奮性氨基酸與NMDA、AMPA受體作用反應(yīng)，暗示其可能(至少部分)有助于某些持久性疼痛模型中敏感性的發(fā)展。目前已知CGRP在疼痛過敏中可被感受傷害性神經(jīng)元大量表達(dá)。而炎性疼痛是由一系列神經(jīng)末梢釋放出的遞質(zhì)引起，包括P物質(zhì)、氨基酸、CGRP等。有研究人員發(fā)現(xiàn)[41]降鈣素／CGRPα基因缺乏的鼠對有害刺激表現(xiàn)出正常反應(yīng)，但降鈣素／CGRP基因被敲除的

31、鼠(一／一)在建立炎性關(guān)節(jié)模型后于遠(yuǎn)離原發(fā)傷害區(qū)未表現(xiàn)出繼發(fā)性高敏狀態(tài)，免疫組織化學(xué)研究顯示，此類鼠脊髓背索及背根神經(jīng)節(jié)CGRP免疫反應(yīng)陽性物缺乏。而對照組降鈣素／CGRP基因(+／+)鼠表現(xiàn)出提爪期縮短(敏感性增高)提示內(nèi)源性CGRP在應(yīng)答外周炎性病變(如建立感受傷害性刺激的行為)時(shí)的可塑性神經(jīng)性變化中的重要作用。有研究證明[42]在鼠關(guān)節(jié)內(nèi)注射非特異性刺激物30分鐘內(nèi)可發(fā)生明顯的單側(cè)注射關(guān)節(jié)的腫脹、痛覺過敏并可引起支配受累關(guān)節(jié)的小直徑L5 DRG 神經(jīng)元中αCGRPmRNA 的大量轉(zhuǎn)錄；15min內(nèi)支配關(guān)節(jié)的感覺神經(jīng)電活動(dòng)可增多，阻斷這種電活動(dòng)可阻止由刺激引起的CGRPmRNA在DRG神經(jīng)

32、元中的迅速產(chǎn)生： 研究人員[43]用等量的福爾嗎林注射入鼠兩只后爪再橫斷單側(cè)胸段脊髓的脊側(cè)索(DLF)，用免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)比較。結(jié)果，損傷了DLF 側(cè)的背角淺層中CGRP免疫反應(yīng)陽性物顯著降低，提示傷害性刺激可激活脊上下行抑制系統(tǒng)，該系統(tǒng)激活后可通過改變相關(guān)神經(jīng)肽的釋放，順次調(diào)節(jié)脊髓水平有害信息的傳遞。 Sun等[44]通過大鼠鞘內(nèi)注入CGRP，發(fā)現(xiàn)CGRP對脊髓背角CGRP1受體直接作用，使大鼠對機(jī)械性刺激產(chǎn)生痛覺過敏，并且這種效應(yīng)是通過第二信使（蛋白激酶C和蛋白激酶K）通路介導(dǎo)，應(yīng)用CGRP競爭性受體拮抗劑CGRP8-37可以明顯延長大鼠熱和機(jī)械性引起的后爪退縮反應(yīng)潛伏期，并有效緩解神經(jīng)

33、損傷后機(jī)械和熱痛覺過敏[45]。而其它的一些研究也通過鞘內(nèi)預(yù)先給予CGRP可以明顯增強(qiáng)炎癥或神經(jīng)性疼痛發(fā)生，并引起痛覺過敏[47]。而近來采用基因敲除技術(shù)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[48]也進(jìn)一步支持這一推測：給予CGRP基因缺失大鼠傷害性刺激不表現(xiàn)出痛覺反應(yīng)，免疫組化結(jié)果也顯示，CGRP基因缺失的大鼠脊髓背角和背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)都缺乏CGRP活性物質(zhì)的表達(dá)。而且應(yīng)用離子滲透技術(shù)給予CGRP，可明顯改變脊髓背角神經(jīng)元的興奮性[40]。另外當(dāng)外周神經(jīng)損傷時(shí)，外周傷害性刺激引起C纖維放電的高頻刺激可導(dǎo)致谷氨酸和神經(jīng)肽（如CGRP）由初級傳導(dǎo)纖維釋放，先非NMDA興奮性氨基酸受體激活產(chǎn)生快速突觸電位，再由連續(xù)去極化和

34、SP、CGRP等肽類產(chǎn)生緩慢突觸電位，繼而去除NMDA受體上的電壓依賴性鎂離子的阻斷作用，從而容許鈣離子經(jīng)由NMDA受體離子通道內(nèi)流，大量的鈣離子內(nèi)流以及NMDA受體激活，可導(dǎo)致PKC激活。激活的PKC在引起底物磷酸化時(shí)，可引起脊髓的可塑性變化，使神經(jīng)元興奮性得以長時(shí)間維持，導(dǎo)致中樞敏感化[49]。Fehrenbacher等[50]的結(jié)果也顯示，在炎癥或PKC激活后，可增加辣椒素誘發(fā)的大鼠脊髓組織CGRP的釋放。 2.2 CGRP在脊髓上水平與疼痛的關(guān)系 在脊髓以上水平，CGRP及其受體出現(xiàn)在多個(gè)與痛覺密切相關(guān)的腦區(qū)，比如中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)(PAG)、中縫大核(NRM)、伏核(NAc) 杏

35、仁核等[51]。Pecile等最早發(fā)現(xiàn)大鼠腦室內(nèi)注射CGRP有鎮(zhèn)痛效應(yīng)。此后，在小鼠福爾馬林模型上也取得相似結(jié)果。CGRP在PAG中的鎮(zhèn)痛作用，是通過PAG到脊髓的下行痛覺抑制通路，激活脊髓內(nèi)的阿片肽系統(tǒng)(尤其是 型阿片受體)發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的。CGRP在NRM 的鎮(zhèn)痛效應(yīng)，也與內(nèi)源性阿片系統(tǒng)的活動(dòng)有關(guān)[52]。然而也有人提出，腦內(nèi)CGRP的鎮(zhèn)痛作用不依賴于內(nèi)源性阿片肽鎮(zhèn)痛系統(tǒng)，因?yàn)榧{洛酮不能阻斷這種作用Li等[53]的研究結(jié)果顯示：① CGRP在大鼠NAc內(nèi)的鎮(zhèn)痛作用能被隨后注射CGRP1的受體拈抗劑CGRP8—37所抑制，提示在大鼠NAc內(nèi)CGRP是通過激活其CGRP1受體而發(fā)揮作用。② 大鼠

36、NAc內(nèi)單獨(dú)注射CGRP8—37使其后爪縮爪潛伏期明顯縮短，產(chǎn)生顯著的痛敏作用， 提示NAc內(nèi)正常情況下可能就有CGRP一定量的分泌，或者還存在一種未知的CGRP受體亞型；這種受體亞型能直接被CGRP8—37激活或抑制， 進(jìn)而參與痛覺的調(diào)制過程。另外，補(bǔ)體系統(tǒng)也可能參與了興奮性疼痛反應(yīng)[54] 。 2.3 CGRP與阿片受體 對于CGRP與阿片受體之間的關(guān)系也有許多研究。已有研究者[55]觀察了大鼠三叉神經(jīng)節(jié)和背根神經(jīng)節(jié)，發(fā)現(xiàn)阿片受體可以與SP和CGRP共存于其中。研究發(fā)現(xiàn)[56]在多發(fā)性關(guān)節(jié)炎鼠及非關(guān)節(jié)炎鼠中用 阿片受體阻斷劑均可增加CGRP在兩組中的釋放，而阻斷阿片受體在前組中增加C

37、GRP釋放比后組多；而a受體阻斷劑對增加CGRP釋放與上述 阿片受體阻斷相反，暗示a受體參與了從非關(guān)節(jié)炎鼠的興奮性調(diào)節(jié)到多發(fā)節(jié)關(guān)節(jié)炎鼠的張力性抑制控制的功能性轉(zhuǎn)換。由此推測三種阿片受體拮抗劑，都能對多發(fā)性關(guān)節(jié)炎鼠的脊髓背角含CGRP的感受傷害性初級傳人神經(jīng)元，產(chǎn)生一種張力性抑制效應(yīng)。Buling等[57]在關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型中向關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射佐劑后30min，可檢測到相應(yīng)脊髓節(jié)段脊神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元內(nèi)CGRP mRNA 的增多，他們得出結(jié)論CGRP在關(guān)節(jié)炎的發(fā)病中是一種重要的介質(zhì)。而Calza等[58]也在多發(fā)性關(guān)節(jié)炎實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在慢性關(guān)節(jié)炎的緩解期，在機(jī)體幾種對抗炎癥和神經(jīng)性痛的機(jī)制被激活時(shí)，脊髓中的阿片

38、系統(tǒng)以及背根神經(jīng)節(jié)CGRP都上調(diào) 。在Lofgren等[56]的研究中，他們還發(fā)現(xiàn)在鞘內(nèi)連續(xù)給大鼠注射7d的嗎啡后，可顯著的提高CGRP和P物質(zhì)在脊髓背角的免疫活性，并引發(fā)脫癮綜合癥，而在每天注射嗎啡應(yīng)用CGRP拮抗劑，可減輕脫癮綜合癥，提示在脊髓水平，CGRP與P物質(zhì)受體激活，是由于阿片依賴誘發(fā)所致。 2.4 CGRP與其它相關(guān)的調(diào)節(jié)因素 脊髓DRG 小型細(xì)胞內(nèi)所含的神經(jīng)活性物質(zhì),如谷氨酸( glutamate , Glu) 、P 物質(zhì)( substance P ,SP) 、CGRP、生長抑素( somatostatin ,SOM) 、一氧化 氮(nit ric oxide ,

39、NO) 等,在傷害性信息傳遞過程中均發(fā)揮重要作用,尤其在脊髓后角中樞敏化過程中起特殊作用。以往的研究表明,傳遞傷害性信息的物質(zhì)主要是Glu、SP、和SOM[55] 。有研究認(rèn)為[59]，CGRP與P物質(zhì)（SP）共存于DRG的初級傳入神經(jīng)元中，CGRP可以抑制與SP降解有關(guān)的SP內(nèi)肽酶，使SP的作用增加或延長。而Hiura等[60]的研究也觀察到在脊髓中SP、CGRP特異性免疫顆粒分別或共同存在于大的缺乏致密核的突觸囊泡內(nèi)。并且在神經(jīng)源性疼痛的發(fā)生過程中，C-fos、CGRP與P物質(zhì)被脊髓DRG神經(jīng)元大量表達(dá)，也證實(shí)上述三種物質(zhì)與疼痛之問是存在聯(lián)系的。 Garry等[61]在研究中采用脊髓

40、切片灌流技術(shù)發(fā)現(xiàn)，硝普鈉（在體內(nèi)可提供NO）可促進(jìn)脊髓背角釋放CGRP，并且辣椒素介導(dǎo)的CGRP釋放作用也需要NO的參與來完成[62]。另外Aimar等的研究證實(shí)，大鼠脊髓膠質(zhì)中合成NO的細(xì)胞可調(diào)節(jié)CGRP的釋放[63]。而且在脊髓神經(jīng)節(jié)內(nèi)，大部分的NOS（一氧化氮合酶）陽性細(xì)胞與CGRP、P物質(zhì)共存[64]。以上研究均提示，NO在脊髓水平介導(dǎo)神經(jīng)性疼痛的作用可能與促進(jìn)CGRP的釋放有關(guān)。但是在孫海燕等[65]的研究中。發(fā)現(xiàn)注射NOS阻滯劑L-NAME不能有效的抑制坐骨神經(jīng)結(jié)扎所誘導(dǎo)的脊髓背角內(nèi)CGRP的表達(dá)，提示NO介導(dǎo)神經(jīng)性疼痛的作用與促進(jìn)CGRP的釋放有關(guān)。 TRPV1或VR1（

41、vanilloid reveptor）是膜結(jié)合的非選擇性的陽離子通道，在周圍神經(jīng)元表達(dá)。Winston等[66]發(fā)現(xiàn)NGF可增加VR1mRNA表達(dá)以及辣椒素(VR)所引起的CGRP釋放，這些效應(yīng)可以被trKA(酪氨酸蛋白激酶)抑制劑K25 2a抑制。成年動(dòng)物坐骨神經(jīng)橫斷一般可導(dǎo)致脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元GAP-43(生長相關(guān)蛋白43)及α-CGRP表達(dá)增加，但bFGF(基礎(chǔ)成纖維生長因子)可減少損傷所致α-CGRP的上調(diào)，而對GAP-43無影響。在體外睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子CNTF可使α-CGRPmRNA在培養(yǎng)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中表達(dá)上調(diào)，但bFGF則具相反效應(yīng)，表明營養(yǎng)因子對運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的α-CGRP及GAP-43

42、的重要調(diào)節(jié)作用[67]。另外自由基，強(qiáng)啡呔也可以促進(jìn)CGRP的表達(dá)與釋放，而γ-氨基丁酸則可以抑制CGRP的釋放。 3、CGRP與神經(jīng)元保護(hù) 在神經(jīng)損傷引起的疼痛過程中，在后期往往存在著神經(jīng)元的損傷后修復(fù)的過程。在這個(gè)過程中，目前有許多研究認(rèn)為，CGRP的分布和表達(dá)變化可能是神經(jīng)系統(tǒng)對損傷反應(yīng)得一種重要保護(hù)性因素。Bulloch等[68]認(rèn)為，海馬的相關(guān)損傷區(qū)域內(nèi)幸存神經(jīng)元的CGRP的表達(dá)是神經(jīng)系統(tǒng)對損傷反應(yīng)的一種重要的保護(hù)性成分?；ǚ诺萚69]的研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠短暫性全腦缺血模型中，應(yīng)用CGRP可使大鼠全腦缺血30min再灌注3小時(shí)、5小時(shí)大腦皮質(zhì)及海馬bcl-2蛋白的表達(dá)進(jìn)一步增

43、加，說明CGRP的神經(jīng)保護(hù)作用與其上調(diào)bcl-2蛋白的表達(dá)有關(guān)。此外CGRP還能抑制缺氧時(shí)體外培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元調(diào)亡基因c-fos的表達(dá)。Zhou等[70]也在其研究中表明，在對阿片類敏感或?qū)岱饶褪艿拇笫?，腦室內(nèi)注入CGRP和神經(jīng)生長因子（NGF）均能對其產(chǎn)生抗傷害效應(yīng)。 對于CGRP在神經(jīng)損傷過程中的神經(jīng)元保護(hù)作用的機(jī)制，有人[71]認(rèn)為可能包括這么一些機(jī)制：①調(diào)節(jié)多種離子濃度，其中主要是維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+的穩(wěn)態(tài)；②調(diào)節(jié)bcl-2和c-fos等基因的表達(dá)，從而減少損傷神經(jīng)元的調(diào)亡；③與其它神經(jīng)容營養(yǎng)因子的聯(lián)合作用[43]等。 三、結(jié)語 綜上所述，NMDAR廣泛存在于中樞和

44、外周神經(jīng)系統(tǒng)中，與神經(jīng)病理性疼痛的產(chǎn)生和維持有著密切的聯(lián)系。在疼痛的形成過程中，NMDAR的激活發(fā)生于神經(jīng)傳導(dǎo)軸的各個(gè)層面，在這些層面應(yīng)用藥物干預(yù)可能成為治療的較好的途徑，將為臨床慢性疼痛患者減輕痛苦提供更廣闊的前景。 同時(shí)不難看出神經(jīng)系統(tǒng)的CGRP在疼痛狀態(tài)下表達(dá)是增加的，并且通過多種方式抑制CGRP的生成或阻止其發(fā)揮作用，可以達(dá)到緩解疼痛的目的。從中也可了解到CGRP在研究疼痛發(fā)生饑制的過程中具重要意義，但它具體是通過什么機(jī)制最終導(dǎo)致疼癰產(chǎn)生；通過抑制CGRP產(chǎn)生是否能減輕各種疼痛，或者是否能成為減輕疼痛的主要方面，都還需要更多的進(jìn)一步研究。 參考文獻(xiàn) 1. Norm

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