辣椒素受体对肠易激综合征内脏痛觉过敏的影响

孙 燕 刘 菲 

摘要：功能性胃肠疾病是近年来导致消化病谱变化的主要因素，其中肠易激综合征（ＩＢＳ）是常见的功能 性胃肠病之一，其发病机制尚未阐明，目前内脏高敏感性被认为是最主要的发病机制。辣椒素及辣椒素受 体对痛觉过敏的作用已受到越来越多的关注。此文就辣椒素及辣椒素受体对ＩＢＳ内脏高敏感的研究进展作 一综述。 

内脏高敏感与ＩＢＳ 肠易激综合征（ＩＢＳ）以腹部不适、排便习惯改 变、大便性状异常为主要特征，症状持续存在或间 歇发作。ＩＢＳ发病机制尚未完全明确，目前研究认 为其发病与肠道动力异常、内脏感觉异常、炎症、感 染、神经内分泌、遗传、饮食等多种因素的相互作用 有关。近年来的研究认为，胃肠动力异常和内脏感 觉异常是ＩＢＳ主要的病理生理学基础。 许多研究认为ＩＢＳ患者存在内脏高敏感状态， 即内脏组织对于刺激的感受性增强，包括痛觉过敏 和痛觉异常，前者主要表现为对伤害性刺激的敏感 性增强及感受阈值降低；后者指对正常人不引起疼 痛 的 刺 激 可 以 诱 发 ＩＢＳ 患 者 疼 痛。１９７３ 年， Ｒｉｔｃｈｉｅ［１］首次用乙状结肠充气试验证明ＩＢＳ患者结 肠感觉 存 在 异 常，并 提 出 了 “内 脏 感 觉 过 敏”的 概 念。自此，出现了大量关于内脏敏感性的报道，证 实了这一异常的存在。ＩＢＳ患者内脏敏感性增高不 仅表 现 在 结 肠［２］，还 可 以 表 现 在 小 肠、胃 以 及 食管［３，４］。 ２ 伤害性感受器在内脏痛转导中的作用 内脏高敏感的表达有赖于伤害性受体。在哺 乳动物中，机体接受到伤害性化学、机械或者热刺 激的过程称为伤害性感受。存在于背根神经节和 三叉神经节，感受并传递伤害性冲动的初级感觉神 经元的外周部分则称为伤害性感受器。形态学上 是初级感觉神经元的神经末梢，广泛分布于皮肤、 肌肉、关 节 和 内 脏 器 官。８０％ 为 多 型 伤 害 性 感 受 器，即该感受器可感受多种刺激，如热、机械及化学 性刺激，可将这些伤害性信息传递给中枢，最终引 起痛觉和不舒服的感觉，并产生适当的保护性反 射。因此，通过研究伤害性感受器信息转导的细胞 及分子机制，可以更好的理解疼痛的产生过程。 ３ 辣椒素、辣椒素受体及其分型 ３．１ 辣椒素 辣椒素（ＣＡＰ）是红辣椒的活性成分，是一种天 然的香草酰胺类植物碱。ＣＡＰ 的结构是一种酰基 化的香草 酸 同 源 同 系 物 高 香 草 酸，故 辣 椒 素 受 体 （ＶＲ）又称香草酸受体，在感觉神经元的伤害性信息 传递过程中发挥重要作用。ＣＡＰ 能选择性地激活 一类特殊亚型的初级传入神经元，这类神经元可以 传递有害刺激信息至中枢神经系统。局部应用低 剂量 ＣＡＰ可刺激化学敏感和热敏感的伤害性感受 器并引起疼痛；而较高剂量或长期应用ＣＡＰ可以引 起神经元脱敏，导致疼痛传递机制缺陷。机体应用 ＣＡＰ可产生长期神经毒性，轻则引起细胞超微结构 的损伤，重则引起细胞退化。由于大剂量应用 ＣＡＰ 时可具有镇痛效应，因此科学家一直在探讨其在疼 痛治疗方面的价值。 ３．２ 辣椒素受体 ＶＲ是一个配体门控的非选择性阳离子通道， 当其与配体结合后，通道开放，阳离子（尤其是钠离 子和钙离子）从胞外进入胞内，引发一系列生物学 效应。通过 ＶＲ和电压依赖的钙离子通道引起的钙 离子内流可导致神经末梢释放神经肽类和兴奋性 氨基 酸。ＶＲ 属 于 瞬 时 感 受 器 电 位 通 道 （ＴＲＰ ｃｈａｎｎｅｌ）家族，故 ＶＲ１又称 ＴＲＰＶ１［５］。ＣＡＰ 参与 激活感知痛觉的神经元活动，是通过激活无髓鞘 Ｃ 纤维上的非特异性离子通道———ＶＲ，从而产生生物 学活性。１９９７ 年克隆的 ＶＲ 广泛分布于伤害性感  受器上，并被证明参与了 急性炎症痛觉过敏的形 成，且用基因敲除的方法也证明其是热痛觉敏感产 生所必需的。 ３．３ ＴＲＰＶ 分型 ＴＲＰＶ 家 族 包 含 四 大 类：ＴＲＰＶ１／ＴＲＰＶ２、 ＴＲＰＶ３、ＴＲＰＶ４ 和 ＴＲＰＶ５／ＴＲＰＶ６。 其 中 只 有 ＴＲＰＶ５和 ＴＲＰＶ６ 是钙选择性通道。ＴＲＰＶ１～４ 均为温度敏感性、多型性、非选择性钙通道。在这 些受体中，研究最多的是 ＴＲＰＶ１。ＴＲＰＶ１ 由６个 跨膜蛋白（Ｓ１～Ｓ６）组成［６］ ，Ｓ５和 Ｓ６之间有一孔道 区域，激活开放后，主要是大量的 Ｃａ２＋ 内流，伴有极 少量的 Ｍｇ２＋ 、Ｎａ＋ 、Ｋ＋ 、Ｃｓ＋［７］ 。ＴＲＰＶ１广泛分布 于脊髓背根神经节、三叉神经节（ＶＩＰ）和迷走神经 节的中、小神经元上，在肠道黏膜下神经丛及肌间 神经 丛 均 有 ＴＲＰＶ１ 阳 性 神 经 元 分 布［８］ 。 同 时， ＴＲＰＶ１在消化道肌肉、黏膜也有表达［９］ ，其他一些 非神经组织也有 ＴＲＰＶ１的分布，如肝、肺、支气管、 膀胱 及 肥 大 细 胞、角 质 细 胞、巨 噬 细 胞 等，故 ＴＲＰＶ１是机体的一个重要的伤害性感受分子，除 了参与中枢和外周水平疼痛的形成外，还参与了多 种生理活动和病理过程［１０，１１］，如激活神经纤维末端 的 ＶＲ，可调节外周血管的舒缩，影响血压；对缺血 心肌起到保护作用；参与哮喘的发生；调节胃酸的 分泌；促进胃肠蠕动。另外，激活 ＶＲ，可抑制皮肤 毛干的 增 殖，使 毛 囊 退 化，还 可 介 导 肿 瘤 细 胞 的 凋亡。 ＴＲＰＶ１是一种多型信号探测器，能够探测多 种有害的化学和热刺激，可以被香草酸化合物（如 ＣＡＰ）、热刺激（＞４３℃）和 Ｈ＋ （ｐＨ＜６）等激活。在 炎性刺激物质例如神经生长因子、前列腺素、缓激 肽和脂类代谢产物存在的情况下，ＴＲＰＶ１ 的活性 可被敏感化。 ４ ＴＲＰＶ１／ＴＲＰＶ４与内脏痛觉敏感 ４．１ ＴＲＰＶ１ 高 表 达 与ＩＢＳ 腹 痛、内 脏 高 敏 感 的 关系 陈晓敏等［１２］对健康者和ＩＢＳ患者进行电子肠 镜 检 查，并 在 直 肠、乙 状 结 肠 交 界 处 取 活 检 做 ＴＲＰＶ１免疫组化检查，均记录疼痛积分。结果ＩＢＳ 患者结肠黏膜 ＴＲＰＶ１表达显著高于对照组，且与 腹痛程度呈正相关。梁杰贤等［１３］对出生第８天的 小鼠给予球囊在结肠内充气刺激，每天１次，连续两 周，７周时再予球囊行结直肠扩张（ＣＲＤ）刺激，并予 腹部收缩反射（ＡＷＲ）评分和腹直肌肌电记录。结 果去 ＶＲ神经元组大鼠（出生第２天背部皮下注射 大量 ＣＡＰ）与痛觉过敏阳性组大鼠（未去除 ＶＲ）比 较，ＡＷＲ评分低且腹直肌放电活动少。 ４．２ ＴＲＰＶ１基因多态性 张志强等［１４］ 采用聚合酶链反应限制性酶切片 段多态性（ＰＣＲＲＦＬＰ）方法对ＩＢＳ患者及健康对照 组进行 ＴＲＰＶ１的基因型和等位基因分析，并对突 变的纯合基因型进行直接测序，结 果 测 出 ３ 种 ＴＲＰＶ１基因型：ＣＣ 型、ＣＴ 型、ＴＴ 型。ＩＢＳ 组 ＣＣ 基因型的频率明显高于正常对照组，ＩＢＳ组等位基 因 Ｃ的频率明显高于正常对照组，ＣＣ 基因型及等 位基因 Ｃ 的个体对ＩＢＳ易感，提示 ＴＲＰＶ１基因多 态性可能影响个体对ＩＢＳ的遗传易感性以及ＩＢＳ患 者的内脏高敏感性。 ４．３ 内 皮 素１ 与 ＴＲＰＶ１ 在 内 脏 痛 中 的 关 系 与 作用 内皮素１（ＥＴ１）是体内产生的具强烈缩血管 活性的物质［１５］ 。在人体应用时有致痛作用［１６］ ，小 鼠腹腔内注射后会引起扭体反应［１７］ ，足底注射可促 进 ＣＡＰ 引 起 的 伤 害 性 反 应［１８］ 。有 研 究 报 道 选 用 ＴＲＰＶ１基因敲除小鼠及其野生型小鼠，均接受腹 腔内注射醋酸和硫酸镁，以及按剂量注射 ＥＴ１，观 察小鼠的行为，记录扭体反应的情况。发现野生小 鼠在硫酸 镁 或 醋 酸 腹 腔 内 注 射 后 均 引 起 扭 体，而 ＴＲＰＶ１基因敲除小鼠没有出现扭体。两 组 注 射 ＥＴ１后均出现扭体，呈剂量依赖性，但野生小鼠组 在各剂量时扭体反应发生率明显高于 ＴＲＰＶ１基因 敲除小 鼠 组。说 明 腹 腔 注 射 ＥＴ１ 能 够 引 起 内 脏 痛，其机制之一在于激活了 ＴＲＰＶ１［１９］ 。之后季文 进等［２０］又在小鼠足底注射 ＥＴ１，观察注药前后逃 避时间（ＰＷＴ）可知：ＥＴ１可引起 ＰＷＴ 降低，在野 生小鼠组降低幅度更明显，表明 ＥＴ１引起的热痛 觉过敏部分通过 ＶＲ起作用。 ４．４ ＴＲＶＰ４受体及相关研究 ＴＲＰＶ１、ＴＲＰＶ４均是与内脏伤害性感受相关 的受体，Ｃｅｎａｃ等［２１］对 ＴＲＰＶ４表达进行了免疫组 织化学和逆转录聚合酶链反应的研究。在小鼠实 验中将 ＴＲＰＶ４对内脏伤害感受性的激活效应进行 了评估，分为肠内予 ＴＲＰＶ４激动剂（４αＰＤＤ）组及 ＴＲＰＶ４缺 陷 组 （椎 间 注 射 ＴＲＰＶ４ 或 不 匹 配 的 ｓｉＲＮＡ，ｓｉＲＮＡ 可下调 ＴＲＰＶ４在感觉神经元的表 达），分别进行 ＣＲＤ，记录腹部肌肉收缩情况。结果 发现，ＴＲＰＶ４ 激动剂 ４αＰＤＤ 在结肠背根神经节 （ＤＲＧ）神经元特异性激活了阳离子电流及钙内流， 并引起剂量依赖性内脏过敏。４αＰＤＤ 在结肠感觉 神经元可选择性激活 ＴＲＰＶ４，ＴＲＰＶ４激活导致内 脏高敏感性。以 ＴＲＰＶ４作为作用靶点，不匹配的椎间注射可有效减少基础内脏伤害感受性。 故推断 ＴＲＰＶ４受体在 ＴＲＰＶ４缺陷的小鼠中不产 生影响。这些都表明 ＴＲＰＶ４在内脏伤害性感受和 高敏感性中有举足轻重的作用。 近期 Ｄ′Ａｌｄｅｂｅｒｔ等［２２］通过研究ＩＢＤ 患者结肠 和人肠上皮细胞株（Ｃａｃｏ２细胞和 Ｔ８４细胞）及非 炎症和炎症的小鼠结肠 ＴＲＰＶ４的表达情况，结果 发现在 Ｃａｃｏ２细胞和人结肠组织上皮细胞样本内 有高浓度 ＴＲＰＶ４，对 Ｃａｃｏ２细胞和 Ｔ８４细胞注入 选择性 ＴＲＰＶ４激动剂４αＰＤＤ 会引起细胞内钙离 子浓度剂量依赖性增加及趋化因子释放。与非炎 症的对 照 组 小 鼠 相 比，有 炎 症 的 小 鼠 在 结 肠 上 ＴＲＰＶ４的表达呈正调节。小鼠结肠内注射４αＰＤＤ 会在３～６ｈ后进展为结肠炎，炎症在２４ｈ内消退。 研究观察到结肠内注射４αＰＤＤ３ｈ后结肠渗透性 增加，故推断 ＴＲＰＶ４在肠上皮细胞中有表达，且它 在胃肠道的激活会导致细胞内钙离子浓度增加、趋 化因子的释放和结肠炎。 ５ 展望 在消化系统方面，ＴＲＰＶ 除了参与ＩＢＳ内脏痛 觉过敏过程，同时也参与胃肠道消化液的分泌，并 可促进胃肠蠕动。国内外还有报道 ＴＲＰＶ 与原发 性肝细胞癌相关。ＴＲＰＶ 有可能成为内脏伤害性 疼痛 调 节 中 极 具 前 景 的 治 疗 靶 点。 故 对 于 ＴＲＰＶ１、ＴＲＰＶ４在大鼠内脏敏感性模型中表达差 异的研究以及 ＴＲＰＶ 拮抗剂对降低大鼠内脏敏感 性的研究需要进一步的探讨。目前改善内脏痛觉 过敏的药物较少，作用亦不理想，而 ＴＲＰＶ 在体内 分布广泛，其有望成为对炎症、内脏痛等镇痛治疗 靶点。但由于现有的ＣＡＰ类物质的强烈刺激性，即 可产生长期神经毒性，轻则引起细胞超微结构的损 伤，重则导致细胞退化，故限制了这一类药物的临 床应用。因此，开发刺激性小、水溶性较强的 ＶＲ 的 激动剂和拮抗剂将成为新药研发的趋势。