吕品 闫明超 谈安棋 汤南南 李治松
医院麻醉科
国际麻醉学与复苏杂志,,40(04):-.
DOI：10./cma.j.issn.-..04.
基金项目
国家自然科学基金（）
REVIEWARTICLES
国际疼痛研究协会将神经病理性疼痛（neuropathicpain,NP）定义为损害或疾病累及躯体感觉系统后直接导致的疼痛。其是外周和中枢神经系统之间复杂机制相互作用的结果，是疼痛综合征中最难治愈的。NP病因复杂，治疗困难，易发展为慢性疼痛，严重影响患者的正常生活，是急需解决的医学难题。越来越多的研究表明，瞬时受体电位通道A1（transientreceptorpotentialcationchannel,subfamilyA,memberl,TRPA1）参与NP的形成，在伤害性信号的传递整合中起着至关重要的作用。
1 TRPA1的激活与调节机制
瞬时受体电位（transientreceptorpotential,TRP）通道是哺乳动物组织中普遍存在的离子通道，广泛分布于中枢和外周神经系统中，涉及感受温度、有*物质和疼痛，在免疫应答和伤害感受中起重要作用。TRPA1是TRP通道超家族的非选择性钙通透性阳离子通道，是多种化合物的刺激传感器，其可介导神经元胞质内Ca2+释放，增强神经元的兴奋性。TRPA1的激活物分外源性和内源性两大类。外源性激活物包括芥末和芥子油中发现的烯丙基异硫氰酸酯，肉桂中的桂皮醛，大蒜辣椒中的蒜素，香烟烟雾，废气和催泪瓦斯中存在的丙烯醛、巴豆醛和甲苯二异氰酸酯等。
此外，合成药物（如全身麻醉药异氟醚和丙泊酚）、局部麻醉药（利多卡因与丁卡因）、降脂药（普罗布考）等也可激活TRPA1通道。内源性TRPA1激活物包括活性氧、氧化应激产物及脂质过氧化产物等。亲电子性TRPA1调节剂通过共价修饰N-末端半胱氨酸和赖氨酸残基激活通道。非亲电子化合物不诱导共价键修饰，包括百里酚、香芹酚、薄荷醇、冰糖、香烯醇和大麻酚等。这些化合物中的一些是广泛使用的其他TRP通道的激活剂［如瞬时感受器电位香草酸受体（transientreceptorpotentialvanilloid,TRPV）3的百里酚和瞬时受体电位M8的薄荷醇］，而另一些则对TRPA1发挥双峰效应（低浓度激活和高浓度抑制）。TRPA1抑制剂有亲电子的（如AP-18和A）和非亲电子的（如HC-），它们主要通过结合通道受体的外部氨基酸来发挥拮抗作用。所有这些抑制剂都在啮齿动物模型中表现出抑制炎症和NP的功效。
TRPA1通道受到广泛的调制和调节，从而影响痛觉信号转导过程。TRPA1的调节因子包括蛋白激酶A和磷脂酶C信号级联反应，生长因子以及炎症介质（如脂质代谢产物），趋化因子和蛋白酶等。其分子基础是通过聚集在TRPA1通道蛋白上的神经炎症信号通路，修饰其特定的残基来影响这个通道可能导致疼痛的程度。激动剂与缓激肽受体2结合通过Gαq蛋白触发磷脂酶Cβ。磷脂酶Cβ将磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸分解为二酰甘油和肌醇三磷酸。肌醇三磷酸与肌醇三磷酸受体结合，诱导内质网释放Ca2+，并与细胞外Ca2+一起激活TRPA1。缓激肽受体2还可以通过Gαs蛋白刺激腺苷酸环化酶激活合成环磷酸腺苷。通过环磷酸腺苷激活蛋白激酶A或通过二酰甘油激活蛋白激酶C敏化TRPA1（图1）。
2 TRPA1与NP
NP由原发性损害或躯体感觉神经系统疾病引起，初级感觉神经元的病理生理变化以及中枢神经系统信号处理的异常构成了NP的基本机制。NP患者常见的症状包括自发性痛、痛觉过敏和触诱发痛等。外伤、代谢紊乱、营养障碍、肿瘤、免疫与遗传等均可导致神经病变从而引起NP的发生。NP机制复杂，目前尚无有效的治疗手段，有研究发现TRPA1参与NP的形成并起重要作用。
2.1 神经损伤引起的NP
在神经损伤引起的NP中，冷和机械超敏反应的发展在很大程度上取决于TRPA1通道。TRPA1在生理和病理状态中的作用不同，如给予阻断剂A-可减轻由神经损伤引起的冷异常性疼痛而不改变正常动物中的生理性有害冷感。在脊神经结扎模型中，口服TRPA1抑制剂HC-可逆转机械性超敏反应。相似的，抑制TRPA1功能可减轻慢性背根神经节压迫模型引起的NP。脊髓损伤（spinalcordinjury,SCI）是临床上极为严重的一类创伤，特别是SCI引起的NP，对日常生活的各个方面都有着持久而显著的影响。最新研究发现，蛋白酶激活受体2通过TRPA1途径调节SCI所致的NP。Park等发现丙烯醛是通过与TRPA1受体直接结合并促进TRPA1的表达而增加SCI疼痛感觉的关键因子。近期研究发现，眶下神经收缩诱发的三叉神经疼痛是由趋化因子介导的单核细胞和巨噬细胞浸润以及氧化应激副产物（过氧化氢和4-羟基壬烯醛）靶向激活TRPA1通道引起的。
2.2 糖尿病性NP
痛性糖尿病神经病变是糖尿病患者常见且难以处理的严重并发症，病变累及中枢及周围神经，相关疼痛难以缓解。最新研究发现甲基乙二醛（methylglyoxal,MG）作用于TRPA1通道可能是引起糖尿病性NP的主要原因。
MG是糖酵解和脂质过氧化等代谢途径的细胞内副产物，高血糖可导致糖尿病患者血浆和细胞内MG浓度的升高。研究发现内源性增加的MG与糖尿病性疼痛高度相关，MG清除剂（氨基胍、D-精氨酸和二甲双胍）可有效阻断外源MG诱导的疼痛和链脲霉素诱导的代谢性NP。TRPA1是MG的分子靶点，大鼠后爪注射MG可引起TRPA1依赖性疼痛，抑制剂HC-可有效减弱大鼠机械超敏反应，而在Trap1基因缺失小鼠中缺乏MG诱导的自发性疼痛行为。据报道，TRPA1抑制剂GRC-对糖尿病性NP患者可起到良好的镇痛作用，且无明显副作用。另有研究报道内源性增加的MG一方面通过在N-末端共价修饰半胱氨酸和赖氨酸残基激活在初级传入感觉神经元上表达的TRPA1，另一方面诱导Nav1.8通道的精氨酸残基的翻译后修饰来共同介导糖尿病性NP。
TRPA1的激活似乎介导表皮神经纤维的损失，引起触觉敏感性的改变，通道的药理学抑制可以恢复其功能，提示TRPA1抑制剂在糖尿病性周围神经病变中具有潜在的神经修饰作用，可降低糖尿病晚期周围神经病变。Hulse等研究发现，在链脲霉素诱导的啮齿类Ⅰ型糖尿病模型中，血管内皮生长因子Ab通过对TRPA1活性的影响，逆转多种疼痛行为，并防止神经元应激，起神经保护作用。
2.3 化疗引起的NP
随着化疗药物在肿瘤治疗中的广泛使用，其引起的*副反应对患者的治疗及生活带来不良影响。其中化疗引起的周围神经病变（chemotherapy-inducedperipheralneuropathy,CIPN）是最常见的*副反应之一，以感觉神经损伤症状最为常见，表现为感觉异常、感觉迟钝、麻木和疼痛。可导致CIPN的化疗药物有铂类（顺铂、奥沙利铂和卡铂）、紫杉醇类（紫杉醇和多西紫杉醇）、长春花生物碱类（长春新碱和长春碱）以及蛋白解体抑制剂（硼替佐米）。大量研究表明，TRPA1参与化疗所致的机械刺激痛觉过敏等神经*性症状，其异常表达和激活与CIPN的发生密切相关。
奥沙利铂输注期间或输注后数小时内约90％的患者诱发特异性急性CIPN（包括冷敏感、咽喉不适、感觉异常及四肢的感觉迟钝等）。研究发现通过激活p38促分裂原活化蛋白激酶途径上调背根神经节神经元中TRPA1的表达，促进了奥沙利铂诱导的急性冷痛觉过敏的发展。奥沙利铂诱导的冷痛觉过敏反应可被TRPA1抑制剂逆转，并且这种反应在TRPA1缺陷小鼠中不存在。紫杉醇可激活Toll样受体4，诱导星形胶质细胞中TNF-α的释放，进而上调背根神经节神经元中TRPA1和TRPV4的表达。也有报道发现紫杉醇化疗引起肥大细胞类胰蛋白酶的释放，从而激活蛋白酶激活受体2，其通过磷脂酶C、蛋白激酶C和蛋白激酶A信号转导激活TRPA1、TRPV1和TRPV4，启动NP行为。TRPA1抑制剂HC-可明显抑制紫杉醇类化疗药物所诱导的大鼠触诱发痛及异常性疼痛等症状。同样有研究报道TRPA1抑制剂可反转多西紫杉醇、硼替佐米诱导的机械异常性疼痛。以上研究表明TRPA1抑制剂可能是治疗抗癌药物引起的CIPN的潜在治疗先导化合物。
3 TRPA1基因突变与表观遗传调控
TRPA1是环境刺激物的关键传感器，其基因突变可以改变人类的疼痛感知。TRPA1是6次跨膜蛋白，其S4跨膜片段中的点突变（NS）可导致常染色体显性、遗传性、家族性、发作性疼痛综合征，表现为由身体压力、禁食或寒冷引起的严重上身疼痛。TRPA1抑制剂可抑制突变通道，为这种疾病提供有效的治疗。
表观遗传学是不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可逆、可遗传性修饰，主要内容有DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑、基因印记和非编码RNA等，这种修饰可以改变基因活性，调控基因表达，影响个体发育和表型。Bell等研究表明，在TRPA1启动子区CpG岛存在调节性DNA甲基化区域，这可能对TRPA1基因表达和热敏感性有影响，其认为同卵双生子热痛敏感度的不一致与TRPA1基因启动子区DNA甲基化水平有关。Gombert等关于单卵双生子的全基因组甲基化分析发现，TRPA1启动子中CpG二核苷酸的甲基化与热诱导疼痛的阈值呈反比。他们使用来自75例健康志愿者的全血样品的DNA，通过分析TRPA1启动子区47个CpG位点的甲基化状态，发现影响热诱发疼痛阈值的相同CpG位点在具有低阈值压力疼痛的受试者中是高甲基化的。
Sukenaga等在研究全血细胞中TRPA1DNA甲基化与慢性疼痛患者疼痛状态之间的关系中发现，TRPA1基因中CpG岛甲基化水平升高与NP症状数量增加之间有显著相关性，采用DN4神经病理性疼痛量表（DouleurNeuropathique4，DN4）进行评估，TRPA1mRNA表达的降低与DN4评分的增加明显相关。DN4调查问卷中疼痛症状之一的灼烧感与TRPA1DNA甲基化水平的升高有显著的相关性。表明全血细胞中TRPA1DNA甲基化水平与慢性疼痛患者的疼痛症状相关。以上研究结果支持人体热和机械疼痛敏感性受TRPA1基因的表观遗传调控。
4 展 望
最新研究发现TRPA1通道在小鼠中的遗传缺失或其活性的药理学抑制可增加神经突生长，其在神经元发育和少突胶质细胞成熟过程中发挥重要作用，是情绪、认知、学习记忆和社会行为的重要调节因子。因此，深入了解TRPA1的功能、作用机制及相关激活拮抗机制将为特异性TRPA1拮抗剂的研发以及TRPA1拮抗剂的副作用研究等提供依据。大量研究证实了TRPA1在NP中的作用，为目前镇痛药物的研发提供了崭新的思路。TRPA1基因突变及受表观遗传调控提示，通过基因编辑手段等可以为疼痛治疗提供更多的可能。
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