张志* 高永静
,南通大学医学院解剖学系(张志*);,南通大学航海医学研究所(高永静)
国际麻醉学与复苏杂志,,39(09):-.
DOI:10./cma.j.issn.-..09.
基金项目
国家自然科学基金(,);江苏省自然科学基金(BK)
REVIEWARTICLES
神经病理性疼痛是指躯体感觉神经系统的外伤或疾病引起的慢性疼痛,目前临床上缺乏有效的治疗药物和方法。神经病理性疼痛临床表现为自发痛、痛觉过敏(伤害性刺激引起疼痛增强)、触诱发痛(非伤害性刺激引起的疼痛)。神经病理性疼痛的产生和维持与神经可塑性变化密切相关:包括背根神经节(dorsalrootganglion,DRG)介导的外周敏化和脊髓及脊髓上中枢介导的中枢敏化。神经损伤使DRG神经元上多种受体、神经递质、炎症介质发生表达变化,进而使外周神经元兴奋性增加并导致外周敏化;在脊髓,神经损伤会增加谷氨酸受体介导的兴奋性突触传递,并降低γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)受体和甘氨酸受体介导的抑制性突触传递,这些变化促进了脊髓中枢敏化。
近年来的研究显示,除神经元外,非神经元细胞比如免疫细胞(巨噬细胞和淋巴细胞)、胶质细胞(外周神经系统的施万细胞和卫星细胞、中枢神经系统的星形胶质细胞和小胶质细胞)在神经病理性疼痛的发生和维持中也起着重要作用。神经损伤会导致快速的脊髓小胶质细胞激活以及延迟的星形胶质细胞激活。小胶质细胞抑制剂米诺环素能延缓神经病理性疼痛的发生。星形胶质细胞功能抑制剂氟代柠檬酸或L-α-aminoadipate则缓解已发生的神经病理性疼痛。由于星形胶质细胞和小胶质细胞具有正常的生理功能,采用胶质细胞的功能抑制剂进行镇痛可能会出现副作用。因此,研究慢性疼痛条件下胶质细胞激活以及胶质细胞和神经元之间相互作用的机制,对于发现新的治疗措施和开发副作用更小的药物十分必要。
研究证明,神经介质在胶质细胞和神经元之间的联系中发挥重要作用。一方面,胶质细胞通过释放促炎细胞因子(如TNF-α和IL-1β)、生长因子和趋化因子促进神经炎症反应。另一方面,初级传入神经纤维和脊髓神经元也释放促炎介质促进胶质细胞的激活。趋化因子是一类重要的神经炎症介质,在脊髓水平促进中枢敏化的形成。本文总结了趋化因子和受体在神经病理性疼痛中的作用研究进展,主要归纳了在神经损伤诱导的神经病理性疼痛中,脊髓内几对关键的趋化因子和受体的表达时程和细胞分布,以及它们调控神经病理性疼痛的细胞和分子机制。
1 趋化因子和趋化因子受体
趋化因子是小型分泌蛋白(相对分子质量8×~14×),有细胞趋化功能,用以控制白细胞的趋化运动。趋化因子氨基端具有保守的半胱氨酸残基,根据分子结构中近氨基端半胱氨酸残基(cysteine,C)数目及空间位置,将趋化因子分为4个家族:CC、CXC、XC和CX3C。在大多数情况下,4个半胱氨酸残基形成两对二硫键以构成趋化因子的特殊结构。CC家族4个半胱氨酸残基近氨基端的两个位置紧密相邻;CXC家族近氨基端的两个半胱氨酸残基之间插入了任一个氨基酸;XC家族为近氨基端含有唯一的半胱氨酸残基;而CX3C家族为近氨基端相邻的两个半胱氨酸残基之间插入了任意3个氨基酸。哺乳动物中大约有50种已经被确认的趋化因子。
CC家族拥有最大的族群,有28种趋化因子(CCL1~28);CXC家族拥有16种趋化因子(CCXL1~16);XC家族有2种(XCL1和XCL2);而CX3C家族只有1种趋化因子CX3CL1。趋化因子通过细胞膜上的特异性受体发挥其生物学功能,其受体是7次跨膜的G蛋白耦联受体,具有富含丝氨酸/苏氨酸的细胞内C-末端结构域和酸性N末端胞外区。趋化因子受体根据结合趋化因子配体的不同,分为4个不同的亚型家族:CC受体(CCR1~10);CXC受体(CXCR1~7)、XC受体(XCR1)、CX3C受体(CX3CR1)。除了一对一的单配对外(如CXCL13-CXCR5、CXCL16-CXCR6、CX3CL1-CX3CR1),大多趋化因子可以结合多个受体,一个受体也可以被不同的趋化因子结合,因此使趋化因子的功能更加复杂。
虽然趋化因子在免疫系统中起着重要作用,但趋化因子也参与机体其他功能,如心脏发育、血管发育、细胞增殖和肿瘤血管再生和转移。另外,趋化因子和其受体与神经性疾病的发病机制也有关,如多发性硬化、阿尔茨海默病、卒中。近年来,趋化因子和受体在多种神经病理性疼痛模型中的功能已有不少研究,这些模型包括:脊神经结扎(spinalnerveligation,SNL)、坐骨神经分支损伤(sparednerveinjury,SNI)、坐骨神经慢性压迫(chronicconstrictioninjury,CCI)、部分坐骨神经结扎(partialsciaticnerveligation,pSNL)、DRG慢性压迫(chronic