张瑛等: TRPVI:一种同时参与慢性痛外周敏化和疼痛中枢调制的重要分子 而另一方面,对于前额叶皮质及其前边缘皮质亚过改变辣椒素及其类似物结构中的一些化学基团 区 TRPVI激活参与焦虑情绪的产生也有相关报得到了两种高效、特异的TRPV1受体竞争性拮抗 道2。这些工作虽然只是单方面地对痛感觉或焦剂—KJM429和JYL1421。其中,JYL1421的 虑情绪进行了研究,并未对痛相关的焦虑情绪进行效应更为强大,在抑制辣椒素诱导钙内流方面的 直接的研究,但至少提示了前额叶皮质TRPV1可效应较 capsazepine强60倍,并且JYLl421可同时 能参与痛情绪的产生。 阻断辣椒素、热和低pH值三种不同刺激诱导的 上述过程中TRPV1的激活依赖于其内源性激TRPV激活,而 capsazepine对热和低pH诱导的 动剂 anandamide水平的升高。当 anandamide含量TRPV1反应表现出较弱的拮抗作用。与此同时, 较低时,会优先作用于其高亲和力的大麻素受体1JYL1421避免了 capsazepine所具有的对ATP诱导 ( cannabinoid receptor type I,CB1),抑制焦虑、恐惧钙内流的非特异性抑制效应。因此,JYL1421可能 则可引起 TRPVI的激活并促进焦虑情绪的表·成为较 capsazepine更为优化的 TRPVI受体拮抗剂。 等情绪的表达,而当 anandamide水平进一步升高时 此外,我们还发现两种TRPV1受体部分激动 因此在中枢,发挥兴奋性作用的TRPV1往往与具剂—YL827和JYL1511。这些部分激动剂在 有抑制性作用的大麻素受体发挥着相反或拮抗的作标准条件下仅表现出弱激动剂的特性,容易被误认 用,这也就提示中枢 TRPVI的功能与内源性大麻为拮抗剂,而一旦pH值、温度、受体密度或PKC 素系统有着密切的关系。 激活程度发生变化,它们对TRPV1受体的激动程 度也会随之发生改变,甚至转变为完全激动剂。这 3镇痛药物相关研究 一现象的发现,一方面为今后TRPV1受体拮抗剂 慢性痛是一种难治性疾病,现有镇痛药物疗效的药物筛选起到了警示作用,即筛选过程中需严格 有限,或具有显著的毒副作用而限制其在临床上的控制筛选条件如pH值、温度和受体密度等:另 广泛应用。因此,改善现有镇痛药物,减少其副作用,方面也提示部分激动剂可能具有潜在的临床应用前 比如增强 TRPVI激动剂——辣椒素的镇痛效应,景,在炎症或某些病理情况下,它们的激动作用可 减弱或消除烧灼痛的副作用,也是疼痛研究领域的能随着组织环境的变化而増强,而在正常组织中仍 重要问题 然保持弱的激动作用,因此可能减少药物的毒副作 辣椒素用于镇痛治疗有着悠久的历史,可用于用。该研究为靶向TRPV1受体的镇痛药物研发提 复杂性区域疼痛综合征、疱疹后神经痛、痛性糖供了新思路。 尿病外周神经病和慢性肌肉关节痛等多种疼痛的治 疗。其镇痛作用的主要机制为诱导TRPV失敏,4总结与展望 而在用药初始即受体失敏之前出现的短暂激活现 十余年来的,我们围绕伤害性信息整合分子 象,可使病人产生强烈的烧灼痛,从而妨碍病人的 TRPVI,对其磷酸化调控和膜转运机制展开了 进一步用药。此时,若将辣椒素受体拮抗剂与辣椒系列研究工作,开发出了Tat-KIF13B-T506,Tat- 素合用,拮抗剂可能通过短暂的受体封闭作用而缓TRPV1-T406和Tat- cofilin-S3等具有镇痛作用的短 解烧灼痛感,同时不影响辣椒素诱导TRPV失敏肽物质;在靶向 TRPVI的镇痛药物硏发方面 的效应。遗憾的是,应用最为广泛的TRPV受体得到了两种高效、特异的TRPV1受体竞争性拮抗 拮抗剂— -capsazepine作用强度中等,并且特异剂—KJM429和JYL1421,同时阐明了 TRPVI 性较差,除TRPV1外还可以作用于超极化激活环受体部分激动剂—JYL827和JYL1511的功能特 核苷酸门控通道( hyperpolarization-activated cyclic性(图1)。近年来,我们还在痛情绪的中枢机制研 nucleotide- gated channel,HCN)、上皮钠通道( epithe-究方面取得了一定进展。我们预计,未来慢性痛的 lial Na channel,ENaC)通道和ATP受体等,因外周和脊髓敏化机制以及靶向TRPV的药物研究 此开发作用强、特异性高的TRPV1受体拮抗剂十仍将是疼痛研究领域的重要问题,而随着光遗传学 分必要。 化学遗传学、活体小动物成像等新兴技术的广泛开 我们与美国的 Peter M Blumberg实验室( National展,关于慢性痛的中枢机制也将得到越来越充分的 ancer Institute, Bethesda, Maryland,USA)合作,通认识。张 瑛等：TRPV1：一种同时参与慢性痛外周敏化和疼痛中枢调制的重要分子 681 而另一方面，对于前额叶皮质及其前边缘皮质亚 区 TRPV1 激活参与焦虑情绪的产生也有相关报 道 [42–44]。这些工作虽然只是单方面地对痛感觉或焦 虑情绪进行了研究，并未对痛相关的焦虑情绪进行 直接的研究，但至少提示了前额叶皮质 TRPV1 可 能参与痛情绪的产生。 上述过程中 TRPV1 的激活依赖于其内源性激 动剂 anandamide 水平的升高。当 anandamide 含量 较低时，会优先作用于其高亲和力的大麻素受体 1 (cannabinoid receptor type 1, CB1)，抑制焦虑、恐惧 等情绪的表达，而当 anandamide 水平进一步升高时， 则可引起 TRPV1 的激活并促进焦虑情绪的表达 [43]， 因此在中枢，发挥兴奋性作用的 TRPV1 往往与具 有抑制性作用的大麻素受体发挥着相反或拮抗的作 用，这也就提示中枢 TRPV1 的功能与内源性大麻 素系统有着密切的关系。 3 镇痛药物相关研究 慢性痛是一种难治性疾病，现有镇痛药物疗效 有限，或具有显著的毒副作用而限制其在临床上的 广泛应用。因此，改善现有镇痛药物，减少其副作用， 比如增强 TRPV1 激动剂 —— 辣椒素的镇痛效应， 减弱或消除烧灼痛的副作用，也是疼痛研究领域的 重要问题。 辣椒素用于镇痛治疗有着悠久的历史，可用于 复杂性区域疼痛综合征、疱疹后神经痛、痛性糖 尿病外周神经病和慢性肌肉关节痛等多种疼痛的治 疗 [45]。其镇痛作用的主要机制为诱导 TRPV1 失敏， 而在用药初始即受体失敏之前出现的短暂激活现 象，可使病人产生强烈的烧灼痛，从而妨碍病人的 进一步用药。此时，若将辣椒素受体拮抗剂与辣椒 素合用，拮抗剂可能通过短暂的受体封闭作用而缓 解烧灼痛感，同时不影响辣椒素诱导 TRPV1 失敏 的效应。遗憾的是，应用最为广泛的 TRPV1 受体 拮抗剂 ——capsazepine 作用强度中等，并且特异 性较差，除 TRPV1 外还可以作用于超极化激活环 核苷酸门控通道 (hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel, HCN)、上皮钠通道 (epithe￾lial Na+ channel, ENaC) 通道和 ATP 受体等 [46–48]，因 此开发作用强、特异性高的 TRPV1 受体拮抗剂十 分必要。 我们与美国的Peter M Blumberg实验室(National Cancer Institute, Bethesda, Maryland, USA) 合作，通 过改变辣椒素及其类似物结构中的一些化学基团， 得到了两种高效、特异的 TRPV1 受体竞争性拮抗 剂 ——KJM429 和 JYL1421[49]。其中，JYL1421 的 效应更为强大，在抑制辣椒素诱导钙内流方面的 效应较 capsazepine 强 60 倍，并且 JYL1421 可同时 阻断辣椒素、热和低 pH 值三种不同刺激诱导的 TRPV1 激活，而 capsazepine 对热和低 pH 诱导的 TRPV1 反应表现出较弱的拮抗作用。与此同时， JYL1421 避免了 capsazepine 所具有的对 ATP 诱导 钙内流的非特异性抑制效应。因此，JYL1421 可能 成为较 capsazepine 更为优化的 TRPV1 受体拮抗剂。 此外，我们还发现两种 TRPV1 受体部分激动 剂 ——JYL827 和 JYL1511[50]。这些部分激动剂在 标准条件下仅表现出弱激动剂的特性，容易被误认 为拮抗剂，而一旦 pH 值、温度、受体密度或 PKC 激活程度发生变化，它们对 TRPV1 受体的激动程 度也会随之发生改变，甚至转变为完全激动剂。这 一现象的发现，一方面为今后 TRPV1 受体拮抗剂 的药物筛选起到了警示作用，即筛选过程中需严格 控制筛选条件如 pH 值、温度和受体密度等 ；另一 方面也提示部分激动剂可能具有潜在的临床应用前 景，在炎症或某些病理情况下，它们的激动作用可 能随着组织环境的变化而增强，而在正常组织中仍 然保持弱的激动作用，因此可能减少药物的毒副作 用。该研究为靶向 TRPV1 受体的镇痛药物研发提 供了新思路。 4 总结与展望 十余年来的，我们围绕伤害性信息整合分子 —— TRPV1，对其磷酸化调控和膜转运机制展开了 系 列 研究工作，开发出了 Tat-KIF13B-T506，Tat￾TRPV1-T406 和 Tat-cofilin-S3 等具有镇痛作用的短 肽物质 ；在靶向 TRPV1 的镇痛药物研发方面， 得到了两种高效、特异的 TRPV1 受体竞争性拮抗 剂 ——KJM429 和 JYL1421，同时阐明了 TRPV1 受体部分激动剂 ——JYL827 和 JYL1511 的功能特 性 ( 图 1)。近年来，我们还在痛情绪的中枢机制研 究方面取得了一定进展。我们预计，未来慢性痛的 外周和脊髓敏化机制以及靶向 TRPV1 的药物研究 仍将是疼痛研究领域的重要问题，而随着光遗传学、 化学遗传学、活体小动物成像等新兴技术的广泛开 展，关于慢性痛的中枢机制也将得到越来越充分的 认识