代 維 張明潔 邱恩超 董 釗 于生元△

（1 解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院神經內科，北京100048；2 中國人民解放軍總醫(yī)院神經內科，北京100039）

?綜 述?

cAMP反應元件結合蛋白在頭痛與抑郁中的研究現(xiàn)狀*

代 維1張明潔2邱恩超1董 釗2于生元2△

（1解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院神經內科，北京100048；2中國人民解放軍總醫(yī)院神經內科，北京100039）

目的：cAMP (cyclic adenosine monophosphate, 環(huán)磷腺苷)反應元件結合蛋白(cAMP response element binding protein, CREB)是一種轉錄因子，其蛋白家族激活后主要的功能是調節(jié)基因轉錄，與抑郁、疼痛等均有密切關系，但在頭痛中的研究并不充分，本文旨在初步闡述CREB在頭痛與抑郁中的研究現(xiàn)狀及其內在聯(lián)系。方法：本文回顧了近年關于CREB在頭痛及抑郁中的研究情況，并闡述其交叉研究領域。結論：CREB在抑郁中的研究較成熟，CREB及其上下游因子很有可能成為抗抑郁藥物研究的靶點；其在頭痛中的研究較少，主要集中在三叉神經脊束核、三叉神經節(jié)、腦干等水平， CREB與中樞敏化可能相關。頭痛和抑郁很可能存在共同的神經通路、神經遞質，CREB是頭痛與抑郁信號通路上共同的調節(jié)靶點

偏頭痛；抑郁；pCREB；CREB

cAMP (cyclic adenosine monophosphate,環(huán)磷腺苷)反應元件結合蛋白(cAMP response element binding protein, CREB)是一種轉錄因子，定位于細胞核，在腦內所有細胞均有表達，其蛋白家族激活后主要的功能是調節(jié)基因轉錄[1,2,3]。CREB的調節(jié)通路包括AC (adenylate cyclase，腺苷酸環(huán)化酶)[1]、cAMP、Ca2+[4]、MAPK(mitogen-activated protein kinases, 促分裂素原活化蛋白激酶)[3]（見圖1）。CREB與即刻早期基因編碼的蛋白不同，即早基因受刺激誘導后可以快速合成新蛋白，發(fā)揮轉錄因子或轉錄調節(jié)因子的作用，而CREB只需通過活化自身發(fā)揮作用[5]。CREB介導的基因轉錄包含了三個過程：二聚化、與DNA反應元件相結合、磷酸化。其中，磷酸化是其發(fā)揮轉錄功能的基礎，CREB的磷酸化位 點 有 Ser98，Ser129，Ser133，Ser142， 其 中 Ser133是CREB激活的關鍵位點，而Ser129，Ser142的主要作用為增強或減弱靶基因的轉錄[5]。pCREB (phosphorylated cAMP response element binding protein, 磷酸化cAMP反應元件結合蛋白)以二聚體的形式結合在CRE的目標基因序列上，從而調節(jié)目標基因的轉錄[1]。目前已知的CREB的靶基因有100多種，其中許多被證實與中樞敏化有關，如c-fos、BDNF(Brain derived neurotrophic factor，腦源性神經營養(yǎng)因子)、CGRP (Calcitonin gene related peptide，降鈣素基因相關肽)、NK1受體、COX-2、Synapsin I等[5]。CREB被作為與記憶及學習相關的蛋白而廣泛研究[1,6]，近年來，研究者發(fā)現(xiàn)其與抑郁、疼痛、藥物過量均有密切關系[1,5,7,8]。

圖 1 CREB的信號轉導體系（此圖為作者原創(chuàng)，引用請注明出處）

一、CREB在抑郁中的研究情況

CREB是細胞內與抑郁相關的幾個信號轉導通路的一個交匯點，它能對相關基因的轉錄進行調節(jié)[9]。許多研究均針對長期應用抗抑郁藥物后CREB總含量、pCREB或CREB mRNA的含量，實際上，pCREB的含量較另外二者更能體現(xiàn)CREB目標基因的調控作用[10]。

加拿大學者Dar Dowlatshahi和他的團隊研究了尸檢病人，發(fā)現(xiàn)重癥抑郁病人之顳葉皮層CREB表達下降，而使用抗抑郁藥物可以升高CREB的表達[11]。動物實驗發(fā)現(xiàn)，抗抑郁藥物與電休克治療均可上調大鼠或小鼠腦內cAMP通路的幾個成分，包括CREB與pCREB水平，這些影響或許對于治療的作用機制至關重要[12]。

動物實驗表明，在不同腦區(qū)，CREB可以通過升高或降低來產生抑郁樣行為表現(xiàn)[1]。在海馬中，CREB為抗抑郁效果的重要中間介質，許多標準抗抑郁藥物（如去甲腎上腺素再攝取抑制劑、選擇性五羥色胺再攝取抑制劑、電擊誘發(fā)驚厥）均可提升海馬中CREB的活性[12]。在嚙齒動物中，應用病毒介導的基因轉染以直接升高CREB蛋白水平，可以產生抗抑郁作用[13]，一些證據表明，CREB表達調節(jié)與神經生長因子有關[14]。比方說，許多抗抑郁藥物能同樣升高海馬中的腦源性生長因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)，一個CREB調節(jié)性靶基因[15]。在抑郁模型中通過調控CREB的上游因子cAMP的藥物亦能發(fā)揮抗抑郁作用，雖然具體作用腦區(qū)還不確定，但海馬很可能為一個位點，這些藥物也被考慮為可以增強認知的藥物[16]。相反的，在嚙齒動物的伏隔核(nucleus accumbens, NAc)中，CREB升高則可導致各種抑郁樣表現(xiàn)。藥物濫用或壓力應激均可引起伏隔核中CREB活性升高[17]。伏隔核中CREB的持續(xù)升高可以導致快感缺失—一個抑郁的典型癥狀，同時，也會導致對一系列令人不悅的環(huán)境的反應[17]。使處于早期發(fā)育的大鼠暴露于哌醋甲酯，可引起CREB的持續(xù)升高，進而，這些大鼠就會表現(xiàn)出快感缺失、煩躁和絕望行為[18]。在強迫游泳實驗(forced-swim test)中降低伏隔核中CREB的含量可以產生抗抑郁樣作用[16]。對杏仁核而言，抑郁模型中CREB含量不同所致的功能改變與情境有關。習得性無助模型中，訓練前對對象進行病毒介導CREB表達處理，可引起抑郁樣行為，但訓練后給予相同處理，卻導致了抗抑郁樣行為[19]。相關的解釋為，訓練前誘導CREB表達，加強了習得性無助的學習，而訓練后卻加強了動物克服無助以及再學習的能力。在大鼠中腦導水管周圍灰質(periaqueductal gray, PAG)，被捕食壓力則可導致CREB表達上升[20]。慢性溫和應激可誘導AC信號通路活性在以下區(qū)域下降，包括海馬、皮層，但在下丘腦處卻無統(tǒng)計學差異[21]。這些例子都表明了，CREB的表達具有部位及時間的特異性[1]。CREB具有調整可塑性的功能，這個過程并非生而優(yōu)劣，而是適應性、適應不良或二者皆有。

二、CREB在頭痛中的研究情況

迄今為止，關于CREB在頭痛中的研究較少，且主要集中在三叉神經脊束核、三叉神經節(jié)及腦干水平。學者Dimos D和同事認為，CREB可能成為偏頭痛動物模型中，三叉神經脊束核尾側部突觸后神經元激活的一個新的標志物。他們研究了大鼠三叉神經脊束核尾側部pCREB在傷害性刺激后的表達情況，發(fā)現(xiàn)給予辣椒辣素刺激后，三叉神經脊束核尾側部CREB與pCREB含量均升高，而預先給予偏頭痛的治療藥物舒馬曲普坦及那拉曲普坦后，pCREB的升高則被抑制，且其抑制水平在一定范圍內與藥物劑量相關，作者認為，曲普坦類藥物可以減弱CREB在三叉神經系統(tǒng)的激活，從而可能抑制了中樞敏化的形成[7]。

在腦干水平，體外實驗顯示，大鼠三叉神經節(jié)之pCREB受到CGRP的調節(jié)，而CGRP又由激活的P2X3或腺苷酸A1受體所誘導[22]。抑制CREB的激活，可以在腦干水平減緩中樞敏化的形成[22]。有實驗表明，脊髓背根神經元的中樞敏化是由pCREB介導的翻譯水平調節(jié)所致[23]。

CREB在頭痛中的研究剛剛起步，但在疼痛與中樞致敏中的研究已不鮮見。CREB在疼痛中的研究主要集中在炎性刺激或脊髓損傷所致的痛覺過敏中，其在中樞敏化中的作用已經受到越來越多的關注。研究證實，CREB與神經病理性疼痛以及感染性疼痛密切相關[24,25]。作為ERK活化后激活的下游轉錄因子，CREB可能參與了慢性疼痛以及中樞神經系統(tǒng)的長時程改變[26]。同時，CREB的激活也可能誘導了CGRP與TRPV1[27]。在慢性中樞性神經病理性疼痛模型中，脊髓損傷后，大鼠的脊髓丘腦束神經元中CREB磷酸化升高[24]，而這條纖維束恰恰是上傳疼痛的傳導束，這一現(xiàn)象顯示，損傷所致疼痛與CREB激活相關。目前推斷脊髓損傷所致的神經病理性疼痛與ERK 1 /2, p-p38 MAPK, CREB的激活均有關。通過注射辣椒辣素[28]、甲醛[29]、角叉藻聚糖(carrageenan)[30]、酸性鹽水[31]而誘發(fā)出的中樞敏化中，CREB的激活升高。研究表明ERK與CREB的激活會影響B(tài)DNF與neurokinin-1受體的基因表達[32]，neurokinin-1受體受到P物質的調節(jié)，并且通過G蛋白來參與中樞敏化的形成[33]。在周圍性神經病理性疼痛模型中，pCREB的表達同樣有所升高[24]。

提到頭痛研究中的蛋白組織化學研究，就不得不提到c-fos基因。c-fos為一種即早基因，其轉錄產物Fos蛋白廣泛應用于偏頭痛相關的動物模型中[34]，與Fos蛋白相比，CREB在頭痛研究中有一定優(yōu)勢，如，F(xiàn)os蛋白的表達需要較強刺激[35]，且其在脊髓背根神經節(jié)中不表達，同時，在三叉神經脊束核尾側部較難誘發(fā)出Fos蛋白表達[36]。同F(xiàn)os相比，CREB的表達更加廣泛，且其表達在刺激后10分鐘即可產生，較Fos蛋白所需的2小時大大縮短[7]。

基礎研究表明，偏頭痛和抑郁很可能存在共同的神經通路、神經遞質（神經肽、激素和單胺類等）、致病基因、環(huán)境因素或社會因素等等。目前關于偏頭痛和抑郁共病的可能機制，主要有中樞敏化、五羥色胺和多巴胺的功能障礙、藥物過量使用和卵巢激素波動等學說，對于這些假說的研究并不完全，偏頭痛與抑郁之間的關系還需要更多的基礎研究，特別是通過有效的抑郁與偏頭痛動物模型進一步明確。CREB作為頭痛與抑郁信號通路上共同的調節(jié)靶點，其重要性不容小覷，下一步我們將通過更多研究探討CREB在頭痛與抑郁共病中的聯(lián)系。

三、總結

CREB在抑郁中的研究已經日益成熟，已經被用于各種抑郁動物模型的研究，且CREB及其上下游因子很有可能成為抗抑郁藥物研究的核心與靶點。然而，CREB在頭痛中的研究較少，主要集中在三叉神經脊束核、三叉神經節(jié)、腦干等水平，由于CREB與中樞敏化可能相關，相信在日后針對CREB與頭痛的研究會更為深入。頭痛和抑郁很可能存在共同的神經通路、神經遞質，CREB是頭痛與抑郁信號通路上共同的調節(jié)靶點，下一步我們將通過更多研究探討其在頭痛與抑郁中的關系。

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10.3969/j.issn.1006-9852.2017.12.008

國家自然科學基金[National Natural Science Foundation of China (grants 81471147, 81600952, 81500943)]；解放軍總醫(yī)院扶持基金[Clinical Support Fund of Chinese PLA General Hospital (grants 2014FC-CXYY-1006)]

△通訊作者 yusy1963@126.com