梁靜靜 曾艷平 肖哲曼

[摘要] 阿米洛利是一種口服的保鉀利尿劑，常作為降壓藥物應(yīng)用于臨床?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，作為多通道離子阻滯劑，阿米洛利在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面有極大的發(fā)展前景，如癲癇、偏頭痛、多發(fā)性硬化、腦缺血再灌注損傷等。本文旨在探討阿米洛利治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用機制，為其在臨床的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)，并對阿米洛利及其衍生物在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的發(fā)展前景進行了展望。

[關(guān)鍵詞] 阿米洛利；偏頭痛；癲癇；酸感受離子通道；鈉氫交換泵

[中圖分類號] R453.9 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2018）08（c）-0030-04

[Abstract] Amiloride is an oral potassium retaining diuretic， which is always used as antihypertensive drugs in clinic. Information available at present suggests that with the property of being multiple ion channel blockers， Amiloride has tremendous development foreground in the central nervous system diseases， such as epilepsy， migraine， multiple sclerosis and cerebral ischemia injury. This review aims to discuss the mechanisms of Amiloride in the central nervous system diseases， which provide certain theoretical basis in clinical practice， and also makes a prediction focusing on Amiloride and its derivatives in the central nervous system disease.

[Key words] Amiloride； Migraine； Epilepsy； Acid-sensing ion channels； Na+/H+ exchange

阿米洛利是一種口服的保鉀利尿劑，常作為降壓藥物應(yīng)用于臨床。阿米洛利能阻滯酸感受離子通道（asid-sensing ion channels，ASICs）、Na+/Ca2+交換泵（Na+/Ca2+ exchanger，NCX）、Na+/H+交換泵（Na+/H+ exchanger，NHE）、電壓門控Na+和Ca2+通道等?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，作為多通道離子阻滯劑，阿米洛利在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面有極大的發(fā)展前景，如癲癇、偏頭痛、多發(fā)性硬化和腦缺血再灌注損傷等[1-4]。目前臨床上已有多種阿米洛利衍生物、同系物，如SM-20220、HOE-642、5-N-乙基-N-異丙基-阿米洛利、HOE-694等，具有更高的特異性和靶向選擇性[5]。阿米洛利及其衍生物治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用機制假說眾多，尚不明確。本文將在阿米洛利的作用機制以及阿米洛利及其衍生物在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新進展方面進行綜述。

1 作用機制研究現(xiàn)狀

1.1 ASICs概述及阿米洛利的阻滯作用

1.1.1 ASICs概述 ASICs是ENaC/DEG（epithelial Na+ channel/degenerin）通道超家族成員之一，廣泛分布于哺乳動物的周圍神經(jīng)系統(tǒng)系統(tǒng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)[6]。ASICs共有4種基因表達，編碼出7種亞基（分別是ASIC1a/b、ASIC2a/b、ASIC3、ASIC4和ASIC5）[7-8]。ASICs由4個相同或不同亞基構(gòu)成，不同亞基構(gòu)成的同聚體或異聚體ASICs往往表現(xiàn)出不同的電流表型、通道特性和離子選擇性。ASIC1a被認為是哺乳動物大腦中最豐富和最基本的酸傳感器，它通過對突觸可塑性的影響，參與空間學習、記憶、痛覺傳導和焦慮等生理過程[9-10]。另外，ASIC1a也是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)化學感受器，通過激活杏仁核或腦干控制呼吸引發(fā)恐懼反射；ASIC2a則參與耳蝸聽覺系統(tǒng)的形成，并參與視網(wǎng)膜功能和恐懼行為等生理過程[6]。Wu等[2]研究表明，基因敲除初級皮層神經(jīng)元中的ASIC2a可干擾樹突和樹突棘的生長。ASICs還參與組織酸化的病理生理過程。在哺乳動物中，病理條件下，如癲癇、腦缺血、低血糖和疼痛等，氧供應(yīng)不足致使腦組織無氧酵解增多、乳酸堆積，導致組織酸化。當組織酸化時，H+能抑制門冬氨酸信號通路，減少興奮性神經(jīng)元的損傷。過量H+一方面能促進興奮性神經(jīng)遞質(zhì)過度釋放，產(chǎn)生神經(jīng)毒性作用，導致神經(jīng)元損傷；另一方面胞外pH值下降，進而激活A(yù)SICs通道，介導大量Ca2+內(nèi)流超載，導致神經(jīng)元損傷。

1.1.2 阿米洛利及其衍生物對ASICs的阻滯作用 現(xiàn)有資料顯示阿米洛利及其衍生物Benzamil和5-N-乙基-N-異丙基阿米洛利是非特異性ASICs阻滯劑，可以阻斷多種ASIC亞基的同聚體通道和異聚體通道[7]。PcTx-1和APETx2分別是特異性ASIC1a和ASIC3阻滯劑，已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究。目前阿米洛利阻斷ASICs通道的機制尚未明確。

1.2 NHE及阿米洛利的阻滯作用

1.2.1 NHE概述 NHE是一種存在于真核細胞中的跨膜蛋白，介導H+與Na+或K+之間的交換，參與調(diào)節(jié)細胞內(nèi)pH值、滲透性、細胞容量和維持Na+和Ca2+穩(wěn)態(tài)等。迄今為止，人們已發(fā)現(xiàn)9種NHE亞型，分別命名為NHE1～NHE9[3]。其中，NHE1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達最豐富，參與細胞生長、分化、增殖、遷移和死亡的生理過程外，其余亞型具體功能尚不清楚。在缺血、缺氧情況下，組織酸化，胞內(nèi)大量H+蓄積，激活NHE1，將胞內(nèi)H+泵出細胞外，從而使細胞內(nèi)酸中毒得以糾正。另外，NCX交換增強，使細胞內(nèi)Ca2+內(nèi)流增加，Ca2+超載造成細胞凋亡或壞死?，F(xiàn)已有研究資料表明[11-12]，NHE1的激活與癲癇、腦缺血及神經(jīng)性疼痛的病理生理過程有關(guān)。

1.2.2 阿米洛利及其衍生物對NHE的阻滯作用 阿米洛利對NHE1和NHE2均有阻滯作用。阿米洛利的衍生物SM-20220（N-aminoiminomethyl-1-methyl-1-h-indole-2-carboxamide methanesulfonate）是一種高選擇性的NHE1阻滯劑，可抑制Na+/H+交換引起的病理生理學過程，阻止缺氧誘導的血腦屏障破壞和缺血再灌注損傷，減少缺氧導致的內(nèi)皮細胞損傷[9]。

1.3 阿米洛利對其他通道的阻滯作用

阿米洛利對NCX、電壓門控Na+和Ca2+通道也具有非特異性阻滯作用，這些通道也參與了一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病理生理過程。通過遺傳易感性癲癇大鼠模型實驗，Quansah等[4]證實阿米洛利能顯著降低癲癇的發(fā)生率和嚴重程度，其機制與通過阻滯ASICs和NCX有關(guān)。

近年來，研究人員通過改變阿米洛利的化學結(jié)構(gòu)研制出多種阿米洛利衍生物，其對離子通道的阻滯強度和特異性方面明顯優(yōu)于阿米洛利，如卡立泊來德，對NHE1的阻滯作用是阿米洛利的33倍。

2 阿米洛利及其衍生物在中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療進展

2.1 腦缺血

腦血流量的減少可導致缺血缺氧，缺氧后細胞通過無氧酵解產(chǎn)生大量乳酸，組織酸化，最終導致pH值急劇下降[13]。因此，普遍認為酸中毒是引起缺血性腦損傷的主要機制之一。局灶性腦缺血、全腦性缺血等一些動物模型均已證實NHE1和ASIC1a在缺血再灌注性腦損傷中發(fā)揮了重要的作用，酸中毒能加重神經(jīng)細胞的缺血性損傷，其程度更與腦梗死的面積直接相關(guān)[1，3]。另外，McCarthy等[14]在自發(fā)高血壓大鼠模型中誘導大腦中動脈閉塞（middle cerebral artery occlusion，MACO），發(fā)現(xiàn)高純度的ASICs選擇性抑制劑PcTx1能顯著減少皮質(zhì)和紋狀體梗死體積，從而改善運動功能，保存神經(jīng)結(jié)構(gòu)的完整性；Shi等[15]通過小鼠MACO模型發(fā)現(xiàn)NHE1在局灶性腦缺血后活化的小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞中大量表達，給予HOE642（NHE1阻滯劑）或基因敲除NHE可顯著降低缺血部位的促炎微膠質(zhì)細胞的活化和促炎細胞因子的生成，同時降低微膠質(zhì)細胞的吞噬作用，減輕缺血性腦損傷，從而為延長治療時間窗提供可能性。

2.2 癲癇

癲癇是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，其特征為腦內(nèi)異常過度或同步的神經(jīng)元放電。癲癇發(fā)作是細胞pH調(diào)節(jié)功能失調(diào)的敏感指標。劇烈的神經(jīng)元放電或癲癇發(fā)作可使胞內(nèi)的pH值下降；另一方面，pH值的改變也會導致神經(jīng)細胞功能的巨大變化，包括同步放電，從而導致癲癇發(fā)作。胞內(nèi)外pH值下降能激活A(yù)SICs和NHE調(diào)控系統(tǒng)，介導Na+、Ca2+內(nèi)流，細胞內(nèi)Ca2+超載，最終導致神經(jīng)細胞損傷和凋亡。Liang等[16]通過誘導匹羅卡品癲癇模型發(fā)現(xiàn)ASIC1a、ASIC3和NHE均參與癲癇的發(fā)生、發(fā)展；通過腹腔注射阿米洛利后，分別檢測不同時段ASICs和NHE的表達，證實了阿米洛利能通過調(diào)控ASIC1a和ASIC3的表達抑制癲癇發(fā)作；Ou-Yang等[17]通過誘導幼鼠高熱驚厥模型進行水迷宮實驗，發(fā)現(xiàn)阿米洛利能延長幼鼠首次癲癇發(fā)作潛伏期，并能改善幼鼠的空間記憶能力。因此，阿米洛利抗癲癇作用已得到廣泛認可。然而，阿米洛利的作用機制目前尚存在一定爭議。一項中國的研究團隊認為ASIC3參與終止癲癇發(fā)作，他們分別通過匹羅卡品和戊四氮誘導的動物模型發(fā)現(xiàn)給予APETx2（ASIC3特異性阻滯劑）后癲癇發(fā)作潛伏期縮短，癲癇發(fā)作的持續(xù)時間延長，全面強直性陣攣發(fā)作的發(fā)生率升高[18]。以上爭議均有待進一步的實驗證實。

2.3 多發(fā)性硬化和視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病

多發(fā)性硬化（multiple sclerosis，MS）和視神經(jīng)脊髓炎譜系疾?。╪euromyelitis optica spectrum disorder，NMOSD）都是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥損傷、髓鞘脫失、軸索變性為特征的自身免疫性疾病，可導致一系列的系統(tǒng)癥狀，如肢體麻木無力、視覺損害，并最終導致殘疾[19]。目前脫髓鞘疾病的確切發(fā)病機制尚不清楚，目前認為導致神經(jīng)變性的主要因素包括小膠質(zhì)細胞活化和氧化應(yīng)激損傷，導致線粒體損傷、能量衰竭，以及髓鞘和少突膠質(zhì)細胞中年齡依賴性的鐵積累，導致氧化組織損傷[20]。現(xiàn)已有多項國外研究通過在動物模型和體外實驗證實ASIC1與此類疾病有關(guān)。當炎性病變中的酸中毒組織在一定條件下被激活時，Na+和Ca2+內(nèi)流增加，ASIC1過度活化，從而導致軸突損傷[21-22]。通過誘導急性自身免疫性腦脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）小鼠模型，F(xiàn)riese等[21]發(fā)現(xiàn)與野生型小鼠相比，ASIC1基因敲除小鼠的神經(jīng)功能缺損和軸索變性顯著減少；體外實驗方面，通過培養(yǎng)ASIC1基因敲除小鼠和野生型小鼠的視神經(jīng)和視網(wǎng)膜細胞，觀察到ASIC1能破壞酸中毒相關(guān)的保護作用，分別給予阿米洛利或PcTx-1，發(fā)現(xiàn)受損軸索數(shù)量明顯下降，進一步證實ASIC1a參與軸索變性，ASIC1阻滯劑具有神經(jīng)保護作用。一項英國研究在EAE動物模型和急性期MS患者標本中發(fā)現(xiàn)在軸索和少突膠質(zhì)細胞中NHE1表達明顯增多，進一步證實ASIC1的過量表達可能與軸索損傷的分子機制有關(guān)；阿米洛利在急性期能顯著降低軸索和神經(jīng)元的損傷，在慢性期也可顯著改善嚴重的神經(jīng)功能障礙[22]。以上研究均證實阿米洛利有軸索和神經(jīng)元保護作用。

2.4 偏頭痛

偏頭痛是最常見的神經(jīng)疾病，也是最常見的慢性疼痛疾病之一。盡管偏頭痛的發(fā)病率很高，但人們對導致偏頭痛的病理生理學仍知之甚少，對新的治療靶點的研究也進展緩慢。Dussor[23]報道細胞外pH值的降低以及ASICs的激活可能會對偏頭痛產(chǎn)生影響，并可能在其病理生理學中發(fā)揮作用。ASIC亞基與偏頭痛的三個階段有關(guān)：①下丘腦活動可能涉及ASIC1、ASIC2和ASIC3，參與腦膜感覺傳入的中樞性調(diào)控；②皮質(zhì)擴散抑制能激活A(yù)SIC1，參與先兆的發(fā)生、硬膜肥大細胞脫粒、腦膜感覺傳入激活等；③腦膜感覺傳入活性與ASIC3和ASIC1的激活有關(guān)，并導致頭痛、中腦膜動脈血管擴張等[23]。Yan等[24]通過逆行標記三叉神經(jīng)到腦膜神經(jīng)，并觀察記錄不同硬腦膜pH誘發(fā)的電流，證實ASICs參與偏頭痛的病理生理過程，如酸中毒、腦膜細胞的缺血、缺氧或炎癥等。阿米洛利能緩解疼痛癥狀，機制可能與阻滯ASIC3通道有關(guān)。通過給予酸誘導偏頭痛模型小鼠阿米洛利和PcTx1，結(jié)合小鼠行為學變化及其腦干中三叉神經(jīng)脊束核中相關(guān)蛋白的表達，國內(nèi)一些研究者[25-26]證實ASIC1a也參與了偏頭痛的發(fā)生機制，予以一定量的阿米洛利能夠減少該模型小鼠行為學異常及相關(guān)蛋白表達。另外，阿米洛利已應(yīng)用于先兆性偏頭痛臨床藥物試驗。Holland等[27]報道了一項臨床研究，共有7例患者接受阿米洛利藥物治療，其中4例患者的偏頭痛癥狀明顯緩解。因此，ASICs阻滯劑有望為研制偏頭痛藥物提供新思路。

2.5 神經(jīng)系統(tǒng)變性病

帕金森病（PD）和阿爾茨海默?。ˋD）屬于神經(jīng)系統(tǒng)變性病，其病理生理機制尚不完全清楚。Storozhuk等[28]通過檢測海馬γ氨基丁酸能突觸，證實ASICs參與調(diào)控γ氨基丁酸能突觸后膜電流。Gu等[29]通過6-羥多巴胺誘導的PD大鼠模型發(fā)現(xiàn)ASICs抑制劑阿米洛利和PcTx-1能調(diào)控ASIC1a的表達，降低α-Synuclein水平和修復(fù)自噬障礙，改善PD的運動癥狀，延遲多巴胺神經(jīng)元的丟失，證實ASIC1a參與PD的發(fā)病機制。Gonzales等[30]研究證實AD患者中異常淋巴母細胞的增值與NHE、體內(nèi)pH失衡有關(guān)，與正常人相比，AD患者對血清細胞生長因子的反應(yīng)性較高，淋巴母細胞增殖明顯，予以NHE抑制劑能明顯抑制淋巴母細胞的增值和隨之而來的胞內(nèi)堿性化，表明NHE在誘導AD患者的淋巴細胞異常細胞反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。

3 結(jié)語與展望

阿米洛利及其衍生物在腦缺血、癲癇、偏頭痛、脫髓鞘疾病以及神經(jīng)退行性疾病中有極大的應(yīng)用前景，進一步探索相關(guān)機制有助于為治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供新的研究思路和治療靶點。

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（收稿日期：2018-03-23 本文編輯：張瑜杰）