孫亞蘭，黃 誠(chéng)

（1.贛南醫(yī)學(xué)院2018級(jí)碩士研究生；2.贛南醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院；3.贛南醫(yī)學(xué)院疼痛醫(yī)學(xué)研究所，江西 贛州341000）

慢性疼痛在臨床上和普通人群中是最常遇見(jiàn)的健康問(wèn)題。目前，在世界醫(yī)學(xué)范圍內(nèi)對(duì)疼痛的控制還不夠充分，慢性疼痛的臨床治療仍面臨重大挑戰(zhàn)［1-2］。正常情況下，急性炎癥反應(yīng)可保護(hù)機(jī)體免受病原體入侵，以促進(jìn)組織重塑和修復(fù)，而持續(xù)6周或更長(zhǎng)時(shí)間的慢性炎癥會(huì)導(dǎo)致組織損傷和誘發(fā)疼痛［3］。一些促炎介質(zhì)，如前列腺素、細(xì)胞因子、趨化因子、蛋白酶、神經(jīng)肽和神經(jīng)生長(zhǎng)因子等在炎癥部位持續(xù)釋放，促使外周的痛覺(jué)神經(jīng)元敏化［4-5］，繼而產(chǎn)生疼痛。對(duì)慢性炎性痛的臨床治療需要考慮在有效鎮(zhèn)痛與相關(guān)的安全風(fēng)險(xiǎn)之間達(dá)到最佳平衡［6］。迄今為止，由于炎性痛的發(fā)病及病理生理學(xué)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，涉及外周和中樞機(jī)制，而且炎性痛相關(guān)的機(jī)制還不完全清楚，因此，慢性炎性痛仍然是一個(gè)重要且亟待解決的臨床問(wèn)題。膽堿能抗炎通路是神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)相互作用以抑制全身炎癥反應(yīng)的一種病理生理學(xué)機(jī)制［7］。研究證實(shí)α7nAChR在脊髓中樞的疼痛信號(hào)傳輸途徑中發(fā)揮著重要作用［8-9］。已知α7nAChR依賴(lài)的抗膽堿能信號(hào)通路與抑制高遷移族蛋白B1（High mobility group box 1，HMGB1）的釋放密切相關(guān)［10］?；诖耍疚闹饕獓@α7nAChR-HMGB1信號(hào)通路的組成、活化及其與慢性炎性痛的關(guān)系綜述。

1 α7nAChR-HMGB1信號(hào)通路

1.1 α7nAChR的結(jié)構(gòu)和分布煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）是一種配體門(mén)控型離子通道，廣泛存在于外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)［11-12］。α7nAChR是煙堿型膽堿能受體之一，它是由5個(gè)α7亞基構(gòu)成的同源聚合體［13］。α7nAChR在神經(jīng)系統(tǒng)中是最豐富的乙酰膽堿受體［11］，在海馬、皮層和多個(gè)皮層下邊緣區(qū)高度表達(dá)［14］。此外，α7nAChR也可表達(dá)于非神經(jīng)細(xì)胞，如免疫細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、少突細(xì)胞、前體細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞等，并在免疫反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮抗炎和神經(jīng)保護(hù)作用［15-16］。在中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)中，α7nAChR在疼痛信號(hào)傳遞過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。例如在背根神經(jīng)切斷術(shù)中，α7nAChR大量表達(dá)于脊髓的小膠質(zhì)細(xì)胞上參與并調(diào)節(jié)神經(jīng)病理性疼痛［17］。在CCI模型，α7nAChR的激動(dòng)劑TC-7020可下調(diào)DRG中ATF3、MCP-1、p-ERK和GFAP的表達(dá)水平，有效地減輕神經(jīng)損傷引起的機(jī)械性疼痛［18］。

1.2 HMGB1的結(jié)構(gòu)和分布HMGB1是一種高度保守、普遍存在的核蛋白，可作為一種損傷相關(guān)的分子模式（DAMP）釋放到細(xì)胞外環(huán)境中，是致病的關(guān)鍵介質(zhì)［19-20］。HMGB1含有215個(gè)氨基酸殘基，是相對(duì)較小的蛋白質(zhì)［21］。在結(jié)構(gòu)上，該蛋白分為三個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域：兩個(gè)串聯(lián)的HMG box結(jié)構(gòu)域（A box和B box），和一個(gè)由30個(gè)天冬氨酸和谷氨酸殘基氨基酸組成的C末端［22］。作為結(jié)構(gòu)單元，HMG boxes在整個(gè)演化過(guò)程中保存完好，它們具有3個(gè)α螺旋的特征，并排列成L形結(jié)構(gòu)［23］。在細(xì)胞核中，HMGB1是一種非組蛋白DNA結(jié)合蛋白和促進(jìn)復(fù)合核蛋白組裝的結(jié)構(gòu)成分［24］。在疾病及病理狀態(tài)下，人的血漿/血清和組織細(xì)胞HMGB1的表達(dá)增加，如神經(jīng)退行性疾病、關(guān)節(jié)炎、自身免疫性疾病、肺損傷、癌癥、心血管疾病、糖尿?。?型和2型）、缺血再灌注損傷、感染、腎臟和肝臟相關(guān)疾病、胰腺炎以及妊娠并發(fā)癥等疾病，均與HMGB1水平上調(diào)相關(guān)［25］。其中，能被激發(fā)并分泌HMGB1的細(xì)胞包括紅白血病細(xì)胞、神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞［26］。

1.3 α7nAChR-HMGB1信號(hào)通路與活化研究表明，α7nAChR的激活可抑制NF-κB，從而減輕炎癥反應(yīng)［27］。有學(xué)者提出，α7nAChR的激活可通過(guò)不同的機(jī)制來(lái)調(diào)控NF-κB（見(jiàn)圖1所示）。如乙酰膽堿與細(xì)胞表面的α7nAChR結(jié)合后激活JAK2/STAT3信號(hào)通路，促進(jìn)STAT3與NF-κB的p65亞基結(jié)合，最終抑制促炎細(xì)胞因子的釋放［28］。也可能通過(guò)激活的α7nAChR觸發(fā)TLR4-MyD88-NF-κB信號(hào)通路的活化，MyD88為T(mén)LR4的關(guān)鍵細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)蛋白，可以激活I(lǐng)-κB激酶（IKK）并誘導(dǎo)NF-κB易位［29］。HMGB1已被證實(shí)是一種促炎細(xì)胞因子，釋放的HMGB1可以通過(guò)增加TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8和巨噬細(xì)胞炎癥蛋白等細(xì)胞因子的表達(dá)，繼而促進(jìn)炎癥信號(hào)傳導(dǎo)［30］。目前已有研究表明，尼古丁可以抑制死亡的腫瘤細(xì)胞釋放HMGB1［31］。在膽堿能信號(hào)通路中，α7nAChR可通過(guò)抑制HMGB1的釋放來(lái)減輕炎癥反應(yīng)［32］。應(yīng) 用α7nAChR的 激 動(dòng) 劑 能 有 效 地 抑 制HMGB1的釋放，而α7nAChR的抑制劑α-BGT可完全逆轉(zhuǎn)這一作用［33］。HMGB1作為內(nèi)源性配體結(jié)合并激活TLR4［34］。有報(bào)道稱(chēng)，HMGB1在損傷的小鼠脊髓中表達(dá)升高，并引起神經(jīng)炎癥反應(yīng)［35］。

圖1 ACh與α7nAChR結(jié)合后調(diào)控NF-κB的可能機(jī)制示意圖

2 神經(jīng)炎癥與炎性痛

神經(jīng)炎癥是一種以中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)促炎介質(zhì)的產(chǎn)生為特征的病癥。膠質(zhì)細(xì)胞的激活是諸多中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的共同特征，被認(rèn)為是細(xì)胞死亡、損傷或感染的組織反應(yīng)的典型標(biāo)志［36］。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中重要的天然免疫細(xì)胞。一旦周?chē)M織或神經(jīng)損傷，將會(huì)刺激小膠質(zhì)細(xì)胞分泌大量的促炎細(xì)胞因子（如TNF-α、IL-1β、IL-6等）和趨化因子對(duì)疼痛進(jìn)行調(diào)控［37］。這些促炎細(xì)胞因子激活附近的膠質(zhì)細(xì)胞或神經(jīng)元，以正反饋的方式促進(jìn)神經(jīng)炎癥的發(fā)生，進(jìn)而促進(jìn)中樞敏化，使得慢性疼痛狀態(tài)愈發(fā)增強(qiáng)［38］。越來(lái)越多的證據(jù)表明，由小膠質(zhì)細(xì)胞觸發(fā)的神經(jīng)炎癥在慢性炎性痛的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中具有重要意義。其中，脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥在慢性炎性痛中樞敏化的發(fā)生和維持中起著關(guān)鍵作用。研究發(fā)現(xiàn)，在完全弗氏佐劑（Complete Freund’s Adjuvant，CFA）誘導(dǎo)的炎性痛模型中，CFA引起的外周炎癥可激活小膠質(zhì)細(xì)胞，并在中樞神經(jīng)系統(tǒng)檢測(cè)到促炎細(xì)胞因子的mRNA和蛋白水平表達(dá)均上調(diào)［39］。小膠質(zhì)細(xì)胞活化引起的神經(jīng)炎癥常伴隨著慢性炎性痛的發(fā)生發(fā)展過(guò)程。

3 神經(jīng)炎癥與膽堿能抗炎途徑

膽堿能抗炎途徑（CHAIP）的激活是一種免疫調(diào)節(jié)方式，可以在不引起免疫抑制的情況下，以復(fù)雜的方式減輕炎癥。研究發(fā)現(xiàn)，臨床上可通過(guò)激活CHAIP抑制全身和局部炎癥來(lái)治療關(guān)節(jié)炎［40］、功能性消化障礙和炎癥性腸病［41］等疾病。CHAIP也是一種自發(fā)的生理通路，可以監(jiān)測(cè)神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥信號(hào)，并調(diào)節(jié)炎癥因子的釋放。α7nAChR被證實(shí)具有顯著的抗炎作用［22］，其廣泛表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞上［42-43］，通過(guò)調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)和抑制神經(jīng)炎癥的作用［44-45］。當(dāng)機(jī)體暴露于外部刺激如感染或創(chuàng)傷時(shí)，神經(jīng)末梢可釋放乙酰膽堿，在這種情況下，ACh可與α7nAChR結(jié)合產(chǎn)生相互作用，并抑制免疫細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，如TNF-α、IL-1β和IL-6［46-47］。因此，α7nAChR敲除可阻斷乙酰膽堿介導(dǎo)的抗炎作用，而激活膽堿能抗炎途徑能夠抑制神經(jīng)炎癥。

4 膽堿能抗炎途徑與炎性痛

膽堿能抗炎途徑參與副交感神經(jīng)和免疫系統(tǒng)之間的相互作用［48］，通過(guò)迷走神經(jīng)進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)，因此被稱(chēng)為炎癥反射［49］。目前，臨床試驗(yàn)證實(shí)了尼古丁對(duì)疼痛具有緩解作用。其中，α7nAChR在脊髓中表達(dá)并參與疼痛傳輸途徑［50］。研究表明，應(yīng)用激動(dòng)劑激活α7nAChRs可在嚙齒類(lèi)動(dòng)物中誘導(dǎo)抗炎和鎮(zhèn)痛作用，并且α7nAChR的激動(dòng)劑可以緩解CFA誘導(dǎo)的炎性痛所引起的炎癥反應(yīng)和痛覺(jué)過(guò)敏行為［51］。α7nAChR選擇性正變構(gòu)調(diào)節(jié)劑（PAMs）在嚙齒類(lèi)動(dòng)物的慢性炎性痛模型中也能激活α7nAChR，如GAT107是一種具有內(nèi)源性變構(gòu)激動(dòng)劑活性的強(qiáng)效α7nAChRⅡ型PAM，經(jīng)鞘內(nèi)注射可減輕CFA誘導(dǎo)的慢性炎性痛［52］。研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)中心靜脈注射或靜脈注射膽堿可通過(guò)中樞和外周的α7nAChR途徑來(lái)減輕炎性痛所引起的炎性傷害行為［53］。此外，有臨床證據(jù)表明，通過(guò)膽堿能抗炎途徑來(lái)治療關(guān)節(jié)炎是非常有效的［54］?？梢?jiàn)，膽堿能抗炎途徑在慢性炎性痛的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著重要作用。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，神經(jīng)炎癥在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要作用。膽堿能抗炎通路的激活是通過(guò)神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)的，能夠平衡和調(diào)節(jié)機(jī)體固有的免疫系統(tǒng)功能。而且α7nAChR的激活可通過(guò)抑制HMGB1及其他炎癥因子的釋放對(duì)機(jī)體起保護(hù)作用。以上結(jié)果提示α7nAChR-HMGB1信號(hào)通路可能參與調(diào)控慢性炎性痛的病理生理學(xué)過(guò)程。

神經(jīng)炎癥反應(yīng)在慢性炎性痛中扮演了重要的角色。眾所周知，鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物主要分為四大類(lèi)：弱鎮(zhèn)痛藥、非甾體類(lèi)抗炎藥（NSAIDs）、阿片類(lèi)藥物和輔助藥物［55］。目前，治療慢性炎性痛的首選藥物為非甾體類(lèi)抗炎藥，但長(zhǎng)期服用這類(lèi)藥物會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的不良反應(yīng)，臨床上不建議長(zhǎng)期使用。炎性痛仍然是不可治愈的疾病，且其發(fā)病機(jī)制和病理過(guò)程尚未完全闡明，因此，尋求新的治療靶點(diǎn)及藥物是亟待解決的問(wèn)題。越來(lái)越多的研究表明，α7nAChR激動(dòng)劑能夠減輕炎癥反應(yīng)發(fā)揮緩解疼痛的作用。α7nAChR的激活可抑制HMGB1的釋放。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，雷公藤紅素可通過(guò)抑制HMGB1/NF-κB信號(hào)通路緩解CFA誘導(dǎo)的慢性炎性痛的超敏反應(yīng)［56］。中醫(yī)藥可能是有效治療慢性炎性痛的方式之一。α7nAChR-HMGB1通路可能是慢性炎性痛潛在的致病機(jī)制，這為臨床治療該疾病提供新思路。