徐敏 綜述肖智，張躍蓉 審校

遵義醫(yī)科大學，貴州遵義563000

疼痛是機體在遭受到某些傷害刺激后產(chǎn)生的一種不愉快的防御性反應，其臨床表現(xiàn)除表現(xiàn)為身體上的不適外，還常常伴有焦慮、抑郁等。口腔科常見的引起口腔頜面部疼痛的疾病有：牙髓炎、三叉神經(jīng)痛、頜面部良惡性腫瘤、顳下頜關節(jié)紊亂等[1]，其中尤以牙髓炎引起的疼痛最為常見。當牙體硬組織因齲病、牙齒發(fā)育異常、牙外傷等遭受破壞時，細菌可進入髓腔感染牙髓；此外，重度牙周炎時，牙體周圍牙槽骨吸收破壞，部分牙周袋深度可達根尖部，細菌經(jīng)牙周袋進入根尖組織，通過根尖孔及各細小根管侵入髓腔引起牙周牙髓聯(lián)合病變。

牙髓組織中豐富的感覺神經(jīng)纖維主要受三叉神經(jīng)初級神經(jīng)元支配，該神經(jīng)與血管伴行經(jīng)根尖孔遍布于整個牙髓腔，與周圍疏松結(jié)締組織共同構(gòu)成牙髓，因此有學者認為，牙髓炎癥是神經(jīng)炎性疾病[2]。牙髓組織位于牙髓腔內(nèi)，當牙髓受到感染時，滲出物引流不暢，牙髓腔內(nèi)壓力很快增高，患者可表現(xiàn)為劇烈的疼痛。其機制除細胞損傷釋放致痛因子刺激感覺神經(jīng)元引起疼痛外，常見的還有流體動力學說，當牙髓炎患牙遇到冷熱刺激引起髓腔內(nèi)壓力變化時，牙本質(zhì)小管內(nèi)流體運動刺激牙本質(zhì)附近的神經(jīng)末梢，將沖動傳導至初級神經(jīng)元，后經(jīng)過三叉神經(jīng)傳入纖維，投射至丘腦腹后內(nèi)側(cè)核，由中樞神經(jīng)系統(tǒng)對信息進行整合從而產(chǎn)生疼痛信號。牙髓炎疼痛的產(chǎn)生是一個由多因素構(gòu)成的復雜過程，其具體機制尚不明確，因此研究牙髓炎疼痛中涉及的分子機制，有助于各研究人員從疼痛傳導路徑出發(fā)，通過對疼痛傳導過程進行干預，尋找出有效的緩解牙髓炎疼痛的方法。近年來，有大量學者嘗試各種方式建立大鼠牙髓炎模型，利用HE染色法、血清學檢測等方法進行檢驗，證實了牙髓暴露法、脂多糖內(nèi)毒素致炎法制造牙髓炎動物模型的可行性，為牙髓炎疼痛研究創(chuàng)造了條件[3-4]。本文針對牙髓炎疼痛查閱了相關文獻，從疼痛傳導的牙髓神經(jīng)、三叉神經(jīng)節(jié)、腦干及丘腦腹后內(nèi)側(cè)核三個傳導階段，對牙髓炎疼痛相關分子機制進行總結(jié)，為尋找更多的潛在治療靶點以及研發(fā)針對牙髓炎疼痛的特異性新型、高效、副作用少的止痛藥物提供思路。

1 牙髓組織中

1.1 腫瘤壞死因子-α(TNF-α)TNF-α是一種多效細胞因子，由單核巨噬細胞分泌產(chǎn)生，TNF-α通過促進白細胞的募集，誘導血管舒張和刺激促炎細胞因子的產(chǎn)生參與炎癥的形成和維持[5]。除促進炎癥外，TNF-α還可以直接刺激感覺神經(jīng)元，以增加感覺神經(jīng)對疼痛的敏感性[6-7]。PEZELJ-RIBARIC等[8]收集60例不同癥狀的牙髓炎患者牙髓組織，包括健康牙髓、無癥狀不可逆性牙髓炎牙髓組織和有癥狀不可逆性牙髓炎牙髓組織。應用酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測各組牙髓組織中TNF-α濃度，結(jié)果顯示所有牙髓組織中均可見TNF-α表達，但尤以不可逆性有癥狀牙髓炎組TNF-α濃度最高，且隨著牙髓炎癥的發(fā)展TNF-α濃度逐漸下降。而在不可逆無癥狀牙髓炎組中發(fā)現(xiàn)TNF-α濃度最低，由此推測TNF-α濃度下降是不可逆炎癥進展為全組織壞死的一個節(jié)點，籍此提出TNF-α可作為實驗室判定牙髓炎程度的生物標志物。KOKKAS等[9]檢測出牙髓炎患者牙髓組織中TNF-α表達水平與疼痛嚴重程度呈正相關；而BOETTGER等[10]也在大鼠傷害性神經(jīng)元上檢測到TNF受體(tumor necrosis factor receptors，TNFR)TNFR1和TNFR2并發(fā)現(xiàn)TNF-α阻滯劑的應用可顯著降低炎癥引起的疼痛感受，進一步證實了TNF-α參與炎癥疼痛傳導。HALL等[11]為研究TNF-α表達與牙髓炎之間的關系，培育了一種條件性過 表 達TNF-α的 轉(zhuǎn) 基 因 小 鼠 模 型(TNF-αglo)，TNF-αglo小鼠的牙髓中可顯示出類似于牙髓炎的炎癥，通過疼痛行為學測試，發(fā)現(xiàn)TNF-αglo小鼠較正常對照組小鼠相比需更長時間完成啃咬測試，更進一步證實了TNF-α與牙髓炎疼痛相關。

1.2 白細胞介素-1(IL-1)IL-1是一種促炎細胞因子，有IL-1α和IL-1β兩種存在形式。以往的研究認為，IL-1β是炎性疼痛傳導的介質(zhì)，并通過與1型白介素受體(type 1 interleukin receptor，IL-1RI)結(jié)合參與疼痛信號傳導[12]。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3炎性小體可促進IL-1β的成熟活化，參與牙髓炎癥反應[13-14]。BLETSA等[15]采用免疫組織化學法檢測牙髓炎大鼠牙髓組織及三叉神經(jīng)節(jié)中IL-1RI的免疫反應性，在感覺、交感神經(jīng)纖維以及牙髓的血管上發(fā)現(xiàn)IL-1RI，它也定位于三叉神經(jīng)節(jié)中的感覺神經(jīng)元和軸突；與對側(cè)正常牙齒組織及三叉神經(jīng)節(jié)比較，患側(cè)牙髓組織及三叉神經(jīng)節(jié)中IL-1RI的表達顯著增加，提示IL-1RI參與了牙髓炎癥反應并介導了交感神經(jīng)痛覺過敏，IL-1對牙髓和三叉神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元感覺神經(jīng)的直接作用，可能是炎癥性痛覺過敏的另一種機制。

1.3 促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子受體(CRF)CRF是一種是重要的生理調(diào)節(jié)劑，在調(diào)節(jié)體內(nèi)平衡中起著多樣化的作用，可調(diào)節(jié)內(nèi)分泌、自主神經(jīng)、行為活動以及一系列外周活動以應對壓力[16]。自CRF發(fā)現(xiàn)以來，CRF受體(corticotropin releasing factor receptor，CRF-R)的兩種受體亞型CRF-R1和CRF-R2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及皮膚外周和血管中的存在已經(jīng)得到證實，CRF-R1和CRF-R2可能依賴于阿片受體和糖皮質(zhì)激素受體在中腦導水周圍灰質(zhì)中反應產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用[17]。UHRICH等[18]提取正常恒磨牙和有癥狀不可逆性牙髓炎恒磨牙牙髓組織，采用免疫組化及免疫熒光印跡法檢測，發(fā)現(xiàn)有癥狀的牙髓組織中出現(xiàn)更高的CRF-R2表達，結(jié)合CFR的生理調(diào)節(jié)劑的特性，可推論內(nèi)源性CRF的釋放對牙髓炎疼痛起到一定的鎮(zhèn)痛作用，一些患有不可逆性牙髓炎的患者疼痛癥狀緩解也可能是受此影響。因此，CRF-R激動劑的應用可能是緩解牙髓炎疼痛的可行策略。

2 三叉神經(jīng)節(jié)

2.1 Toll樣受體4(oll-like receptor，TLR4)及電壓門控鈉離子通道1.7(Nav1.7)TLR4是先天免疫系統(tǒng)的重要跨膜識別受體，在初級感覺神經(jīng)元中廣泛分布，以感知外源性病原體相關分子模式和內(nèi)源性危險相關分子模式并激活感覺神經(jīng)元引起疼痛[19-20]，這在炎癥性疼痛、神經(jīng)性疼痛和其他疼痛相關模型中得到充分證明[21-22]。有研究發(fā)現(xiàn)，牙髓組織中TLR4可由與炎癥相關的高遷移率族蛋白1刺激產(chǎn)生[23-24]，TLR4激活后通過上調(diào)Nav1.7的表達參與大鼠慢性疼痛的形成[25]。SUN等[26]在牙髓炎大鼠三叉神經(jīng)中發(fā)現(xiàn)Nav1.7和細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)的表達較高，且應用Nav1.7抑制劑可抑制ERK表達，同時可減緩疼痛過敏反應，證明Nav1.7可通過誘導ERK的表達在牙髓炎疼痛中發(fā)揮作用。LIN等[27]在建立了急性牙髓炎大鼠模型基礎上通過牙髓組織學和細胞因子檢測驗證急性牙髓炎的病程進展，結(jié)合縮頭反射閾值測量和曠場測試評估傷害性反應的行為，探討TLR4在急性牙髓炎大鼠牙髓組織及三叉神經(jīng)節(jié)中的表達和信號傳導，觀察TLR4拮抗劑對疼痛反應的翻轉(zhuǎn)作用，發(fā)現(xiàn)牙髓炎大鼠三叉神經(jīng)節(jié)中TLR4的表達顯著上調(diào)，且在應用TLR4拮抗劑阻斷TLR4信號通路后，傷害性反應被顯著抑制。該實驗結(jié)果也驗證了TLR4在牙髓炎疼痛中的調(diào)控作用；除調(diào)控疼痛外，TLR4信號通路也可參與大鼠牙髓炎癥發(fā)展[28]，TLR4通過上調(diào)Nav1.7誘導ERK表達可能是其參與牙髓炎疼痛的機制之一。

2.2 衛(wèi)星膠質(zhì)細胞(satellite glial cells，SGCs)及趨化因子CX3CL1 SGCs是一種外周神經(jīng)膠質(zhì)細胞，具有星形膠質(zhì)細胞及小膠質(zhì)細胞的特性，分布于神經(jīng)元胞體周圍，與神經(jīng)元共同參與信號傳導。趨化因子CX3CL1及其受體CX3CR1是常表達于SGCs與神經(jīng)元胞體中的一類與機體防御反應相關的小分子蛋白質(zhì)。當神經(jīng)損傷時，神經(jīng)元釋放CX3CR1與SGCs上趨化因子CX3CL1結(jié)合，激活SGCs并釋放TNF-α、IL-1β、前列腺素等致痛物質(zhì)，參與神經(jīng)性及炎性疼痛的形成與維持[29-30]。膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)是星型膠質(zhì)細胞和SGCs活化的特異性標記物，神經(jīng)損傷及炎癥均可引起衛(wèi)星膠質(zhì)細胞的活化，導致GFAP的表達增加[31]。王海棠等[32]和張麗麗等[33]采用相同方式建立大鼠牙髓炎模型(均由完全弗氏佐劑CFA誘導)，以三叉神經(jīng)節(jié)為檢測位點，前者檢測大鼠牙髓炎進展過程中三叉神經(jīng)節(jié)GFAP的動態(tài)表達，后者檢測牙髓炎進展過程中趨化因子CX3CL1及其受體CX3CR1的動態(tài)表達。結(jié)果顯示，建模后24 h，病變側(cè)大鼠三叉神經(jīng)節(jié)內(nèi)可見GFAP免疫陽性細胞表達顯著增加，在72 h后逐漸下降，這與CX3CR1在三叉神經(jīng)節(jié)中的表達趨勢一致；CX3CR1表達減少使其與趨化因子CX3CL1結(jié)合率降低，SGCs活化率減少可能是GFAP表達水平逐漸下降的原因，提示CX3CR1與CX3CL1結(jié)合可能是SGCs活化的關鍵。而近期研究表明CFA誘導的牙髓炎大鼠三叉神經(jīng)中SGCs活化的同時還伴有曠場活動的明顯降低[34]，且應用神經(jīng)膠質(zhì)抑制劑及趨化因子CX3CL1抗體均可有效抑制SGCs的活性，緩解實驗動物的疼痛感受[35]，提示三叉神經(jīng)系統(tǒng)可能通過調(diào)節(jié)CX3CL1與CX3CR1的表達，控制SGCs活化來參與牙髓炎疼痛的發(fā)生和發(fā)展。

3 腦干及丘腦中

3.1 c-Fos蛋白c-Fos蛋白是一類常表達于神經(jīng)系統(tǒng)的原癌基因，外周傷害刺激可激活神經(jīng)元內(nèi)c-Fos蛋白，廣泛參與細胞增殖及凋亡，是神經(jīng)疼痛的標志[36-37]。早期研究表明，牙髓機械刺激可激活大鼠三叉神經(jīng)尾核和中腦導水管周圍灰質(zhì)中c-Fos蛋白[38]，三叉神經(jīng)脊束核中c-Fos的表達與牙髓炎進展成時間依賴性，在牙髓炎形成24 h時表達最為顯著，即在急性炎癥期表達最高[39]。CHA等[40]為驗證c-Fos蛋白參與大鼠牙髓炎周圍及中樞神經(jīng)疼痛傳導，應用免疫組織化學標記牙髓炎大鼠三叉神經(jīng)節(jié)及腦干中c-Fos陽性神經(jīng)元，記錄各組大鼠面部修整行為用以評估大鼠疼痛反應，發(fā)現(xiàn)牙髓炎組大鼠三叉神經(jīng)節(jié)及三叉神經(jīng)脊束核尾側(cè)亞核c-Fos陽性神經(jīng)元明顯高于對照組，且與面部修整時間成正比，進一步證明了牙髓炎疼痛時，三叉神經(jīng)節(jié)及腦干中c-Fos蛋白激活參與了牙髓炎疼痛致敏。

3.2 P2X7受體(P2X7R)三磷酸腺苷(adenosine 5'-triphosphate，ATP)是一種快速興奮的、能參與多種疼痛信號傳導的神經(jīng)遞質(zhì)[41]，其受體P2X廣泛分布于與疼痛信號傳遞相關的各級神經(jīng)細胞中，與配體ATP結(jié)合后能引起細胞Na+、Ca2+內(nèi)流、K+外流，產(chǎn)生一系列生理或病理變化，介導傳入神經(jīng)元中的傷害感受[42]，在疼痛致敏、傳導和調(diào)制過程中，ATP和P2X受體發(fā)揮著重要作用[43-44]。目前已在哺乳類動物和其他脊椎動物中發(fā)現(xiàn)P2X1-7共7種亞型。其中P2X7受體(P2X7 receptor，P2X7R)在炎癥、慢性疼痛、神經(jīng)系統(tǒng)性疾病等病理機制中發(fā)揮重要作用[45-46]，在多種病理狀態(tài)下表達均有上調(diào)[47]，和P2X受體家族其他成員的作用方式相似，高濃度的ATP可激活P2X7R調(diào)控非選擇性陽通道，引起K+、Na+及Ca2+通道的通透性改變，并誘導IL-1β、IL-6及TNF-α生成和釋放，參與炎性疾病的發(fā)病過程。近年來研究表明，阻斷體內(nèi)P2X7R可顯著降低炎性疾病動物的疼痛感受[48]，證實了P2X7R在炎性疼痛中的重要作用。陳霞等[49]研究發(fā)現(xiàn)，急性牙髓炎能誘導大鼠三叉神經(jīng)脊束核及丘腦中P2X7R表達增高；姜威等[50]研究發(fā)現(xiàn)中、重度牙髓炎組患者牙髓成牙本質(zhì)細胞中P2X7R蛋白表達顯著高于健康牙髓，且P2X7R蛋白表達量與患者的血清中IL-1β、IL-6表達成正比；但P2X7R激活是否與牙髓炎疼痛直接相關目前尚不明確，P2X7R激活在牙髓炎疼痛中的作用將成為近年來一個新的研究方向。

4 小結(jié)

牙髓炎疼痛的形成及維持是一個復雜的、多種機制綜合作用的結(jié)果。上述內(nèi)容回顧了既往研究的與牙髓炎疼痛相關的細胞因子及信號通路，其中，牙髓組織中，TNF-α及IL-1的表達與牙髓炎疼痛水平成正相關；而促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子受體不參與牙髓炎疼痛傳導，但其激活可對牙髓炎疼痛有一定的緩解作用。在三叉神經(jīng)脊束核中，TLR4、Nav1.7、SGCs、趨化因子CX3CL1及受體CX3CR1的表達與牙髓炎疼痛程度呈顯著正相關，其中TLR4可能是通過上調(diào)Nav1.7的表達參與牙髓炎疼痛致敏；而趨化因子CX3CL1常依賴于SGCs的活化及TNF-α、IL-1等致痛因子的釋放間接參與神經(jīng)病理性疼痛的維持，牙髓炎作為一種神經(jīng)炎性疾病，趨化因子CX3CL1、CX3CR1、SGCs、TNF-α及IL-1的協(xié)同作用可能是牙髓炎疼痛機制之一。在腦干及丘腦等中樞神經(jīng)調(diào)控區(qū)域，三叉神經(jīng)脊束核尾側(cè)亞核淺層神經(jīng)元可見c-Fos蛋白表達與牙髓炎疼痛成正相關；而目前研究已發(fā)現(xiàn)牙髓炎大鼠牙髓組織、三叉神經(jīng)脊束核及丘腦中P2X7R的表達均高于正常水平，結(jié)合P2X7R介導傷害感受的特性，可推測P2X7R激活可能參與了牙髓炎疼痛過敏，但還需實驗加以證明，其中涉及的具體機制也有待進一步研究。明確牙髓炎疼痛所涉及的分子機制有利于各學者從新的層面認識牙髓炎，有針對性的進行研究，為未來開發(fā)治療牙髓炎疼痛的靶向藥物提供了新的思路。