電針介導(dǎo)下MAPK信號(hào)通路參與鎮(zhèn)痛作用機(jī)制研究進(jìn)展

宋金玲

(廣西壯族自治區(qū)婦幼保健院，廣西 南寧 530001)

分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)是廣泛存在體內(nèi)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白調(diào)節(jié)激酶，同時(shí)，MAPK也是細(xì)胞內(nèi)主要的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)[1]。MAPK級(jí)聯(lián)效應(yīng)是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。因?yàn)?，在疼痛傳遞調(diào)制的過程當(dāng)中，細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子參與了細(xì)胞外傷害性感受信號(hào)向胞核內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)信息，靜息狀態(tài)下MAPK主要分布于細(xì)胞漿，當(dāng)被激活后則轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，它能夠通過磷酸化轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)效應(yīng)基因的表達(dá)，并作為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中研究疼痛的靶標(biāo)。MAPK的深入研究為疼痛性疾病的治療提供了一個(gè)良好的前景[2]。

1 電針介導(dǎo)MAPK/p38信號(hào)通路參與分娩鎮(zhèn)痛的作用機(jī)制

p38絲裂素活化蛋白激酶(p38 MAPK)由p38α、p38β、p38γ和p38δ 4個(gè)亞基構(gòu)成。p38α、p38β是哺乳動(dòng)物中最主要的亞基，其中p38α在背根神經(jīng)節(jié)以及脊髓中廣泛存在[3-4]。它是1993年發(fā)現(xiàn)的一條新的MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與了疼痛的產(chǎn)生和維持[5-6]。p38 MAPK信號(hào)通路是保守的三級(jí)磷酸化酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng)，其傳導(dǎo)路線為MEKK5-MKK3/6-p38。當(dāng)細(xì)胞受到刺激后，通過中間環(huán)節(jié)活化MAPKKK，來激活MAPKK，而MAPKK又通過雙位點(diǎn)磷酸化來調(diào)控p38 MAPK的活性。p38被磷酸化激活后轉(zhuǎn)移到其他部位或移位入核，從而作用細(xì)胞內(nèi)相應(yīng)的目標(biāo)因子而發(fā)揮調(diào)節(jié)功能。研究表明，電針通過抑制MKP-1基因而上調(diào)p38 MAPKs通路，可以延緩疼痛的發(fā)展及減少疼痛的發(fā)生[7]。

p38 MAPK可通過激活下游因子MAPK激活蛋白激酶2誘導(dǎo)激活磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)，PLA2被激活后，能促進(jìn)其下游花生四烯酸(AA)的生成，并在環(huán)氧化酶的作用下生成前列腺素(PG)。細(xì)胞外間隙進(jìn)入釋放的PG作用于C纖維突觸前末梢，可使其傷害性神經(jīng)遞質(zhì)物質(zhì)的釋放及敏感化并增加[8]。Yu KR等[9]研究證實(shí)鞘內(nèi)注射p38抑制劑可以抑制脊髓釋放前列腺素E2(PGE2)，進(jìn)而其所導(dǎo)致的中樞敏感化，Vierck CJ等[10]也發(fā)現(xiàn)p38 MAPK抑制劑SB203580鞘內(nèi)注射，大鼠機(jī)械痛和溫痛覺的超敏現(xiàn)象可以顯著減少，Coronado RA等[11]發(fā)現(xiàn)，p38β在脊髓中被抑制，可以減少鞘內(nèi)注射P物質(zhì)所導(dǎo)致的痛覺過敏。

由此認(rèn)為，p38 MAPK/PLA2/COX/PGs級(jí)聯(lián)PLA2的激活所導(dǎo)致AA生成的PG增加、PGE2的釋放對(duì)疼痛的調(diào)控具有重要意義。

2 MAPK/ERK信號(hào)通路介導(dǎo)電針分娩鎮(zhèn)痛的作用機(jī)制

胞核產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)取決于細(xì)胞外刺激信號(hào)，而對(duì)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究，近年來逐漸引起國(guó)內(nèi)、外學(xué)界廣泛關(guān)注。研究認(rèn)為[8，12-13]，ERK信號(hào)通路，是通過一系列高度保守的激酶、磷酸化的磷酸酯酶兩位點(diǎn)和去磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，將細(xì)胞外部信號(hào)從活化的Ras蛋白作用于下游靶蛋白R(shí)af，并使之Raf磷酸化。由于Ras-GTP直接與Raf 相結(jié)合，形成一個(gè)短暫的膜錨定信號(hào)，同時(shí)活化的Raf 通過磷酸化促分裂原激活的蛋白激酶的激酶(MEK)環(huán)上的絲氨酸殘基而將其激活，MEK 再將促分裂原激活的蛋白激酶(ERK)激活。MEK是ERK上游激酶，可激活ERK，是Ras-Raf-MEK-ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的關(guān)鍵酶。ERK被MEK激活后，使細(xì)胞做出相應(yīng)的答應(yīng)，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)[14]。

ERK信號(hào)通路在疼痛的發(fā)生、發(fā)展中起著重要的作用，而ERK信號(hào)通路可被應(yīng)激刺激激活[15-16]?；罨腅RK可從胞漿易位到胞核，進(jìn)而激活RSK2，然后使轉(zhuǎn)錄因子cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)在絲氨酸133上磷酸化，磷酸化的CREB結(jié)合在cAMP反應(yīng)元件(CRE) DNA啟動(dòng)區(qū)域位點(diǎn)而啟動(dòng)基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)位進(jìn)入磷酸化轉(zhuǎn)錄因子CREB，調(diào)節(jié)目的基因的表達(dá)，如強(qiáng)啡肽、內(nèi)啡肽、C-fos、NK-1、TrkB、促生長(zhǎng)激素及神經(jīng)肽Y等，從而在痛覺敏化中發(fā)揮出重要的作用[17-19]。

強(qiáng)啡肽(dynorphin，DYN) 在脊髓分布廣泛，參與機(jī)體對(duì)疼痛信號(hào)的反應(yīng)過程，DYN是中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的一個(gè)重要阿片肽，是人們發(fā)現(xiàn)最早且有顯著鎮(zhèn)痛功能的阿片肽[20]。DYN介導(dǎo)刺激鎮(zhèn)痛，且主要介導(dǎo)的是高強(qiáng)刺激、高頻鎮(zhèn)痛，脊髓水平是其鎮(zhèn)痛的作用部位。而在脊髓節(jié)段內(nèi)，一般情況下，它完成脊髓水平的疼痛信息調(diào)控不依賴于脊髓與其以上腦結(jié)構(gòu)之間的完整聯(lián)系[21]。研究證實(shí)DYN/KOR系統(tǒng)參與了EA分娩疼痛[22]，其可能的機(jī)制與EA誘導(dǎo)β-內(nèi)啡肽和蛋氨酸腦啡肽釋放，阻斷神經(jīng)性疼痛有關(guān)[23]。

強(qiáng)啡肽是產(chǎn)生鎮(zhèn)痛的重要因子，且與其他阿片類物質(zhì)兩兩之間還具有加強(qiáng)或拮抗鎮(zhèn)痛的作用[24]?？讘c勝等[25]通過向脊髓內(nèi)注入抗強(qiáng)啡肽A1-13血清，認(rèn)為其可增強(qiáng)痛閾。Ji RR等[26]研究發(fā)現(xiàn)，P物質(zhì)受體神經(jīng)激肽(NK-1)與前強(qiáng)啡肽原mRNA表達(dá)增加及熱傷害刺激和機(jī)械傷害刺激佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠對(duì)痛敏的增加等都與ERK的激活有關(guān)。完全弗氏佐劑注射腳掌，不僅能夠促使ERK在脊髓背角神經(jīng)元活化，還可使強(qiáng)啡肽在神經(jīng)元表達(dá)明顯增加[27]。MEK抑制劑U1026鞘內(nèi)注射，可減少強(qiáng)啡肽的表達(dá)及ERK磷酸化被抑制[28]。由此推出，強(qiáng)啡肽基因和蛋白表達(dá)的上游調(diào)節(jié)物質(zhì)就是ERK，ERK在背角神經(jīng)元的激活，通過強(qiáng)啡肽轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)，從而調(diào)控著疼痛的發(fā)生發(fā)展。表明Ras-Raf-MEK途征及效應(yīng)分子強(qiáng)啡肽的作用調(diào)控著疼痛的發(fā)生發(fā)展。

3 JNK通路的針刺鎮(zhèn)痛作用機(jī)制

有學(xué)者對(duì)JNK 通路的針刺鎮(zhèn)痛作用機(jī)制進(jìn)行了系列研究，有望在電針分娩鎮(zhèn)痛研究中提供研究思路與借鑒。JNK是絲氨酸/蘇氨酸家族一員又稱應(yīng)激活化蛋白激酶(stress activated protein kinase，SAPK) ，當(dāng)外界信號(hào)激活混合系蛋白激酶-3( MLK3)、TGF- β活化蛋白激酶( TAK)后，信號(hào)通路中，JNK的上游激活物MKK4、MKK7被進(jìn)一步激活。作為MAPKKK成員之一的TAK1，是誘導(dǎo)痛覺過敏產(chǎn)生的必要因素[29-30]。研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用電針刺激大鼠脊髓，發(fā)現(xiàn) JNK、c- jun具有磷酸化表達(dá)的變化及能有效緩解大鼠神經(jīng)痛。 p-c-jun、p-JNK在大鼠脊髓的表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而JNK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活被抑制，是其可能的作用機(jī)制[31]。而在另一組大鼠炎性疼痛模型中，進(jìn)行電針刺激，觀察JNK、c-jun在大鼠脊髓磷酸化表達(dá)的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電針能使大鼠患側(cè)痛閾明顯升高，從而提示電針的鎮(zhèn)痛作用可能與其抑制脊髓背角JNK通路的活化有關(guān)[32]。

4 小結(jié)

中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)對(duì)針灸鎮(zhèn)痛機(jī)制的解析是：“通則不痛”“榮則不痛”。而隨著現(xiàn)代分子生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，從細(xì)胞分子水平層面來看，電針介導(dǎo)下MAPK信號(hào)通路參與鎮(zhèn)痛的作用機(jī)制是：激活MAPK后，通過磷酸化轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)效應(yīng)基因的表達(dá)，并作為神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中研究疼痛的靶標(biāo)。一方面，電針能提高ERK信號(hào)通路的效應(yīng)分子DYN的表達(dá)；另一方面，電針可以降低p38信號(hào)通路的效應(yīng)分子EP2表達(dá)及下調(diào)JNK 通路的p-c-jun、p-JNK表達(dá)，從而達(dá)到鎮(zhèn)痛效果。由于電針鎮(zhèn)痛機(jī)制復(fù)雜多樣，依然需要深入研究。