TRP 與痛風(fēng)急性發(fā)作相關(guān)研究進(jìn)展

胡舜杰 王子濤 王俊狄 吳華香

痛風(fēng)是一種臨床常見的因單尿酸鹽結(jié)晶沉積于關(guān)節(jié)及軟組織引起自身炎癥的關(guān)節(jié)炎[1]。不同地區(qū)痛風(fēng)的患病率存在著很大差異，歐美國家痛風(fēng)患病率在1%～4%，而我國痛風(fēng)患病率在1.1%左右，且逐年上升[2-3]。痛風(fēng)的患病具有顯著性別差異，在男性中更為多見，在亞洲，男女比例約為8∶1[4]。由于降尿酸治療的普及率低、患者對(duì)降尿酸藥物的依從性差、痛風(fēng)患者護(hù)理不足等原因，該疾病的管理仍不完善[5]。尋找更多治療痛風(fēng)的靶點(diǎn)一直是臨床研究的熱點(diǎn)，瞬時(shí)受體電位通道（transient receptor potential，TRP）家族即為其中之一。本文對(duì)痛風(fēng)急性發(fā)作與TRP 家族相關(guān)的研究進(jìn)展作一綜述。

1 TRP 概述

TRP 是一類由參與離子穩(wěn)態(tài)和（或）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的各種陽離子通透性通道組成的非選擇性離子通道蛋白，常由4 個(gè)亞基（同源或異源四聚體）組成，位于質(zhì)膜或細(xì)胞內(nèi)膜，參與多種基本的細(xì)胞功能[6-7]。根據(jù)基因序列的同源性可將其劃分為6 個(gè)亞家族：TRPA、TRPC、TRPM、TRPML、TRPP 和TRPV，其中大多數(shù)都是鈣離子通道，感知多種理化信號(hào)，包括環(huán)境感知信號(hào)、胞外神經(jīng)遞質(zhì)、胞內(nèi)信使、溫度、機(jī)械力和電壓等[8]。TRPA、TRPC、TRPM、TRPV 在不同環(huán)節(jié)參與了不同關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制，而針對(duì)痛風(fēng)相關(guān)模型，TRPV1、TRPV4、TRPA1 的研究受到較多的關(guān)注，針對(duì)性的研究也較為透徹。

2 TRPV1

TRPV1 通道是TRPV 亞家族中具有代表性的成員，也是最具特征性的TRP 通道[9]。TRPV1 可以被各種刺激激活，包括溫度、pH 和廣泛的內(nèi)源性和外源性化合物（如辣椒素等），主要表達(dá)于三叉神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元和背根神經(jīng)節(jié)等感覺神經(jīng)節(jié)內(nèi)的小神經(jīng)元上[9-10]。

2.1 TRPV1 在痛風(fēng)發(fā)作中的作用 Hoffmeister 等[11]在大鼠踝關(guān)節(jié)注射單鈉尿酸鹽（monosodium urate，MSU）晶體，發(fā)現(xiàn)大鼠踝關(guān)節(jié)出現(xiàn)持續(xù)的疼痛樣行為，伴有關(guān)節(jié)水腫，白細(xì)胞數(shù)量和髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）活性增加，關(guān)節(jié)液中IL-1β 升高，而注射MSU 的同時(shí)聯(lián)合皮下注射選擇性TRPV1 拮抗劑SB366791，能夠減少這些事件的發(fā)生。Xu 等[12]的實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了這一結(jié)果，而且發(fā)現(xiàn)MSU 處理小鼠的背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（dorsal root ganglion，DRG）中可以觀察到鈣應(yīng)答和TRPV1 電流的熒光強(qiáng)度增加。另一項(xiàng)研究對(duì)MSU 誘導(dǎo)的痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎大鼠模型行腦血容量（cerebral blood volume，CBV）加權(quán)的功能MRI 檢查，發(fā)現(xiàn)其初級(jí)軀體感覺皮質(zhì)和丘腦的CBV 增加，這些區(qū)域的TRPV1 表達(dá)上調(diào)，而鞘內(nèi)注射AMG9810 可逆轉(zhuǎn)TRPV1活性，顯著降低皮層、紋狀體和丘腦的CBV 反應(yīng)，減少疼痛相關(guān)的步態(tài)異常[13]。這些研究證明了外周神經(jīng)和中樞神經(jīng)上表達(dá)的TRPV1 在MSU 誘導(dǎo)的痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的機(jī)械痛覺中均具有重要作用。

MSU 誘導(dǎo)的炎癥可以通過激活TRPV1，誘導(dǎo)C-初級(jí)傳入纖維釋放P 物質(zhì)，而加用NK1 受體拮抗劑RP67580，拮抗P 物質(zhì)的作用，可減少M(fèi)SU 誘導(dǎo)的痛覺和水腫[11]。P 物質(zhì)可介導(dǎo)肥大細(xì)胞脫顆粒[14]，釋放類胰蛋白酶、組胺、5-羥色胺等，其中釋放的類胰蛋白酶可激活初級(jí)感覺神經(jīng)元中蛋白酶激活的受體-2（proteinase-activated receptor-2，PAR-2），引起進(jìn)一步的炎癥反應(yīng)和傷害性感受[15-16]，而組胺和5-羥色胺則會(huì)引起關(guān)節(jié)水腫，如用肥大細(xì)胞穩(wěn)定劑色莫林預(yù)處理，則可減少肥大細(xì)胞脫顆粒，從而減輕MSU 引起的的疼痛和水腫。

2.2 TRPV1 激動(dòng)劑和拮抗劑 TRPV1 激動(dòng)劑（如辣椒素和樹脂毒素）可引起痛覺和炎癥，同時(shí)可選擇性消融表達(dá)TRPV1 的感覺神經(jīng)元，并在注射幾天后產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用[17-18]。臨床上，TRPV1 陽性神經(jīng)元的去功能化被用于治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎等[19-21]。在MSU 介導(dǎo)的傷害性反應(yīng)的研究中，得到的結(jié)果是相似的，全身應(yīng)用樹脂毒素可顯著降低MSU 介導(dǎo)的傷害性反應(yīng)和水腫，而同時(shí)腹腔注射QX-314（鈉通道阻滯劑）及辣椒素沉默TRPV1陽性神經(jīng)元，可達(dá)到相同的療效[22]。

桉油精是大多數(shù)桉樹揮發(fā)物的特征性成分，一種具有抗炎鎮(zhèn)痛作用的單萜氧化物，常用于治療各種傳染病、流感、咽喉痛、呼吸系統(tǒng)疾病和疼痛[23]。桉油精可顯著降低MSU，引起踝關(guān)節(jié)的局部組織和背根節(jié)神經(jīng)元的TRPV1 表達(dá)上調(diào)，減輕MSU 誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激、NLRP3 炎癥小體的激活、促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，從而減輕關(guān)節(jié)疼痛和水腫[24]。

3 TRPV4

TRPV4 是TRPV 家族中的一員，作為細(xì)胞機(jī)械傳感器可感知機(jī)械壓力，如滲透性膨脹及收縮、拉伸、剪切、表面膨脹等，同時(shí)也可感知熱刺激和花生四烯酸代謝產(chǎn)物等化學(xué)因素[25-26]，在軟骨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、表皮形成細(xì)胞等組織細(xì)胞處均有選擇性表達(dá)[27]。

3.1 TRPV4 在痛風(fēng)急性發(fā)作中的作用 近期研究發(fā)現(xiàn)，在痛風(fēng)小鼠模型中，TRPV4 是MSU 晶體誘導(dǎo)的疼痛和炎癥不可或缺的一環(huán)。在小鼠的滑膜單個(gè)核細(xì)胞和人外周血的單個(gè)核細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)，痛風(fēng)發(fā)作組TRPV4 的表達(dá)高于對(duì)照組[28]。MSU 晶體與吞噬細(xì)胞膜結(jié)合過程中產(chǎn)生的張力會(huì)改變表面曲率，打開離子通道[29]，這種激活伴隨著電流變化，直接調(diào)節(jié)NLRP3 的炎性小體活性[30]。Lan 等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，MSU 晶體和GSK101（TRPV4 的 激 活 劑）均 可 通 過TRPV4 激活NLRP3 炎性小體，誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-1β。但兩者誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-1β 的過程有所不同，GSK101 誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-1β 可被鈣離子螯合劑BAPTA-AM 完全阻斷，說明這個(gè)過程在很大程度上依賴于TRPV4 介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號(hào)。而MSU 晶體則不同，BAPTA-AM 只能阻斷一半的IL-1β的產(chǎn)生，細(xì)胞松弛素D（肌動(dòng)蛋白聚合抑制劑，用于阻斷吞噬作用）則可阻止幾乎所有MSU 晶體引起的IL-1β 的產(chǎn)生，此外藥物阻斷和基因消融TRPV4 功能均可顯著降低巨噬細(xì)胞的吞噬功能，說明MSU 晶體可以通過吞噬作用誘導(dǎo)IL-1β 的產(chǎn)生，而不完全依賴于TRPV4 介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號(hào)[28]。晶體的吞噬可產(chǎn)生大量活性氧（reactive oxygen species，ROS），實(shí)驗(yàn)中加用谷胱甘肽乙酯和N-乙酰半胱氨酸，可顯著降低MSU晶體誘導(dǎo)的IL-1β 的產(chǎn)生，而對(duì)GSK101 誘導(dǎo)產(chǎn)生的IL-1β 影響甚少[28，31]。因此認(rèn)為MSU 晶體與巨噬細(xì)胞的直接接觸調(diào)控TRPV4，通過吞噬產(chǎn)生大量的ROS，引起溶酶體滲漏，從而激活NLRP3 炎性小體，誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-1β[28]。

3.2 TRPV4 與TRPV1 的相互作用 既往的研究表明，表達(dá)TRPV1 的初級(jí)傷害感受器是MSU 晶體誘導(dǎo)的感覺反應(yīng)的下游介質(zhì)[11,22]。而Lan 等[28]用TRPV1 激動(dòng)劑樹脂毒素（resiniferatoxin，RTX）處理表達(dá)TRPV1 的初級(jí)傷害感受器，可有效減輕MSU 晶體誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)腫脹程度，降低IL-1β 水平、中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞數(shù)量、MPO 活性以及滑膜巨噬細(xì)胞TRPV4 mRNA 表達(dá)。這說明在MSU 晶體誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞依賴性炎癥中，表達(dá)TRPV1 的初級(jí)傷害性感受器可反過來促進(jìn)表達(dá)TRPV4 的巨噬細(xì)胞的功能，形成正反饋回路，進(jìn)而增強(qiáng)關(guān)節(jié)炎癥[28]。因此，表達(dá)TRPV1 的初級(jí)傷害性感受器和表達(dá)TRPV4 的滑膜巨噬細(xì)胞之間的相互作用對(duì)于MSU 晶體誘導(dǎo)的急性痛風(fēng)發(fā)作是至關(guān)重要的[28]。

4 TRPA1

TRPA1 是TRP 家族的另一成員，表達(dá)于初級(jí)感覺神經(jīng)元細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞、單核細(xì)胞等，可感知溫度的變化、機(jī)械刺激及化學(xué)刺激[32-33]，其中氧化應(yīng)激產(chǎn)生的一系列內(nèi)源性化合物如過氧化氫、4-羥基壬烯醛等均可激活TRPA1，從而感知有害寒冷，因此TRPA1 被認(rèn)為是氧化應(yīng)激的感受器[34-35]。

Trevisan 等[36]研究發(fā)現(xiàn)，將MSU 晶體注射于大鼠足底，誘導(dǎo)其痛風(fēng)發(fā)作，隨后注射或口服TRPA1 拮抗劑HC-030031 后，可分別較對(duì)照組減輕87%和75%的關(guān)節(jié)水腫，在TRPA1 基因敲除的小鼠模型中得到的結(jié)果相似，較野生型小鼠減輕95%的關(guān)節(jié)水腫，因此說明TRPA1 參與MSU 晶體誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎性水腫的發(fā)生。而急性痛風(fēng)發(fā)作關(guān)節(jié)疼痛的研究結(jié)果與關(guān)節(jié)水腫的研究結(jié)果相似，急性痛風(fēng)發(fā)作通常表現(xiàn)為冷痛和灼痛相交織的疼痛狀態(tài)，在TRPA1 基因敲除的小鼠中皮下注射MSU 晶體，其出現(xiàn)的持續(xù)性痛覺和冷痛均較對(duì)照組減少，炎癥細(xì)胞及炎癥因子的積聚也有所減少，說明TRPA1 是MSU 晶體誘導(dǎo)的炎癥過程中觸發(fā)冷痛的關(guān)鍵，然而在對(duì)TRPV1 的研究中并未發(fā)現(xiàn)與冷痛相關(guān)[37-38]。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，小鼠踝關(guān)節(jié)注射MSU 晶體后，關(guān)節(jié)中浸潤的巨噬細(xì)胞大量釋放IL-33，促進(jìn)中性粒細(xì)胞積聚，通過生長刺激表達(dá)基因2 蛋白（growth stimulation expressed gene 2，ST2），激活中性粒細(xì)胞依賴的ROS（主要為過氧化氫），進(jìn)而激活DRG 神經(jīng)元的TRPA1，產(chǎn)生傷害性感覺[39]。同時(shí)，在炎癥狀態(tài)下支配踝關(guān)節(jié)的DRG 神經(jīng)元的TRPA1 通道活性顯著增強(qiáng)，從而導(dǎo)致痛風(fēng)時(shí)炎癥發(fā)作的關(guān)節(jié)對(duì)內(nèi)源性ROS 產(chǎn)物的傷害反應(yīng)增強(qiáng)[39]。

5 小結(jié)

TRP 家族是一類瞬時(shí)受體電位通道，越來越多的研究證實(shí)了各種TRP 通道在痛風(fēng)中的作用。TRPV4通過機(jī)械感知MSU，激活NLRP3 炎性小體參與了痛風(fēng)的發(fā)作。TRPA1 和TRPV1 則主要在傷害感受器上表達(dá)而介導(dǎo)痛風(fēng)的疼痛，其中TRPA1 主要感知冷痛，其激活與ROS 相關(guān)，TRPV1 的激活會(huì)引起肥大細(xì)胞脫顆粒，與傷害性反應(yīng)和水腫相關(guān)。目前針對(duì)各類離子通道的藥物正在研發(fā)中，對(duì)TRP 通道的進(jìn)一步研究可能會(huì)為治療痛風(fēng)發(fā)作及緩解疼痛帶來新的思路與方法。