P2X_3受体在病理性疼痛中的研究进展_吴海姣.pdf

第 39 卷第 2 期福建师范大学学报(自然科学版)Vol.39，No.2(2023 年 3 月)Journal of Fujian Normal University(Natural Science Edition)Mar.2023DOI:10.12046/j.issn.1000-5277.2023.02.015文章编号:1000-5277(2023)02-0113-09P2X3受体在病理性疼痛中的研究进展吴海姣，王冬梅(福建师范大学生命科学学院，福建 福州350117)摘要:病理性疼痛在临床很难完全治愈，严重影响病患的身心健康 由于病理性疼痛机制复杂，探索新的临床治疗策略是研究挑战 嘌呤能离子通道受体 3(P2X3)属于嘌呤能受体家族中的一员，在神经系统中主要分布于初级伤害性传入神经元 在伤害性刺激作用下，P2X3 通道开放，阳离子大量内流，通过激活下游相关信号通路参与感觉信息传递，导致神经系统敏化，促进病理性疼痛的发生发展 近些年以P2X3 为靶点缓解病理性疼痛受到广泛关注，就 P2X3 在病理性疼痛中的作用进行综述关键词:P2X3;神经病理性疼痛;炎性痛;癌痛中图分类号:741文献标志码:A收稿日期:2022-12-08基金项目:福建省自然科学基金资助项目(2022J01636);福建师范大学校级项目基金(KCJS202126)通信作者:王冬梅(1982)，女，副教授，研究方向为神经病理机制 dmwang fjnueducnesearch Progress of P2X3eceptor in Pathological PainWU Haijiao，WANG Dongmei(College of Life Sciences，Fujian Normal University，Fuzhou 350117，China)Abstract:Pathologic pain is difficult to be completely cured clinically and seriously affects thephysical and mental health of patients Due to the complex mechanism of pathologic pain，it is a re-search challenge to explore new clinical treatment strategies Purinergic ion channel receptor 3(P2X3)，a member of the purinergic receptor family，is mainly distributed in primary nocicep-tive afferent neurons in the nervous system Under the action of nociceptive stimulation，P2X3channel opens and a large number of cations flow in，which participate in sensory information trans-mission by activating downstream related signaling pathways，leading to nervous system sensitiza-tion，and further promoting the occurrence and development of pathologic pain Targeting P2X3for relieving pathologic pain has attracted extensive attention in recent years This article briefly re-views the role of P2X3receptor in pathologic painKey words:P2X3;neuropathic pain;inflammatory pain;cancer pain临床常见的病理性疼痛按病因可分为神经病理性疼痛、炎性痛及癌痛 病理性疼痛的发生机制涉及外周和中枢敏化，其诱导的伤害性感受通常与感觉系统的结构变化、细胞细胞相互作用以及分子信号传导相关，例如离子通道的改变、神经胶质细胞释放的介质等1 病理性疼痛作为一种慢性疼痛，病程长、疼痛程度高，发病机制尚不明确，是临床很难治愈的疾病之一 因此探索病理性疼痛发生的机制是目前重要的研究方向嘌呤能离子通道受体 3(purinergic ion channel receptor 3，P2X3)属于三磷酸腺苷(adenosinetriphosphate，ATP)受体家族中的一员 在体内，嘌呤能受体可分为 P1 受体和 P2 受体，P2 受体又分为非选择性配体门控离子通道受体(P2X 受体)与 G 蛋白偶联受体(P2Y 受体)23，前者可介导膜去极化产生及诱发钙离子内流4 ATP 及其嘌呤能受体在细胞间信号传导中起重要作用，在临床研究中，皮下注射 ATP 会导致疼痛的产生5 外源应用 ATP 或其类似物可通过增强其受体功能使感觉神福 建 师 范 大 学 学 报(自 然 科 学 版)2023 年经元去极化，引发内向电流，从而增加伤害感受器的兴奋性，促进伤害性反应的产生和传递4，6 P2X3 是 P2X 受体家族 7 个成员(P2X1-7)之一，研究发现应用反义寡核苷酸、小干扰 NA 下调P2X3 或选择性拮抗剂抑制 P2X3 表达均可显著下调触诱发痛和痛觉过敏79，表明 P2X3 在病理性疼痛的发生与发展过程中具有重要作用，本文就 P2X3 在病理性疼痛中的研究进展进行综述1P2X3 的结构与特性P2X3 广泛分布于神经系统中，在背根神经节(DG)、三叉神经节(TG)、结状神经节(NG)以及星状神经节等初级传入感觉神经元中均有表达，且大部分表达在有髓 A 纤维和无髓 C 纤维中(其中富含痛觉感受器)，在脊髓背角层中也有发现1013 P2X3 是一种三聚体细胞表面受体，每个亚单位有两个跨膜结构域组成，N 端和 C 端均朝向细胞质，跨膜结构域由一个大的糖基化细胞外环连接，该环包含许多二硫键和 ATP 结合位点14 P2X3 在生物体内有 2 种作用形式，同源三聚体(3 个 P2X3 亚基)或异源三聚体(1 个 P2X3亚基，2 个 P2X2亚基)在 DG 中，前者多表达在对辣椒素敏感的小型神经元中，表现为快速失活电流，后者多表达在对辣椒素不敏感的中型神经元中，表现为缓慢失活电流1518 ATP 是 P2X3 天然的激动剂，ATP 或其他激动剂激活 P2X3 后启动去极化，钙离子通过与P2X3 耦合的离子通道内流，进而引起下游一系列生理生化反应19 外源应用的 ATP 在体内易被水解代谢为腺苷20，后发现 ATP 类似物-meATP 更耐水解，因此-meATP 常用作 P2X3 的激动剂21 -meATP 显著促进 P2X3 的膜传递并增强 P2X3 介导的 Ca2+内流，进一步激活钙调蛋白激酶(CaMK)，CaMK以 3 级结构依赖的方式磷酸化 P2X3 的 Thr388 位点，促进 P2X3 与小泡蛋白-1(caveolin-1)的结合，进而增加 P2X3 的膜插入及其功能22 蛋白酶激活受体-2(PA-2)表达在感觉神经元，与神经源性炎症有关23 体外实验发现 PA-2 通过蛋白激酶 A(PKA)和 PKC信号通路激活-meATP 诱发的 P2X3 电流以及增加 P2X3 向细胞膜的转运24 A-317491 是一种三羧酸盐，可竞争性结合 P2X3 的 ATP 结合位点，是首个 P2X3 和 P2X2/3 高效选择性受体拮抗剂，其拮抗效果不会随着多次给药而减弱9 AF-353 作为一种新型 P2X3 和P2X2/3 拮抗剂，以变构调节核苷酸相互作用的方式结合 P2X3 和 P2X2/3，属于非竞争性拮抗剂，通过细胞内钙通量以及全细胞膜片钳实验发现在重组表达大鼠或人 P2X3/P2X2/3 细胞系中，AF-353 可抑制 P2X3/P2X2/3 激动剂诱发的细胞内钙通量25 非选择性 P2X 拮抗剂包括苏拉明、磷酸吡哆醛-6-偶 氮(苯-2，4-二 磺 酸，PPADS)、三 硝 基 苯 基-ATP(TNP-ATP)等14 TNP-ATP 对P2X1、P2X3 的拮抗效果强于 P2X2、P2X4，而对 P2X7 几乎没有拮抗作用26 2P2X3 与炎性痛完全弗氏佐剂(CFA)足底皮下注射后会导致大鼠缩足阈值以及缩足潜伏期降低，初级传入感觉神经元和脊髓背角腰椎板二层中 P2X3 的表达上升10，通过应用基因敲除、反义寡核苷酸以及选择性拮抗剂，证明抑制 P2X3/P2X2/3 可显著下调炎性痛觉过敏7，9，2728 P2X3 和 P2X2/3 的激活在角叉菜胶诱导的机械性痛觉过敏的发生中起重要作用 鞘内注射 P2X3 选择性拮抗剂 A-317491 或P2X3 反义寡核苷酸仅能减轻角叉菜胶诱导的机械性痛觉超敏，而对角叉菜胶诱导的热痛觉过敏没有作用9，19，29 这可能是由于 P2X3 主要在 IB4 阳性神经元中表达，而 IB4 阳性神经元在介导机械刺激的行为反应过程中发挥重要作用 注射福尔马林前 15 min，鞘内注射-meATP 可以通过使 P2X3脱敏进而显著抑制福尔马林第一阶段的伤害性反应30，后续研究发现在福尔马林诱导的双相疼痛中，内源性 ATP 和 P2X3 通过激活肥大细胞和伤害性纤维膜上的瞬时受体电位锚蛋白 1(TPA1)，上调伤害性纤维的敏感性进而增强炎症伤害性感受31 研究发现 CFA 大鼠中 P2X3 可介导 2 类脊髓伤害性神经元的活动，抑制 P2X3 可减弱广动力范围神经元(WD)和痛觉特异性神经元对高强度机械411第 2 期吴海姣，等:P2X3受体在病理性疼痛中的研究进展和热刺激的反应，以及显著降低 WD 的自发放电，从而缓解疼痛10 角叉菜胶诱导的膝关节炎疼痛中，内源性 ATP 激活 P2X2/3 后可通过促进 TNF-、IL-6 释放和中性粒细胞迁移导致初级传入伤害感受器间接致敏32 大鼠腓肠肌肌肉注射-meATP 激活外周 P2X3 后，进一步增加缓激肽以及促炎细胞因子的释放，从而在腓肠肌中诱导机械性痛觉过敏，其中缓激肽是 P2X3 诱导机械性痛觉过敏的关键调节剂33 当缓激肽受体被激活后会引起钙离子的释放以及激活 PKC 通路，进而诱导瞬时受体电位香草素 1(TPV1)复合体磷酸化，促进阳离子内流，导致疼痛产生34 神经肽物质和缓激肽可增强 P2X3 和 P2X2/3 介导的电流35 后爪注射缓激肽后会导致机械性痛觉过敏，而缓激肽与TNP-ATP 或 A-317491 联合给药时以剂量依赖性预防机械性痛觉超敏36，进一步提示 P2X3 与P2X2/3 通过联合缓激肽激活 PKC 通路以及诱导 TPV1 和 TPA1 磷酸化影响神经元的膜电位以及促炎细胞因子释放，神经元自发放电从而诱导机械性痛觉过敏内源阿片机制参与 A-317491 介导的抗伤害作用，CFA 大鼠注射苏拉明或 A-317491 或福尔马林大鼠鞘内注射 A-317491 可减少痛觉过敏，而全身注射和鞘内注射纳洛酮(阿片受体拮抗剂)可显著减弱苏拉明或 A-317491 诱导的抗伤害作用，表明 A-317491 特异拮抗 P2X3 后通过阿片系统减少热痛敏和化学伤害感受37 而纳洛酮并未减弱 A-317491 在 L5-L6 神经源性疼痛结扎模型中的抗痛觉过敏作用，说明在神经病理性疼痛和炎性疼痛中阿片系统与 P2X3 之间的作用方式不同，在炎症痛大鼠中 P2X3 可通过阿片系统诱导疼痛产生，而在神经病理性疼痛模型中可能存在其他机制使得 P2X3不与阿片系统相关联，这还需要进一步研究 P2 受体家族其他成员也会影响 P2X3 的功能