T型钙通道Cav32在紫杉醇致神经痛觉

本文原载于《国际麻醉学与复苏杂志》年第4期

化疗痛是癌症患者在接受抗肿瘤药物(如紫杉醇、长春新碱、顺铂等)治疗时最常见的并发症，其早期症状表现为肢端袜套样感觉，最终的发病率及严重程度与药物的初始剂量和累积剂量有直接关系。新的研究发现，脊髓背角神经元上的T型钙通道Cav3．2在紫杉醇诱发的神经痛的发展过程中发挥着重要作用。本文就其研究进展作一综述。

1Car3．2的分布、结构及电生理特性

1．1T型钙通道Cav3．2的分布

T型钙通道Cav3．2主要分布在脊髓背角浅层，而且主要位于胞体和树突。同时，在外周感觉神经元中也存在着T型钙通道，其中在背根神经节细胞中就有Cav3．2mRNA的表达，这些转录物主要集中在中小型背根神经节神经元。

1．2T型钙通道Cav3．2的结构

钙通道是由al、r、B、a18四个亚单位组成，a1亚单位为钙通道的核心部分，决定通道的电生理学特性。迄今为止，已发现的al亚基有10种：alA、alB、alC、alD、alE、alF、alG、alH、all和alS。其中alC(Cavl.2)、alD(Cavl.3)、alF(Cavl.4)和aIS(Cavl.l)亚基编码L型钙通道，而T型钙通道的al亚基则是由alG(Cav3.1)、alH(Cav3.2)和all(Cav3.3)编码构成。目前，Cav3.1（alG）、Cav3.2(alH)、Cav3.3（all）三种T型钙通道al亚基已被克隆出来。T型钙通道Cav3.2蛋白为四聚体组成的结构，每个单体即al亚单位，约含个氨基酸，al中包含4个同源区域(I~Ⅳ)，每个同源区域又包含6个跨膜片段(S1—S6)。通道蛋白的N端和C末端都在细胞内，同时细胞内在I-Ⅱ，Ⅱ一Ⅲ和Ⅲ．Ⅳ同源区之间共存在3个连接片段，由此将4个同源区相连。每个al亚单位的S5与S6之间的连接称为P环序列。通道的蛋白孔道由上述4个同源区域构成，孔道的细胞外部分由P环形成，细胞内部分由S6片段连接，孔道螺旋与细胞外S6片段的末端连接够成了钙离子(Ca2+)选择性过滤器。在每个同源结构域的S4片段中，相隔3个氨基酸序列均有带正电荷的氨基酸残基，形成通道的电压感受器，以此结构为基础，在膜电位发生变化时其可以控制通道的开放和关闭。

1.3T型钙通道Cav3.2的电生理特性

T型钙通道在较小的膜除极状态时即开始开放，持续刺激下其产生的电流也很短暂；而在膜复极时通道关闭缓慢，由此产生缓慢衰减的尾电流，同时对钡离子（Ba2+）和Ca2+等离子的电导较小；另外，T型钙通道对二氢吡啶类和芋螺毒素等钙通道阻滞剂不敏感，而对镍离子(Ni2+)敏感，其中以Cav3.2最为敏感。在T型钙通道3种亚型中，活化及失活的速度以Cav3.1最快，而Cav3.2和Cav3.3分别比其慢1.5和5倍。在背根节神经元，膜电位除极至-60mV即可观察到T型钙电流；当膜电位高于-50mV时，通道处于稳定失活状态；而当膜超极化（-mV）时，通道处于稳定激活状态。T型钙通道不能独立地维持神经传递，也不能介导神经递质的释放，但T型钙通道活化后产生的低阈值钙电流可引发动作电位，从而产生电生理效应。因此，T型钙通道对维持细胞内Ca2+的浓度也是非常重要的。

2Cav3.2参与疼痛调节的潜在机制

T型钙通道具有快速激活、缓慢关闭、电导小的特性，在静息电位下即可活化，使Ca2+进入细胞内，增加神经元的兴奋性，产生阈下膜电位，导致钠依赖性动作电位的形成，在疼痛信号的传递中发挥启动作用。在外周神经元，当神经损伤后，初级传人神经元中的T型钙通道Cav3.2被激活后引起细胞钙内流增加，而钙浓度增高又可激活Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶，产生一系列的病理改变。电生理研究发现，鞘内注射Cav3.1、Cav3.2、Cav3.3特异性的反义寡核苷酸，背根神经节内Cav3.2样的T型钙电流明显减弱，而在急性疼痛和神经病理性疼痛的大鼠模型上，鞘内注射Cav3.2反义寡聚核苷酸能显著抑制大鼠的机械痛敏和热痛敏，提示Cav3.2离子通道可能是外周感觉神经元伤害性感受器的重要调节因素，可作为疼痛治疗在外周神经的特异性药物靶点。在神经痛大鼠模型的腹腔内注射T型钙通道的阻滞剂米拉贝尔可以镇痛。另外，选择性敲除Cav3.2也可对抗神经源性和炎性疼痛。因此，T型钙通道Cav3.2与神经源性疼痛和炎性疼痛密切相关[10]。

此外，研究已证实，蛋白激酶A(proteinkinaseA,PKA)/蛋白激酶C(proteinkinaseC，PKC)和硫化氢(hydrogensulfide．H2S)在疼痛的产生和维持过程中均发挥着重要作用，而T型钙通道Cav3.2与二者密切相关，在化疗药诱发的痛觉过敏的形成与调制中发挥重要作用。2.1Cav3.2与PKA/PKC蛋白激酶是许多小分子第二信使直接作用的靶分子，环磷酸腺苷与PKA相互作用组成腺苷酸环化酶-环磷酸腺苷-PKA通路，而三磷酸肌醇／二酰甘油与PKC组成磷脂酶C-三磷酸肌醇，二酰甘油-PKC通路介导信号转导。通过不同的途径激活细胞膜上的环磷酸腺苷-PKA通路、二酰甘油-PKC通路以使细胞内的环磷酸腺苷和三磷酸肌醇／二酰甘油等第二信使发生变化，从而参与中枢敏化与疼痛的形成。

Ca2+作为重要的细胞第二信使，可激活钙依赖的PKA和PKC。已有实验证明：在非洲爪蟾蜍卵母细胞中，应用腺苷酸环化酶催化剂（毛喉素）可使T型钙通道Cav3.2的活动增强[14]，并且在临床上应用环氧化酶抑制剂可防治阿片类药物诱发的术后痛觉过敏症状，可以据此推断出腺苷酸环化酶可通过影响T型钙通道Cav3.2从而对痛觉过敏症状进行调节。同时有研究显示：分别利用PKA抑制剂WIPTIDE和PKC的抑制剂PKC8-I可阻断紫杉醇诱发的痛敏形成，表明PKA/PKC参与了紫杉醇诱发神经痛的形成，钙离子发挥重要作用。值得注意的是PKA/PKC可通过促进T型钙通道Cav3.2的磷酸化从而提高T型钙通道的功能[13]。而应用T型Ca2+通道抑制剂米拉贝尔同样可以阻断紫杉醇诱发的痛敏形成，选择性敲除Cav3.2也可缓解化疗药诱发的神经性疼痛。

2.2Cav3.2与H2S

H2S作为一种神经调质，参与体内的多种病理生理反应，如调节突触活动，促进长时程增强效应及参与疼痛反应。Kawabata等研究发现，经大鼠足底给予H2S的供体NaHSlnmol—lonmol可诱导大鼠出现痛觉过敏，给予NaHSlnmol大鼠痛阈降低最明显，此效应可持续30min，而给予T型钙通道的阻断剂米贝地尔能够显著抑制NaHS导致的痛觉过敏，这表明H2S作为一种新型的痛觉信使，参与调节痛觉的发生，而T型钙通道可能参与NaHS诱发的痛觉反应。另外，电生理研究[17]发现，在体外培养的未分化的NC-15细胞实验中，NaHS可通过还原反应致敏T型钙通道，这也进一步证明了T型钙通道在NaHS诱发的痛觉反应中的重要作用。

为了深入探讨Cav3.2在痛觉传递过程中的重要作用，Maeda等[18]进一步研究发现：经大鼠足底或鞘内给予NaHS均可以使痛阈明显降低，而足底或鞘内提前给予T型钙通道Cav3.2的阻断剂ZnCl2可以阻断NaHS诱发痛觉过敏；另外，经大鼠鞘内预先重复给予AS-ODN-Cav3.2，使Cav3.2蛋白表达沉默，亦可去除NaHS诱发的痛觉过敏。提示，H2S在脊髓和外周组织中均发挥着致痛作用，而T型钙通道Cav3.2可能是其作用的主要部位。最新文献报道，HzS作用于T型钙通道Cav3.2，具有调节躯体和内脏痛的功能和神经分化的作用。而在切断大鼠Ls脊神经所产生的神经痛中，T型钙通道Cav3.2在脊髓背根神经节中的表达上调，通过RNA的干扰敲除Cav3.2，可去除所产生的触诱发痛和痛觉过敏。因此，Cav3.2作为H2S的靶点，在诱发神经痛觉过敏中发挥重要作用。

3Cav3.2与紫杉醇诱发痛觉过敏

目前研究发现，在病理形态学方面，糖尿病神经痛和紫杉醇诱发神经痛模型大鼠有相似的外周神经纤维变化，认为二者可能具有相同的细胞学和分子生物学机制。鉴于T型钙通道Cav3.2在糖尿病痛中的调节机制，越来越多的研究认为T型钙通道Cav3.2对紫杉醇诱发痛觉过敏的维持过程中也同样发挥着调节作用。研究发现：在化疗药诱发的神经痛动物模型上使用T型钙通道阻滞剂（乙琥胺）可以逆转紫杉醇、长春新碱诱发的周围神经痛[23]，尤其是Cav3.2的同型T型钙通道作用明显；同样，使用T型钙通道阻滞剂抑制T型钙通道Cav3.2的激活，然后再利用药物干预位于伤害性感受器上的T型钙通道Cav3.2使其表达沉默，可逆转紫杉醇诱发的神经性痛觉过敏。

作为疼痛的特殊类型，紫杉醇诱发的痛觉过敏与PKA/PKC和H2S二者密切相关，同时T型钙通道Cav3.2作为影响二者机制的重要因素，可通过对紫杉醇诱发痛觉过敏中PKA/PKC和H2S两种因素的干预从而对紫杉醇诱发的痛觉过敏进行调节。

4前景与展望

目前，紫杉醇等抗肿瘤药物所致的神经痛觉过敏症状在临床治疗上非常棘手。T型钙通道Cav3.2与紫杉醇所致的神经痛觉过敏的关系尚未完全明确，只有通过对其在痛觉调节中电生理研究的进一步实施以及其参与痛觉的具体机制的进一步阐明，才能为紫杉醇所致的神经病理性痛觉过敏症状的临床治疗提供新的药物靶点和理论基础。

参考文献（略）

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