肖文靜，羅和生

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院 消化內(nèi)科，湖北 武漢 430060)

腸易激綜合征(irritable bowel syndrome, IBS)是以反復(fù)腹痛、腹部不適伴排便習(xí)慣改變?yōu)樘卣鞯某Ｒ姽δ苄阅c道疾病, 其病理生理學(xué)機制尚未完全清楚[1]。瞬時受體電位(transient receptor potential, TRP)家族是一類位于細胞膜和胞內(nèi)細胞器膜上的非選擇性陽離子通道蛋白，可感受細胞內(nèi)外各種刺激，被認為是軀體和內(nèi)臟傷害性信號的感受者和傳導(dǎo)者。近年來的研究證實TRP家族對內(nèi)臟傷害性感受處理異常的痛覺感受器調(diào)控起著至關(guān)重要的作用，其參與內(nèi)臟高敏感的產(chǎn)生[2]。內(nèi)臟傷害性感受處理異常引起的內(nèi)臟高敏感性被認為是IBS的一重要發(fā)病環(huán)節(jié)[3]。 此前研究發(fā)現(xiàn)IBS患者結(jié)直腸中TRP的表達水平和功能發(fā)生改變，近年來研究者將TRP通道作為治療IBS的新藥物靶點并取得了初步的成效[4-6]。本文旨在對TRP家族在IBS的發(fā)生、發(fā)展中的作用機制進行綜述。

1 TRP超家族概述

1.1結(jié)構(gòu)與分布 研究發(fā)現(xiàn)人體中共有28個TRP基因，被分為7個亞家族：TRPC、TRPV、TRPM、TRPP、TRPML、TRPA和TRPN。TRP通道蛋白為同源或異源四聚體，每個亞基由6個跨膜結(jié)構(gòu)域組成(S1-S6)，氨基端和羧基端均位于胞漿內(nèi)，在S5和S6之間有疏水集團構(gòu)成的離子滲透孔，為離子通過的孔道。TRP通道為非選擇性的陽離子配門控通道，主要對鈉離子、鈣離子具有通透性，其他的陽離子也可部分通過，如鎂離子可通過TRPM6和TRPM7，而TRPV1、TRPML1和TRPP3對氫離子亦有高通透性。TRP通道廣泛分布于中樞和外周神經(jīng)系統(tǒng)，主要在感覺神經(jīng)元，在感覺轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著至關(guān)重要的作用。在哺乳動物的非神經(jīng)細胞如肝臟、心腦血管、胃腸道等也有TRP通道蛋白的表達[7]。

1.2生物學(xué)特性 各種物理因素(溫度、pH值、機械力等)和內(nèi)、外源性化學(xué)介質(zhì)刺激作為潛在傷害性信號感覺受體的TRP通道蛋白，激活TRP通道或使TRP通道敏化，致細胞膜去極化，引起Ca2+內(nèi)流，從而通過多種信號傳導(dǎo)機制激活自主或中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起感覺和反射。復(fù)雜的分子調(diào)制會引起TRP通道敏化或脫敏，TRP通道的敏化會降低刺激的閾值或增強之后對傷害性刺激的反應(yīng)，而脫敏可以阻止傷害性信號的傳入。TRP通道的調(diào)節(jié)機制包括基因表達過程中DNA甲基化引起的基因沉默，翻譯后修飾(如磷酸化和去磷酸化)影響通道功能，TRP通道還可以通過移動到細胞內(nèi)溶酶體，或從細胞內(nèi)池動員到細胞膜而降解[2]。

1.3主要功能 TRP家族參與熱刺激、化學(xué)刺激等多種傷害性刺激信號的感覺及傳導(dǎo)、炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和釋放以及細胞內(nèi)外滲透壓的調(diào)節(jié)等[8]。近來研究發(fā)現(xiàn)，TRP家族參與調(diào)節(jié)胃腸道吸收、運動、腺體的分泌以及內(nèi)臟敏感性。多種胃腸道的疾病與TRP通道的功能障礙相關(guān)，如IBS、炎癥性腸病、胃腸道腫瘤等。下面就已被確定為內(nèi)臟傷害性感受的幾個TRP通道，包括TRPV1、TRPV4、TRPA1和TRPM8進行詳細總結(jié)。

2 瞬時受體電位香草酸1(transient receptor potential vanilloid 1, TRPV1)

TRPV1又被稱為辣椒素受體(capsaicin receptor)，是TRP超家族中研究最為廣泛的一員，其廣泛表達于中樞和外周神經(jīng)細胞和非神經(jīng)元細胞。在胃腸道，TRPV1主要分布于腸道黏膜下神經(jīng)叢、肌間神經(jīng)叢、胃腸肌叢神經(jīng)節(jié)以及胸腰段和腰骶段的結(jié)腸感覺神經(jīng)元，胃黏膜上皮細胞、胃壁細胞、胃竇G細胞和腸道上皮細胞等非神經(jīng)組織上也有TRPV1表達。TRPV1可被一些外源性物理、化學(xué)、機械等傷害性刺激激活，如辣椒素、熱刺激(43～52 ℃)、酸性環(huán)境(pH<6)、細胞外滲透濃度變化等。炎癥和組織損傷釋放的促炎介質(zhì)，如P物質(zhì)、神經(jīng)生長因子、前列腺素、緩激肽和白三烯B4等也可以通過激活G蛋白偶聯(lián)受體致敏TRPV1或上調(diào)，導(dǎo)致活化TRPV1通道的疼痛閾值降低至生理水平以下，從而放大疼痛和產(chǎn)生炎癥[9]。TRPV1的激活與上調(diào)受蛋白激酶使其磷酸化調(diào)控，并受磷酸酶的負調(diào)控。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑會加重IBS患者TRPV1上調(diào)相關(guān)的內(nèi)臟性疼痛[10]。TRPV1的激活主要允許細胞外鈣離子、鈉離子內(nèi)流，使細胞去極化產(chǎn)生動作電位，并將傷害性信號沿感覺神經(jīng)纖維傳遞到神經(jīng)中樞或激活細胞內(nèi)的一系列信號通路，產(chǎn)生灼痛感，并伴隨疼痛因子如降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)、P物質(zhì)以及谷氨酸的釋放，CGRP可使局部血管產(chǎn)生擴張，而P物質(zhì)可增加靜脈和毛細血管的通透性，導(dǎo)致血漿蛋白外滲和水腫的形成，導(dǎo)致神經(jīng)源性炎癥，參與了胃腸道的超敏反應(yīng)以及IBS的發(fā)病機制[11-12]。

IBS結(jié)腸組織中TRPV1 表達上調(diào)以及功能改變[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)TRPV1可能與IBS患者內(nèi)臟高敏感和持續(xù)腹痛有關(guān)[4]。采用實時定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測不同亞型IBS患者與對照組結(jié)腸黏膜TRPV1的表達水平，發(fā)現(xiàn)IBS便秘組(IBS-C)TRPV1水平較對照組明顯升高，提示該傷害性感受器在IBS的病理生理過程中可能起重要作用[5]。但是，TRPV1導(dǎo)致內(nèi)臟高敏感的具體機制尚不清楚。TRPV1作為治療IBS的靶點已成為近年來的熱點。研究發(fā)現(xiàn)長期服用辣椒素使IBS患者TRPV1脫敏，減輕腹痛和腹脹的療效明顯優(yōu)于安慰劑組[13]。值得注意的是，在使用辣椒素的早期，約有1/4的患者都因無法耐受腹痛而退出試驗。因此，TRPV1脫敏劑治療IBS雖有效，但其早期致敏而產(chǎn)生的嚴重不良反應(yīng)使辣椒素暫時無法應(yīng)用于臨床。在TRPV1通道脫敏劑帕伐尼對小鼠胃腸道的作用和對傷害性反應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn)，較低劑量(0.1 mg/kg)帕伐尼可促進結(jié)腸運動，而在1 mg/kg劑量時，小鼠結(jié)腸運動受到抑制，但對胃腸道的分泌無明顯影響，在芥子油致痛實驗中，帕伐尼在所有受試劑量下均有抗傷害作用，提示TRPV1通道蛋白脫敏化合物可調(diào)節(jié)腸道運動、減輕內(nèi)臟疼痛，有望成為治療IBS的藥物[14]。

3 瞬時受體電位香草酸受體4(transient receptor potential vanilloid 4，TRPV4)

TRPV4最初被稱為香草素受體相關(guān)滲透濃度激活通道(VR-OAC)，是一種特異性的熱、機械和化學(xué)信號的分子傳感器，在腸道的上皮細胞和神經(jīng)元中表達。早期研究發(fā)現(xiàn)其感受細胞內(nèi)外的滲透變化，后來發(fā)現(xiàn)TRPV4也可被機械刺激、強酸、溫度、內(nèi)外源性化學(xué)刺激激活。TRPV4參與內(nèi)臟對機械刺激的反應(yīng)主要感知高閾值的機械刺激，與野生小鼠相比，TRPV4基因敲除小鼠對有害擴張壓力的反應(yīng)減弱，而對于未達到有害閾值的擴張壓力的反應(yīng)無明顯差異[15]。TRPV4與軀體和內(nèi)臟的超敏反應(yīng)以及胃腸道炎癥有關(guān)[16]。此前研究發(fā)現(xiàn)兩種通過使TRPV4增敏而產(chǎn)生內(nèi)臟超敏反應(yīng)的途徑，一種是5-羥色胺和組胺可以增強TRPV4對激動劑的反應(yīng)，另一種是蛋白酶激活受體(PAR2)通過誘發(fā)TRPV4增敏而引起機械性的痛覺過敏[2]。

IBS患者的結(jié)腸活檢上清液中特異性多不飽和脂肪酸代謝產(chǎn)物水平(5，6-EET)升高，其刺激小鼠的感覺神經(jīng)元，并通過激活TRPV4產(chǎn)生內(nèi)臟超敏反應(yīng)，5，6-EET升高水平與患者腹痛的程度和頻率有關(guān)[16]。研究發(fā)現(xiàn)IBS直腸活檢上清液以及黏膜微環(huán)境中含有組胺等介質(zhì)，作用于組胺受體(H1R)使TRPV4和TRPA1敏化，這很可能是IBS患者內(nèi)臟痛覺增加的原因，這一效應(yīng)可被組胺受體拮抗劑抑制，為研究HR拮抗劑在IBS的治療潛力提供了新的依據(jù)[17]。

4 瞬時受體電位錨蛋白1(transient receptor potential ankyrin 1, TRPA1)

TRPA1是一種鈣離子通透性的非選擇性陽離子通道，位于感覺神經(jīng)和一些非神經(jīng)細胞，被認為是主要的化學(xué)感受器。TRPA1可被多種刺激物激活，如異硫氰酸烯丙酯、肉桂醛以及內(nèi)源性的前列腺素等，此外，TRPA1還可被低于15 ℃以及高于25 ℃的溫度所激活[18]。此前研究證實TRPA1在結(jié)腸通過外源性和內(nèi)源性激動劑誘導(dǎo)激活從而抑制腸道運動[19]。TRPA1不僅可以通過使腸嗜鉻細胞釋放5-羥色胺調(diào)節(jié)胃腸運動，而且還可以通過激活PAR2而引起內(nèi)臟超敏反應(yīng)[2]。

部分腹瀉型腸易激綜合征(IBS-D)患者在胃腸冷刺激后可誘發(fā)或加重腹痛，表明低溫可誘導(dǎo)內(nèi)臟痛覺過敏。對IBS-D患者與對照組胃竇活組織檢查中發(fā)現(xiàn)IBS-D組TRPA1 mRNA水平高于對照組[20]。在飲用溫水(37℃)或冷水(4℃)前后評估腹部癥狀，發(fā)現(xiàn)IBS患者攝入冷水后平均腹部癥狀評分顯著高于攝入前，且IBS-D患者飲用冷水后胃竇黏膜TRPA1 mRNA水平與腹部癥狀評分呈正相關(guān)，提示低溫引起腹部不適癥狀可能與TRPV1水平升高有關(guān)。進一步在接受假性或慢性避水應(yīng)激的動物中，測定胃竇內(nèi)注入冷鹽水后結(jié)直腸擴張的內(nèi)臟運動反應(yīng)，檢測迷走神經(jīng)傳入神經(jīng)元TRPA1表達。發(fā)現(xiàn)在胃竇內(nèi)灌注冷鹽水可增加幼年大鼠結(jié)直腸擴張的內(nèi)臟運動反應(yīng)，其依賴于迷走神經(jīng)的傳入，同時迷走神經(jīng)上的TRPA1表達增加，應(yīng)激也會使其效應(yīng)增強，表明了冷暴露后胃腸痛覺敏感性增強可能與傳入迷走神經(jīng)上的TRPA1表達和功能上調(diào)有關(guān)。

5 瞬時受體電位M型(transient receptor potential melastatin 8, TRPM8)

TRPM8是一種調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)的非選擇性的陽離子通道蛋白。TRPM8通道在結(jié)腸感覺神經(jīng)元、結(jié)腸上皮細胞、大腦特定區(qū)域神經(jīng)節(jié)、脊髓背根神經(jīng)節(jié)等組織器官廣泛表達[21-22]。TRPM8的廣泛分布決定其功能的多樣性。在TRP超家族中，TRPM8被認為是細胞和行為對冷刺激反應(yīng)最主要的溫度感受器，可被低溫和冷卻化合物(如薄荷醇)激活[23]。研究發(fā)現(xiàn)TRPM8通道在人體皮膚中起著冷濕感受器的雙重作用[24]。TRPM8參與小鼠結(jié)腸的機械傷害性感受，但它僅限于極其有害的擴張信號，與TRPA1和TRPV4不同，TRPM8基因缺陷小鼠僅在結(jié)腸擴張壓力達150 mmHg(1 kPa=1 mmHg)時才表現(xiàn)出結(jié)腸降鈣素基因相關(guān)肽釋放的明顯減少[25]。研究發(fā)現(xiàn)TRPM8基因多態(tài)性與人類腸易激綜合征(IBS-C)和IBS-M風(fēng)險增加相關(guān)[26]。有研究在應(yīng)激是IBS發(fā)生和復(fù)發(fā)的重要因素的基礎(chǔ)上，對大鼠進行1小時的避水應(yīng)激，并測定內(nèi)臟敏感性和TRPM8的表達，發(fā)現(xiàn)在背根神經(jīng)節(jié)來源的細胞系中，皮質(zhì)酮可迅速誘導(dǎo)TRPM8的膜表達[27]。此外，位于糖皮質(zhì)激素受體下游的PKA、PKC、P13K/Akt傳導(dǎo)通路有促進TRPM8膜表達的協(xié)同作用，提示應(yīng)激引起的內(nèi)臟高敏感可能與傷害性背根神經(jīng)節(jié)中糖皮質(zhì)激素受體介導(dǎo)的TRPM8的膜表達有關(guān)。薄荷油(含有薄荷醇)已經(jīng)在幾個國家被用于IBS的治療，被證明能減輕IBS患者的腹痛癥狀[6]。

6 小結(jié)與展望

我國IBS總體人群患病率為6.5%，女性患病率略高于男性，各年齡段均有發(fā)病[28]。IBS雖然不會危及患者生命，排便習(xí)慣改變通?？梢酝ㄟ^藥物對癥治療得到充分控制，但IBS患者的腹痛癥狀往往很難有效治療，甚至嚴重影響患者的生活質(zhì)量，加重家庭和社會的醫(yī)療經(jīng)濟負擔(dān)[29-30]。TRP家族在IBS內(nèi)臟高敏感及內(nèi)臟痛的產(chǎn)生和發(fā)展中起著重要作用，并有望成為有效治療IBS患者內(nèi)臟痛的藥物靶點。目前雖然有證據(jù)證明部分TRP通道拮抗劑可以作為內(nèi)臟痛的有效治療方法，但其安全性仍有待進一步的臨床試驗?？傊?，將TRP通道作為IBS患者的治療靶點這一方向仍有待進一步研究。