胶质细胞在糖尿病神经病理性疼痛中作用的研究进展_郑小兰

MAPKs 的激活 早期研究表明，MAPK 为高血糖导致 的不同信号通路的交汇点，甚至将 MAPK 视为糖尿病并发症 的信号转导子［7］。MAPKs 是细胞内的一类丝氨酸 / 苏氨酸 蛋白激酶，在真核细胞中，蛋白激酶调节的大多数信号是通 过细胞内底物的磷酸化，各种蛋白激酶的调节都有其生理的 程序，从细胞 循 环 的 控 制 到 细 胞 内 压 力 的 反 应［8］。 激 酶 可 以被多种环境刺激活化，如： 生长因子、细胞因子类、G 蛋白 受体相关的蛋白、细胞因子受体和酪氨酸激酶受体［9. 10］，将 细胞外刺激信 号 传 导 至 细 胞 及 其 核 内，参 与 细 胞 的 生 理 过 程。MAPKs 的激活是一系列激酶的瀑布连锁反应，通过保 守的 三 级 酶 促 级 联 反 应，三 种 激 酶 分 别 是： MAPK 激 酶 （ MAPKKK） 、MAPK 激酶（ MAPKK） 、MAPK［11］（ 图 1） 。
作者单位： 330006 南昌市，南昌大学第二附属医院麻醉科 通信作者： 罗振中，Email： luozhenzhong@ 163． com
病相关的氧化应激也参与了 B1Ｒ 的表达上调。Pabreja 等［4］ 研究发现，小胶质细胞抑制剂（ 米诺环素） 可减轻糖尿病大 鼠的神经病理 性 疼 痛，其 机 制 一 方 面 是 减 少 了 促 炎 症 因 子 （ IL-1β、TNF-α） 的释放，另一方面是降低了糖尿病大鼠脊髓 的氧化应激。
（ 2） EＲK1 /2 通 路： Tsuda 等［14］ 报 道，在 注 射 STZ 诱 导
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图 1 MAP 激酶的活化及疼痛的产生
表达降低，证明了 p38 与小胶质细胞在 DNP 疼痛中发挥重 要的作用。Sweitzer 等［17］研究发现，在 STZ 诱导 DNP 的 4 周 后发现 p38MAPK 的活化，并且每天 2 次连续 7d 腹腔注射 p38MAPK 抑制剂 SD-282 后，逆转了糖尿病大鼠的机械性诱 发痛。这一发 现 也 被 Daulhac 等［5］ 证 实，在 STZ 诱 导 小 鼠 DNP 中，p38MAPK 的激活在维持疼痛中起重要作用，在腰段 脊髓和背角神经根活化的 p38MAPK 增加。柯昌斌等［18］应 用 p38MAPK 和 PI3K / Akt 特异性抑制药（ SB203580 和 Wortmannin） 分别处理大鼠后均可有效缓解糖尿病神经病理性疼 痛，是因为 p38MAPK 可通过激活其下游的 PI3K / Akt 信号通 路参与糖 尿 病 大 鼠 神 经 病 理 痛 的 形 成 和 维 持。 以 上 表 明 p38MAPK 信号传导通路活化在小胶质细胞参与 DNP 中发 挥重要作用。
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·继续教育·
胶质细胞在糖尿病神经病理性疼痛中作用的 研究进展
郑小兰 徐国海 罗振中
糖尿病神经病理性疼痛（ diabetic neuropathic pain，DNP） 是糖尿病患者中最常见的慢性并发症之一，临床上以肢体自 发性疼痛、感觉过敏、异常疼痛、灼热、麻木、冰凉为特征，严重 影响患者的生活质量［1］。国际疼痛研究协会提出糖尿病神经 病理性疼痛的定义： 糖尿病周围感觉运动性神经异常直接引 起的疼痛，其临床症状： 发病部位为远端对称性袜状或手套样 分布，开始多累及下肢： 足趾、足、小腿，如上行至膝时可累及 上肢远端。DNP 是临床上极为棘手的问题，治疗上通过对症 治疗来缓解疼痛，但不能阻止病程的发展，这种典型的病理性 疼痛，其产生的机理尚不清楚。有研究发现，在糖尿病神经病 理性 疼 痛 的 大 鼠 模 型 上，有 p38 丝 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 （ P38MAPK） 、（ EＲK） 和 C-Jun 氨基末端激酶（ JNK） 的磷酸化， 丝裂 原 活 化 蛋 白 激 酶 （ mitogen-activated protein kinases， MAPKs） 家族传导通路的参与［2］。本研究就 DNP 状态下小 胶质细胞的作用及 MAPKs 的激活和信号传导通路的关系，和 星形胶质细胞在 DNP 机制的研究进展作一综述。
总之，增加在脊髓小胶质细胞上 MAPKs 家族的激活水 平在 DNP 的维持中具有重要作用； 同时选择 MAPK 抑制剂 的药物跟治疗 DNP 是息息相关的。
星形胶质细胞的作用
图 2 EＲK、P38、JNK 三条传导通路的“瀑布反应”
DNP 的 28 d 后，用免疫荧光发现在 L4 脊髓背角磷酸化的 EＲK 水平增加，小胶质细胞内 pEＲK 也显著增加。而在 L4 脊髓背角附近鞘内注射 EＲK 的抑制剂 U0126，可以降低糖 尿病大鼠的缩足反射阈值。其研究结果表明： 在糖尿病诱导 的痛觉过敏中，脊髓背角的小胶质细胞一部分是通过 EＲK 信号通路起重要作用，阻止 EＲK 上游的某一关键点，有可能 抑制小胶质细胞的活化、增殖及细胞因子分泌，而减轻 DNP。
（ 3） p38MAPK 通 路： p38MAPK 有 四 个 同 分 异 构 体，即 p38MAPKα、 p38MAPKβ、 p38MAPKγ、 p38MAPKδ。 Tsuda 等［15］研究表明，脊 髓 活 化 的 p38MAPK 仅 存 在 于 小 胶 质 细 胞，而非星形胶质细胞和神经元，且鞘内注射 SB203580 小胶 质细胞抑制剂能减轻触诱发痛。在 DNP 中，激活 p38MAPK， 可进 一 步 引 起 磷 脂 酶 A2 （ PLA2 ） 的 激 活 而 启 动 脊 髓 p38MAPK-PLA2 -COX 级联扩大效应，使 PGE2 的合成增加， 而直接敏化神经元。
Daulhac 等［5］表明，在 STZ 诱导大鼠 3 周后的 DNP 模型 中，腰段的脊髓背角和背根神经节中活化的 JNK 水平升高； 给予 JNK 抑制剂 SP600125 会减轻糖尿病大鼠的机械痛觉过 敏。同时也表明活化的 p38MAPK、EＲK1 /2、JNK 在神经元 及腰段脊髓背角的小胶质细胞中水平也升高。
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过敏，而小 胶 质 细 胞 特 异 抑 制 剂 （ 米 诺 环 素） 对 疼 痛 没 有 效应。
Toth 等［16］在研究中，采用蛋白印迹方法发现给予大麻 素 CB2 激动剂的老鼠中，脊髓中磷酸化 p38 和小胶质细胞的
星形胶质细胞与神经病理性疼痛关系密切。星形胶质 细胞一旦激活可释放多种炎症因子（ IL-1、IL-6、TNF、NO） 和 神经活性物质（ 神经生长因子） ，这些物质可促进初级传入 神经释放 P 物质和兴奋性氨基酸（ 谷氨酸） ，而触发一系列 复杂的疼痛反 应 过 程。赵 伟 成 等［20］ 研 究 表 明，在 糖 尿 病 痛 性周围性病变大鼠的模型上，星形胶质细胞胞体增大，数量 增加，GFAP 的染色体明显增强增多； 腹腔内注射丙戊茶碱 可抑制星形胶质细胞的活化而减轻大鼠糖尿病周围神经病 变性疼痛。其机制可能为： 丙戊茶碱可使星形胶质细胞从活 化状态转变为 分 化 状 态，分 化 状 态 下 星 形 胶 质 细 胞 可 维 持 K + 、Cl － 等通道蛋白的正常表达，维持星形胶质细胞膜电位、 胞内外离子水平及其谷氨酸的重吸收功能，防止突触内谷氨 酸过量积聚，从而减轻糖尿病大鼠神经病理性疼痛。
Liao 等［21］报道，在 db / db 的 2 型糖尿病导致的神经病 理性疼痛中，脊髓星形胶质细胞而不是脊髓小胶质细胞被激 活，活化的脊髓星形胶质细胞会增加 IL-1β 的表达而导致在 脊髓背角神经元的 N-甲基-D-天冬氨酸受体（ NMDAＲ） 的磷 酸化，使疼痛传导增强； 即“星形胶质细胞-IL-1β-NMDAＲ-神 经元”传导通路在 2 型糖尿病的痛觉过敏中起重要作用（ 图 3） 。且用星形胶质细胞特异抑制剂（ LAA） 可明显缓解痛觉
（ 4） JNK1 /2 /3 通路： Middlemas 等［19］报道，在 STZ 诱导 的糖尿病神经病变大鼠，磷酸化的 JNK 和 p38MAPK 逆行性 轴突传输增 加，而 顺 行 性 轴 突 传 输 无 明 显 改 变。 激 活 后 的 JNK 活化包括转录因子 c-Jun 在内的多种效应蛋白，产生相 应的生物学效应。
（ 1） MAPKs 传导通路： Cavaletti 等［12］ 报道，在 DNP 中， 不管是临床病例还是由 STZ 诱导的实验模型，MAPKs 的信 号传导可被激活及 MAPK 的活化且在痛觉过敏中起重要的 作用。
目前，在脊椎动物的小胶质细胞中已证实有三条 MAPK 信号 传 导 通 路： 即 细 胞 外 信 号 调 节 激 酶 （ EＲK1 /2 ） 、 p38MAPK、JNK。MAPKs 的传导通路： 细胞外信号→受体→ GTP 与 GDP 交换→启动 MAPK 链→MAPK 转入核内→核内 事件，达到生物效应。其传导通路［13］见图 2。
小胶质细胞的作用及 MAPKs 家族
Talbot 等［3］报道，高血糖在糖尿病神经病理性疼痛起重 要的始动因素。各种信号分子如： P 物质、CCL-2、MMP9、脑 源性神经营养因子（ BDNF） 、内源性炎症介质 （ IL-1β，TNFα，IL-6 和 NO） 、阿片类和热休克蛋白可激活胶质细胞，随着 细胞分裂素 B1 受体 （ B1Ｒ） 、p38MAPK、P2X4 受体、CX3CＲ1、TLＲ2 和 TLＲ4 也被活化了，并释放大量的化学、细胞因子 或炎症介质，从而引起慢性疼痛的发生及发展。
B1Ｒ Talbot 等研究发现，在链脲霉素（ STZ） 诱导的糖 尿病大鼠中，脊髓背角的小胶质细胞中存在 B1Ｒ，当其受到 高血糖氧化应激（ ＲOS） 及促炎症因子的刺激时，B1Ｒ 表达上 调，使糖尿病大鼠早期产生痛觉过敏，给予 B1Байду номын сангаас 抑制剂（ Ｒ715，SSＲ240612） 或小胶质细胞抑制剂可有效缓解糖尿病大 鼠的自发性疼痛，但尚未在人体研究上证实。在活化小胶质 细胞上激活的 B1Ｒ 会促进小胶质细胞的运动及趋化，使小 胶质细胞在中枢神经系统病灶部位迁移和积累及大鼠的海 马 LPS 会 增 强 小 胶 质 细 胞 的 活 化，这 涉 及 蛋 白 激 酶 C （ PKC） 、磷酸肌醇 3-激酶、反向模式 Na + / Ca2 + 交换、Ca2 + 依 赖的 K + 电流的参与。而 B1Ｒ 在 DNP 中表达上调的机制为 高血糖刺激激活了 NF-κB，诱导了 B1Ｒ 产生增多，同时糖尿