瞬时受体电位香草酸受体1在缺血再灌注损伤中潜在作用的研究进展*

王其锋，胡珍，高慧，吴利宁，陆姚

（1.安徽医科大学第一临床学院麻醉系，安徽合肥 230032；2.安徽医科大学第三附属医院麻醉科，安徽合肥 230061；3.安徽医科大学第一附属医院麻醉科，安徽合肥 230022）

瞬时受体电位香草酸受体1（transient receptor potential vanilloid 1, TRPV1）通道属于瞬时受体电位（TRP）家族，根据氨基酸同源性序列，TRP 家族分为6 个亚家族：即vanilloid（TRPV）、canonical（TRPC）、melastatin（TRPM）、polycystin（TRPP）、mucoloipin（TRPML）及andankyrin（TRPA）[1]。除了作为有害的、热的传感器，这些通道还可以被花生四烯酸代谢物、辣椒素、质子和肽毒素等多种化学物质激活[2]。

TRPV1 广泛分布于心脏、肝脏、肺脏、肾脏、肠和大脑等器官[3-5]。在心脏组织中，TRPV1 不仅分布于心室、心脏心外膜表面、内皮细胞和血管平滑肌细胞上，在支配心肌的感觉神经元上也有大量表达[4]。激活位于血管周围神经上的TRPV1 通过增加降钙素基因相关肽（calcitonin gene-related peptide,CGRP）和P 物质（Substance P, SP）的释放来保护心脏[6]。既往研究表明，TRPV1 的激活能减轻包括心脏[6]、肾脏[3]及大脑等[7]的缺血再灌注损伤。此外，TRPV1 激活也参与预处理和后处理的心脏保护作用[8-9]。该文综述TRPV1 通道和信号级联在各种器官缺血再灌注损伤中的潜在作用。

1 TRPV1在心脏缺血再灌注损伤中的保护作用

很多研究探索TRPV1 通道激活在减轻缺血再灌注诱导的心肌损伤中的潜在机制。ZHENG 等[6]发现，与对照组相比，离体糖尿病小鼠心脏缺血再灌注损伤（30 min 缺血30 min 再灌注）后的神经生长因子（nerve growth factor, NGF）、TRPV1 表达、CGRP 和SP 释放都减少，而腺病毒介导的NGF 过表达显著改善缺血再灌注后的心脏功能，同时增加TRPV1 的表达和CGRP（而非SP）的释放；使用RP67580（SP 受体拮抗剂）后并不能调节NGF 介导的心脏保护作用，这表明SP 可能不提供心脏保护，然而，在预先使用CGRP8-37（CGRP 拮抗剂106mol/L)后，NGF 依赖性心脏保护作用被显著消除，表明NGF 依赖性心脏保护作用是通过CGRP 释放介导的；缺血前5 min，在灌注液中加入低剂量辣椒素（106mol/L）能显著改善糖尿病小鼠心脏缺血后的功能恢复，表明TRPV1 通道激活参与心脏的保护作用。因此，NGF 诱导的TRPV1 的上调增加内源性CGRP 的合成和释放，从而改善缺血再灌注损伤后离体糖尿病小鼠的心脏功能。ZHONG 等[10]研究发现蛋白酶激活受体2（protease-activated receptor 2, PAR2）可能通过12 脂氧合酶（12-lipoxygenase, 12-LOX）激活TRPV1，并进一步导致CGRP 和SP 的释放，从而减轻心脏的缺血再灌注损伤，这表明PAR2 通过12-LOX-TRPV1 这条信号通路产生了心肌保护作用。除此之外，KUMAR等[11]已经证明G 蛋白偶联受体的炎症反应是TRPV1依赖性的，而蛋白激酶PKA 或PKC 介导的磷酸化是TRPV1 激活所必需的途径。DOU 等[12]进一步发现成年大鼠在心肌缺血再灌注前，通过鞘内靶向注射减少NGF 基因表达的慢病毒介导NGF-shRNA 或TRPV1 拮抗剂（capsazepine），能够明显缩小心肌梗死面积；同时NGF-shRNA 抑制脊髓中SP/CGRP 的表达及蛋白激酶B（protein kinase B, Akt）/细胞外信号调节激酶（extracellular signal-regulated kinase, ERK）的激活。与野生型（WT）小鼠比较，TRPV1 基因敲除（TRPV1-/-）小鼠在Langendorff 装置中进行30 min 缺血60 min 再灌注后，心肌梗死面积和TUNEL 阳性细胞百分比显著增加，Western blotting 检测到Bcl-2/Bax 比值及Akt 和ERK1/2 磷酸化程度都降低；使用LY294002（PI3K 抑制剂）后，WT 小鼠心脏在缺血再灌注后的梗死面积和TUNEL 阳性细胞的百分比增加，并且Bcl-2/Bax 表达和Akt 磷酸化也降低，而TRPV1-/-小鼠心脏则没有这种改变。这表明在缺血再灌注期间TRPV1 通过PI3K/Akt 信号通路抑制心肌细胞凋亡产生保护作用[13]。

脊髓NGF 的过表达能使鞘内吗啡预处理（intrathecal morphine preconditioning, ITMP）诱导的心肌梗死面积减小、心律不齐评分降低，以及血清中肌钙蛋白表达降低，同时，TRPV1 的表达和磷酸化水平也降低[14]。研究[9，15]证明TRPV1 通道的激活可能参与调节预处理诱导的心脏保护作用。LU 等[9]研究TRPV1 通道的激活介导缺氧预处理（10%氧气，持续4 周）对离体大鼠心脏诱导的保护作用，在TRPV1 拮抗剂（1 μmol capsazepine）作用下，缺氧预处理诱导的心脏保护作用被消除，表明缺氧预处理诱导的心脏保护作用是通过激活TRPV1 通道来介导的。此外，肉桂基-3，4-二羟基-α-氰基肉桂酸酯（10 μmol，ALOX12 抑制剂）或黄芩素（10 μmol，ALOX12 抑制剂）能消除辣椒素作用下缺氧预处理诱导的心脏保护作用，同时，联合给予capsazepine 和黄芩素以消除预处理诱导的PKCα、PKCδ 和PKCε亚型向肌纤维膜的转移。因此，预处理刺激可能通过增加心肌ALOX12 表达来诱导心脏保护作用，而这反过来又会释放花生四烯酸代谢物以激活TRPV1通道并增强PKC 易位至肌纤维膜。

GAO 等[8]研究TRPV1 活化参与缺血再灌注损伤大鼠远端肢体缺血后诱导的心脏保护作用机制发现，在CGRP8-37（2 mg/kg，再灌注前2 min）和RP-67580（5 mg/kg，再灌注前5 min）作用下，远端肢体缺血后诱导的心脏保护作用被消除，表明CGRP 和SP参与介导远端肢体缺血后诱导的心脏保护作用；此外，远端肢体缺血后血浆和心脏中CGRP 和SP 的表达显著增加，但在capsazepine（3 mg/kg，再灌注前10 min）作用下，这种效应被消除；除此之外，远端肢体缺血后背根神经节中CGRP 和SP mRNA 及蛋白表达也增加，表明远端肢体缺血性后可能通过激活TRPV1 增加背根神经节中CGRP 和SP 的合成和释放，释放到血浆中的CGRP 和SP 激活相应心肌受体产生保护作用。研究[16-17]发现远端后肢缺血预处理、10 mg/kg 辣椒素预处理和糖原合酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）抑制剂预处理可显著减小离体大鼠心脏缺血再灌注后的心肌梗死面积，减少LDH、CK 的释放，改善LVDP、+dp/dtmax、-dp/dtmin，心率和冠状动脉流速；然而，在100 mg/kg 甘珀酸钠（缝隙连接点阻滞剂）作用下，远端缺血预处理、辣椒素和糖原合酶激酶-3β 抑制剂预处理的心脏保护作用显著降低，证明远端缺血预处理刺激可能激活TRPV1 通道，该通道通过抑制GSK-3β 的活性，增强缝隙连接偶联产生心脏保护作用。 远端腹部切口（remote preconditioning of trauma, RPCT）的预处理在心肌缺血再灌注损伤中能够明显减小大鼠的心肌梗死面积[15，18]。JUNMA 等[15]发现，丙泊酚以12 mg/（kg·h）的流速在颈内静脉持续泵注的预处理能明显取消RPCT 的心肌保护作用，同时在capsazepine（3 mg/kg，缺血前25 min）作用下，RPCT 的心肌保护作用被完全取消，进一步证明丙泊酚取消RPCT 的心肌保护作用也是通过TRPV1来介导的。

2 TRPV1通道激活在其他器官缺血再灌注损伤中的作用

除心脏组织外，表达在感觉神经元上的TRPV1也广泛分布于各器官中，并且这些通道的激活在病理生理条件下均能调节多种器官功能。CHEN 等[3]观察到辣椒素（0.3 mg/kg）能显著减少缺血再灌注诱导的小鼠急性肾损伤，包括减轻肾小管损伤、降低肌酐水平及中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白和Ly-6B.2 阳性多形核炎症细胞丰度；然而，TRPV1 缺失或capsazepine（50 mg/kg）给药并未恶化缺血再灌注后急性肾损伤的肾功能和组织学改变；表明TRPV1 通道的激活可能潜在地减少缺血再灌注诱导的急性肾损伤，但TRPV1 通道的内源性失活不参与急性肾损伤的产生。ZHONG 等[19]进一步证实TRPV1 参与肾缺血再灌注损伤的保护作用。肾缺血再灌注增加WT 小鼠CGRP 的释放，但在TRPV1-/-小鼠中并没有这种改变，因此在通过西餐饮食诱导的肥胖小鼠模型中，TRPV1 可能是通过促进CGRP 的释放和增加肾血流量来保护小鼠肾缺血再灌注损伤。TRPV1 的激活具有抗炎和抗氧化应激作用，因此TRPV1 的预先激活能够预防缺血再灌注后的肾组织损伤和盐诱导引起的高血压[20]。YU等[21]进一步证实TRPV1 的激活是通过抑制肾交感神经活动来阻止肾缺血再灌注损伤后引起的盐敏感性增加。WANG 等[22]发现，辣椒素（50 mg/kg，缺血前5 min）预先给药能显著改善肺气体交换功能，降低肺湿/干比、支气管肺泡灌洗液中的中性粒细胞浸润、肺丙二醛水平和髓过氧化物酶活性，但会增加超氧化物歧化酶的活性和CGRP 水平；辣椒素的预先给药也能显著减少肺缺血再灌注损伤后的病理性改变；然而，在capsazepine（50 μg/kg，缺血前5 min）作用下，上述变化被消除。表明TRPV1 通道激活后可能通过增强CGRP 的释放来减少炎症反应和氧化应激产生肺保护作用。在先前研究的基础上，ZHAO 等[23]证实肺缺血再灌注损伤也会增加肺部TRPV1 通道、CGRP 和SP 受体的表达，从而产生肺的保护作用。LI 等[24]进一步发现TRPV1 激活可减轻肺缺血再灌注损伤，并且部分依赖于α7 烟碱乙酰胆碱受体（α7 nicotinic acetylcholine receptors, α 7nAChR）的活性；α7nAChR 的激活可以减轻WT 和TRPV1-/-小鼠的肺缺血再灌注损伤，但具体机制仍有待研究。TRPV1 通道表达于大脑的各个区域，并具有检测温度变化的能力。CAO 等[7]证明TRPV1 通道激活诱导的低温对脑缺血再灌注损伤具有神经保护作用。小鼠的左侧大脑中动脉和左侧颈总动脉闭塞再灌注出现明显的局灶性脑缺血再灌注损伤；然而，在再灌注开始时给予二氢辣椒素[TRPV1 激动剂，1.25 mg/（kg·h）]诱导低体温（33℃90 min），小鼠的梗塞面积缩小87%，同时也改善小鼠的神经功能评分；但TRPV1-/-小鼠不存在这种低温和神经保护作用，表明TRPV1 通道激活是通过诱导轻度低温来实现神经保护功能的。

3 TRPV1通道激活的有害影响

TRPV1 通道激活除了有益作用外，也可能是有害的。ROBERTSON 等[25]表明，在大鼠气管内滴注柴油尾气微粒后，经缺血再灌注导致大鼠血压升高、室性心律失常，心脏组织水肿明显；心肌缺血之前的柴油尾气微粒滴注增加心肌组织的氧化应激、凋亡和坏死；AMG9810 是一种选择性TRPV1 拮抗剂，可以阻断由已知的激动剂（包括热、质子和内源性配体）引起TRPV1 的活化，气管内使用AMG9810 可以预防柴油尾气微粒引起的收缩压升高和心律失常，将其添加在灌注液中也减少体外心肌再灌注损伤。因此，肺TRPV1 通道介导尾气颗粒诱导的大鼠心脏损伤。

TRPV1 通道在H9C2 细胞中表达，并且在缺氧-复氧损伤期间被激活。辣椒素（1～100 μmol）作用可促进细胞内Ca2+和超氧化物生成，降低线粒体膜电位和线粒体生物发生来加速细胞凋亡。然而经过capsazepine 或TRPV1（siRNA）处理H9C2 细胞后，这些作用被消除[26]。此外，在CGRP8-37 或RP67580 的作用下，与WT 小鼠心脏比较，TRPV1-/-小鼠心脏的心脏功能得到改善[13]。因此，心肌细胞TRPV1 通道的激活是通过增强Ca2+积聚和超氧化物的生成来加剧心肌细胞缺氧-复氧的损伤。鞘内吗啡预处理（ITMP）可以降低心脏的缺血再灌注损伤，而鞘内注射TRPV1-shRNA 或TRPV1 拮抗剂均能明显减轻IR 所致心肌损伤及TRPV1 表达上调[14]；同时，ITMP 显著抑制背根神经节（dorsal root ganglion,DRG）中TRPV1 蛋白的表达，降低磷酸化水平，缩小缺血再灌注引起的心肌梗死面积，降低心律失常评分[27]。因此，抑制DRG 中TRPV1 的上调可作为心肌缺血再灌注损伤的一种新的治疗策略。

4 结论

TRPV1 通道的激活可能通过增强CGRP 和SP 的释放来减轻缺血再灌注诱导的各种器官（包括心脏、肺、肾和脑）的损伤，CGRP 和SP 的释放进一步减少自由基产生、中性粒细胞浸润和其他炎症介质释放，进而减少缺血再灌注损伤。然而，研究仍需要进一步探究TRPV1 通道激活，CGRP 和SP 释放，以及在缺血再灌注损伤期间炎症细胞因子减少所涉及的信号传导级联机制。