酸敏感離子通道

酸敏感離子通道(acid-sensing ion channels, ASICs)是一類廣泛存在於細胞膜上的通透陽離子的蛋白複合體,屬於上皮通道蛻變蛋白離子通道超家族,在感受體液pH 值和調控痛覺、酸味覺等多項生理機能方面有著重要作用。炎症可誘導ASICs 轉錄並產生轉錄後調節,從而影響神經元興奮性,參與痛覺感受的敏感化過程。其中3 型ASICs 主要位於外周傷害性感受器,因能快速激活並介導穩態電流而被認為與痛覺過敏密切相關。

基本介紹

  • 中文名:酸敏感離子通道
  • 外文名:acid-sensing ion channels, ASICs
  • :蛋白複合體
特點,分布,種因素調控,臨床意義,結論,

特點

[1]瞬時感受器電位離子通道蛋白;
[2]雙孔型K+通道 [3]G蛋白偶聯受體;
[3]其他的酸感受器主要包括TTSNa+ 等電壓依賴性離子通道、嘌呤配體門控型離子通道、酸敏感氯離子通道 和縫隙連線通道等。

分布

編碼ASIC3 的基因位於人類染色體7q36.1 區, 在30% ~ 35%的背根神經節神經元以及外周感受器、脊髓都可見到ASIC3, 它主要在神經元胞體和軸突的細胞膜上表達。2 個疏水性跨膜結構域(TM1 和TM2)構成離子通道,TM1區連線N 末端, 是影響ASIC3 的離子選擇性和通透性的功能區, 調控著ASIC3 對pH 敏感性。

種因素調控

1. 炎症組織釋放的化學介質 2 .含有PDZ 結構域的蛋白質
2. PDZ結構域,或者叫做“盤狀同源區域”,是一種由80到100個胺基酸殘基組成的保守序列。
3 .藥物對AISCs 的影響 4 .神經肽類物質 5. ASIC3 的特異性抑制劑 6 . 其他

臨床意義

早在1993 年就有科學家發現局部組織酸化參與了病理狀態下疼痛的產生,近年又有人體實驗發現,局部注射酸性液體能引發肌肉疼痛並導致牽涉痛和機械性痛覺過敏。其中具體的機制可能是機體發生炎症時,組織局部聚集了大量氫離子乳酸等酸性物質,使細胞外pH 降低, 激活質子敏感受體/通道並調節痛覺感受神經元的功能,誘導炎性痛覺過敏的產生。自從質子敏感的ASICs 被發現以來,其與炎性疼痛調控的關係就越來越多地得到人們的關注,其中具有獨特的電流性質和分布特點的ASIC3,成為炎性痛敏調控因素中的研究熱點。
在外周神經系統向中樞傳遞的必經之路———背根神經節(dorsal root ganglion, DRG)以及外周傷害性化學感受器上均發現有ASIC3 mRNA 的持續表達,而在炎性疼痛動物模型中,伴隨著痛閾的降低、痛敏的出現,ASIC3 的表達和功能明顯上調。用敲除ASIC3基因的小鼠建立炎性疼痛模型,它們不再出現痛敏行為反應,DRG 細胞的電流幅度也大大下降,這提示ASIC3 對炎性痛敏的產生起著重要作用。對膠原導致炎性肌肉痛的ASIC3- / -小鼠進行痛敏行為學實驗,刺激非炎症肌肉時其不再產生痛敏反應,提示ASIC3 對繼發痛敏的形成可能必不可少。因此認為ASIC3 在外周和中樞傷害感受器上的表達增加絕非偶然,可能就是炎症因子促使初級傳入纖維上的ASIC3 表達增加, 而pH 下降又持續激活ASIC3通道,Na+通透增多, 神經元興奮性增高,易化異位放電,最終引發炎性痛覺過敏。炎症環境中對酸敏感的ASIC3 可能參與了機體痛覺過敏的調節,並在臨床疾病的發生中起到了某種作用。
腰椎間盤突出症(lumbar discherniation,LDH)是一種臨床上常見的、病程遷延反覆的疾病,患者往往伴隨慢性炎症性疼痛甚至痛覺過敏。它的發生除椎間盤壓迫神經根的機械因素外,慢性炎症刺激導致神經元敏感性異常也是重要原因。在LDH 急性發作期患者的椎間盤內, 聚集有大量的炎症介質,如TNF-α、白介素、內皮素、花生四烯酸、一氧化氮等,研究發現這些物質直接或間接刺激和反覆興奮脊神經根、脊神經節上的SICs,引起通道和受體的異位堆積,改變神經元興奮性,引發異位電活動。其中花生四烯酸(arachidonic acid,AA)可直接增強酸誘發的ASIC3 電流, 峰值可達原來的264%;一氧化氮(nitric oxide,NO) 可通過氧化ASIC 亞基的半胱氨酸而增強存在於傷害性感受器、脊神經根、背根神經節上的ASIC3 電流。
目前認為酸誘發的ASIC3 內向電流足以引起神經元發生動作電位, 而炎症遞質對ASIC3 的上調增加了神經元對酸刺激的敏感性, 這將會促進神經元興奮性的改變。ASIC3 可能作為一種化學感受分子參與著炎症環境中神經元興奮性的改變,介導著LDH 患者椎管內外炎症誘發痛覺過敏過程, 但具體的機制尚待研究。
對ASIC3 進行藥物干預的基礎研究發現, 目前臨床上用於緩解LDH 患者疼痛的藥物如NSAIDs、局麻藥利多卡因等對ASIC3 的上調有不同程度的抑制作用。祖國醫學中,獨活寄生湯對於LDH 導致的下腰痛和坐骨神經痛有顯著療效,我們對其有效成分———蛇床子素進行研究,發現其也能減輕髓核致炎性神經痛大鼠的機械性痛敏並抑制背根神經節上過表達的ASIC3。這說明可能正是ASIC3 的下調緩解了炎症導致的LDH 腰腿痛, 從反面印證了ASIC3 表達功能異常與炎性痛敏的緊密聯繫。

結論

ASIC3 作為一種廣泛存在於痛覺傳導通路上的酸敏感陽離子通道,對炎症環境中痛覺過敏的形成起著不可忽視的作用,它的數量和功能異常很可能在LDH 相關的慢性炎症性腰腿痛的發生中起著重要作用,ASIC3 有可能成為有效治療慢性炎症性疼痛的新靶點。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們