夏阳阳，黄 诚

(赣南医学院 1.2016级硕士研究生；2.基础医学院；3.疼痛医学研究所，江西 赣州 341000)

神经病理性痛(Neuropathic Pain, NP)是创伤或疾病累及躯体感觉系统后直接导致的疼痛，以自发性疼痛、痛觉过敏、触诱发痛和感觉异常为临床特征[1-2]。神经病理性痛在普通人群的发病率高达6%～8%[3]，该疾病患者较其它类型的慢性疼痛患者生活质量更差[4]，可引发社会心理和情绪障碍，并对个人及社会造成巨大的经济负担[5]。由于神经病理性痛的发病机制极其复杂，加之神经病理性痛持续时间长且疗效不佳[6]，神经病理性痛的临床治疗仍是一个巨大的挑战[7]。目前神经病理性痛的分子和细胞机制仍不明确，其中神经免疫过程在神经病理性痛发生发展中发挥重要作用[8-11]。有研究表明，HMGB1/TLRs/MyD88信号通路从多个层面参与神经病理性痛的调制，如在中枢参与神经炎症，在外周可能与感觉神经元的痛觉敏化形成有关[12]。本文将就HMGB1/TLRs/MyD88信号通路的组成与功能以及其参与神经病理性痛的作用机制进行综述。

1 MyD88依赖性信号转导通路

MyD88又称髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)，是此信号转导通路中一个重要接头蛋白，由N端的死亡结构域(DD)和C端的TIR结构域(Toll/IL-1R domain)组成。其中死亡结构域(DD)端约有90个氨基酸，参与该段与其他蛋白质的相互作用，C端约有130个氨基酸，通过募集连接蛋白传递信息。除了TLR3外，所有TLR均可启动MyD88依赖性信号转导途径[13]。其传导过程是通过配基与TLR胞外段结合，使之二聚化并通过TIRAP(TIR domain-containing adaptor protein，亦称MyD88-adapter-like,Mal)与MyD88的TIR结合，同时诱导MyD88的DD活化，形成TLR-MyD88活性复合体，然后募集IRAK(IL-1 receptor-assiciated kinase)1、IRAK4和TRAF6(the tumor necrosis factor receptor-associated factor 6)等信号分子。静息态细胞中IRAK-1因同Tolip(Toll-interacting protein)结合而保持一定的稳定性。经配体刺激后，IRAK-4发挥激酶的作用使IRAK-1磷酸化，从而降低其与Tollip结合能力转而与MyD88结合。随后磷酸化的IRAK1-TRAF6复合物和受体解离，与胞膜的TAK1(transformation growth factor-β-activated kinase 1)及TAB(TAK1-binding protein)1、2作用，然后整个复合物进入胞浆，并与泛素化结合酶Ubc13和Uev1A形成更大的复合物，促使TAK1活化，活化的TAK-1分别使MAPK和IKK复合物磷酸化，引发两条不同途径的信号转导：一是MAPK途径，通过ERK、JNK和p38等激酶，激活转录因子AP-1(c-Jun和c-fos复合物)，调控IL-1、IL-6和TNF-α等炎症因子的转录；另一是转录因子NF-κB途径。综上可知，配基与TLR(除了TLR3)结合，与MyD88等结合，形成TLR-MyD88活性复合体，募集IRAK1、IRAK4和ARAF6，活化IKK或MAPK，激活转录因子NF-κB、AP-1，促进炎症因子和共刺激分子表达[14]。

2 HMGB1/TLRs/MyD88信号通路与神经

病理性痛

目前已有大量文献证实MyD88依赖性信号转导通路参与神经病理性痛的发生及维持。HMGB1作为TLR2和TLR4的内源性配体，与其胞外段结合，从而激活MyD88依赖性信号转导通路，活化NF-κB，分泌大量炎性介质参与神经病理性痛的发病机制。

2.1HMGB1 HMGB1又称高迁移率族蛋白1 (high mobility group box-1 protein, HMGB1)，是由215个氨基酸残基组成，分子约为25 kD，因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高速迁移率而得名[15]。HMGB1具有3个结构域：A box、B box和一个酸性尾端[16]。其中A box和B box均由3个OT螺旋组成，构成HMGB1的非特异性DNA结合区，而C末端则参与介导HMGBl与DNA的结合。与DNA结合的HMGBl通常含有特定的二级结构，如超螺旋、十字结构和转角结构等，这可能是HMGBl参与DNA重组、复制、修复及基因转录的结构基础[17]。细胞还可以将HMGB1分泌到细胞外，胞外的HMGB1参与细胞的分化、迁移、增殖与凋亡，同时还可诱导炎症反应，发挥多种病理生理学效应[18-19]。已有研究表明，与炎症相关的HMGB1受体主要是晚期糖基化终产物受体(receptor for advanced glycation end-products，RAGE)和Toll样受体(TLR4，TLR2)，前者主要激活Rho鸟苷三磷酸酶(Rho GTPases)CDC42/Rac分子、MAPKs途径、细胞外信号调节激酶(ERK1/2)、Ras-Juk/PIK3途径以及NF-κB信号途径[20]，后者主要由MyD88依赖性激活NF-κB，最终在细胞中产生并释放大量促炎性细胞因子，促使炎症持续放大[21-22]。

有研究认为神经损伤后HMGB1的释放可能在神经病理性痛的发病机制中发挥重要作用[23]。最近的研究表明，HMGB1在周围神经病变后调节伤害性转导中起关键作用，在小鼠部分坐骨神经结扎(PSNL)模型中，术后3～21天患侧的HMGB1持续上调，与患侧后爪机械超敏反应一致。用抗HMGB1抗体重复治疗显著改善PSNL诱导的机械超敏反应[24]。因此，阻断神经损伤中的HMGB1功能可能成为神经病理性痛的有效治疗策略。有学者针对HMGB1靶点展开有关神经病理性痛治疗的相关研究。Zhang等发现miR-142-3p的过度表达可显著降低HMGB1的mRNA和蛋白表达水平，并且抑制SNL小鼠的神经病理性痛和神经炎症，表明miR-142-3p可通过下调HMGB1来负调控神经病理性痛的发展[25]。实验也发现在CCI手术后，大鼠背根神经节的miR-141表达明显下调。然而miR-141的过度表达显著抑制HMGB1的表达，表明miR-141的过表达通过靶向和抑制HMGB1来减轻神经病理性痛的发展，意味着miR-141阻断HMGB1可能是神经病理性痛的关键治疗策略[26]。Ma等给予SD大鼠丹参酮IIA可逆转SNL诱导的热痛觉过敏和机械异常性疼痛，下调HMGB1和TLR4mRNA、蛋白质表达水平并抑制HMGB1-TLR4途径。同时丹参酮IIA抑制SNL大鼠脊髓中TNF-α和IL-1β的表达[27]。这一系列研究证实HMGB1在神经病理性痛的重要作用毋庸置疑。

2.2TLRsTLRs又称Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)，TLR是I型跨膜蛋白受体，包括TLRl、TLR2、TLR4、TLR5和TLR9等，它是最具特征性的模式识别受体，TLRs在结构上分为3个部分：含有富亮氨酸的胞外区、跨膜区和细胞内含有TIR结构域区。TLRs主要生物学功能是引起免疫细胞释放促炎因子, 而TLR4就是其中最重要的一种。TLR4是 Medzhitov等发现果蝇 Toll蛋白同源的第一个人类 Toll样受体蛋白[28]。TLR4主要分布于巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞及肥大细胞等免疫细胞的细胞膜上。Hutchinson等研究发现在中枢神经系统中，TLR4主要表达于小胶质细胞表面，在炎症条件下，小胶质细胞表面的TLR4上调，对神经免疫起到关键性作用[29]。TLR2和TLR4亦能作为HMGBl的受体，并能与其相互作用诱导细胞活化，HMGBl与TLR结合后，活化髓样分化因子88等相关分子，最终活化NF-κB参与神经病理性痛的信号转导。

越来越多的证据表明Toll样受体(TLRs)特别是位于小胶质细胞/巨噬细胞上的TLR4在伤害感受中起重要作用[30]。有研究表明，应用野生型(WT)和TLR4敲除(KO)小鼠建立慢性缩窄性损伤(CCI)诱导的神经病理性痛模型，与对照组相比，WT和TLR4 KO组中的机械异常性疼痛显著增加，并且在TLR4 KO组中观察到异常性疼痛明显减少。尽管WT组神经胶质细胞上调，但在TLR4 KO组中并未观察到明显变化[31]。TLR4参与神经病理性痛的机制在糖尿病以及三叉神经损伤的神经病理性痛模型中也得到验证[32-33]。有学者针对TLR4靶点开展神经病理性痛治疗研究，Jin等发现在CCI模型中，与对照组相比，模型组大鼠TLR2和TLR4蛋白表达水平升高。术后7天和14天，模型组的MWTs与对照组相比显著降低。运用Sparstolonin B后，SsnB组的MWTs与模型组相比显著增加，TLR2和TLR4表达增加均降低。结果表明SsnB可能通过抑制TLR2和TLR4来减轻神经病理性痛，并可能成为治疗神经病理性痛的潜在药物[34]。Jurga等在鞘内给予TLR4拮抗剂[LPS-RS ULTRAPURE(LPS-RSU)]后，发现LPS-RSU改变了IL-18/IL-18BP和MMP-9 / TIMP-1之间的比率，有利于抗伤害性因子IL-18BP和TIMP-1上调，同时IL-6也明显增加，通过抑制TLR4不仅可加强镇痛作用，而且有利于恢复伤害性因素之间的平衡[30]。以上研究表明，Toll样受体(TLRs)在神经病理性痛的发生发展中发挥重要作用。

2.3MyD88 髓系分化因子-88(MyD88)是Toll样受体(TLRs，TLR3除外)和白细胞介素-1受体(IL-1R)信号转导中重要的衔接蛋白[35-36]。MyD88依赖性信号转导通路激活，导致免疫细胞分泌大量炎性细胞因子，如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等[13,37]，从而参与到神经病理性痛的发生发展。大量研究表明，在外周及中枢神经系统中，MyD88作为TLRs和IL-1R的衔接蛋白在DRG和脊髓中表达[38-39]。Liu等使用MyD88敲除小鼠，建立CCI神经病理性痛模型，发现CCI诱导野生型小鼠在DRG神经元和巨噬细胞浸润的DRG中MyD88表达增加，同时脊髓背角中的小胶质细胞活化亦出现上调，然而在MyD88敲除小鼠中并未出现显著变化，这表明初级感觉神经元的MyD88在调节外周和中枢神经系统的神经炎症中起积极作用，并且有助于神经病理性痛的维持[12]。最近的研究结果揭示抑制髓样分化因子-88(MyD88)-依赖性信号传导可减轻神经性疼痛大鼠周围神经损伤所引起的疼痛[40]。综上所述，MyD88依赖性信号转导通路在神经病理性痛的发生、发展中起着不可忽视的作用，其可能成为临床治疗神经病理性痛的潜在靶点。

3 展 望

综上所述，HMGB1作为TLR2和TLR4的内源性配体，与其胞外段结合，从而激活MyD88依赖性信号转导通路，活化NF-κB，分泌大量炎性介质参与神经病理性痛的发病机制(见图1)。虽有大量文献证实，HMGB1/TLRs/MyD88信号转导通路参与神经病理性痛的发生、发展及维持，但是研究模型相对单一，基本都是围绕CCI模型展开，而且HMGB1/TLRs/MyD88信号转导通路在其它神经病理性痛模型中是否表现出一致性，还有待进一步的实验加以证实。HMGB1/TLRs/MyD88信号转导通路参与神经病理性痛的发病机制已有大量研究，但是围绕此通路在神经病理性痛的治疗研究却凤毛麟角。因此，针对HMGB1/TLRs/MyD88信号转导通路寻求合理的治疗方案显得尤为重要。电针作为我国中医药的瑰宝，在临床治疗慢性疼痛中发挥重要作用，目前有关电针在神经病理性痛的镇痛机制并不十分明确，电针是否通过抑制HMGB1/TLRs/MyD88信号转导通路来发挥镇痛作用值得进一步探讨。

图1 HMGB1/TLRs/MyD88信号转导通路