1、阿片受體參與誘導心/腦缺血耐受的基礎研究進展首都醫科大學附屬北京同仁醫院麻醉科 100730 張炳熙自1973年發現阿片受體后,相繼發現了腦啡肽(1975)、-內啡肽(1976)、強啡肽(1979),并且明確了這些阿片肽與阿片受體(,和受體)的關系。19921993年、和阿片受體相繼克隆成功,1994和1995年又發現了阿片受體樣受體(ORL1受體)及其專一性配體孤啡肽(orphanin FQ/nociceptin)。1997年發現了對阿片受體具有高選擇性的、強效的內源性配體內嗎啡肽(endomorphins,EM),從而成為阿片受體及阿片肽研究的一個新突破。阿片受體分型、分布、及特性阿片受體

2、有3型已明確其特性，并最初分別命名為、受體。1996年，國際藥學聯合會(IUPHAR)按照命名原則對其命名為OP1、OP2和OP3，因這種命名存在爭議，因此不被大多數學者所使用。重組的IUPHAR亞委會對此3型阿片受體重新命名為MOP()、DOP()、KOP()。阿片受體在生理狀態下被3種內源性阿片肽基因產物所激活。前腦啡肽(proenkaphalin)產生蛋氨酸腦啡肽(methionine-enkephalin)及亮氨酸腦啡肽(leucine-enkephalin)；前強啡肽(prodynorphin)產生強啡肽A、B(dynorphins A、B)，以及新內啡肽(-neo-endorphi

3、n)；前阿黑皮素(pro-opiomelanocortin)產生內啡肽(-endorphin)。蛋氨酸腦啡肽及亮氨酸腦啡肽對受體有高親和力，對及受體親和力低。強啡肽優先與受體結合，但與及受體也有較高的親和力。內啡肽激活和受體，對受體活性無影響。兩種新發現的內源性阿片肽，即內嗎啡肽-1(endomorphin-1)及內嗎啡肽-2(endomorphin-2)與受體有高選擇性親和力，它們不是來源于上述3種前體物質，目前具體來源還不清楚。3型阿片受體均已被成功克隆，都具有7個跨膜結構，屬于G蛋白偶聯受體，主要激活Gi/Go蛋白。每型受體還具有多種亞型，但對其功能及藥理學差異的分子基礎還不清楚。應用幾

4、種不同的激動劑和拮抗劑可明確區分出1和2受體亞型，然而目前僅有一種受體蛋白基因被發現，通過對其特性的研究推測可能是2受體基因。對于1和2受體亞型的區分主要基于1能被比洛烷酮(naloxonazine)優先阻滯。目前只有一種受體基因成功克隆，但是發現具有7種受體mRNA,可能是由于mRNA的剪切修飾造成的，由此產生的受體只在C-末端存在差異，這些受體亞型在與阿片配體結合敏感性上存在不同，目前對這些變異體亞型的作用還不清楚。目前克隆的受體與U69593具有高親和性，實際上是1亞型。然而，基于分子和藥理學特性的2和3很難明確區分。最近發現阿片受體單體間可形成雜二聚體或雜合寡聚體，由此具有了與單體受體

5、不同的功能特性，因此可能對各受體亞型特性提出新的解釋。阿片受體樣受體(ORL1)也屬于G蛋白偶聯受體家族，與阿片受體具有高度的序列同源性。然而已知的內源性或者外源性阿片配體與ORL1都沒有顯著地親和性。ORL1內源性配體孤啡肽(orphanin FQ/ nociceptin)來源于一個以前未曾確認的基因。它的前體前孤啡肽(pro-nociceptin)與前強啡肽具有高度的序列同源性。孤啡肽及ORL1是內源性阿片肽及阿片受體家族新的成員。阿片受體在腦內廣泛分布，并且在脊髓和外周感覺及自主神經元也發現其存在，ORL1受體在中樞神經系統中分布也非常廣泛。阿片受體在心臟、腎上腺髓質、血管、消化道、腎臟

6、等外周組織也存在。ORL1在小腸、輸精管、肝、脾中豐富存在。阿片受體由結構上相互聯系的內源性多肽激活。阿片系統控制對傷害性刺激、應激、獎賞和主動性等的反應，對一些自主功能如呼吸、體溫調節、胃腸運動及免疫亦有調節作用。受體鎮痛活性最強，同時參與呼吸抑制、心率減慢及依賴性等副作用；k受體發揮鎮痛作用的同時有明顯的致焦慮作用；阿片受體鎮痛作用不明顯。ORL1受體可能參與多種生理功能,其中包括對痛的感覺和調制相關的功能,以及學習、記憶、情緒活動有關的神經功能的調節。參與誘導缺血耐受的阿片受體阿片受體在動物心臟組織已發現有和兩種亞型,受體雖在新生大鼠心臟中存在,但在成年動物心臟未予證實。Schultz等

7、在整體大鼠模型上觀察到受體阻滯劑naltrindole可阻斷缺血預適應(ischemic preconditioning ,IPC)限制心肌梗塞范圍的心肌保護作用,而受體阻斷劑beta-funaltrexamine和受體阻斷劑nor-binaltrophimine對IPC 的作用無影響,受體激動劑DAMGO預處理對心肌梗塞范圍無影響。Kevelaitis等發現DADLE預處理可較好地保持離體心臟舒張功能,減少心肌水腫及心肌壞死,提示受體在IPC中的作用。Schultz等在整體大鼠模型上觀察到1受體阻滯劑BNTX可完全取消IPC的心肌保護作用,而2受體阻滯劑naltriben對IPC無作用,且用

8、1受體激動劑TAN-67預處理可模擬IPC,產生縮小心肌梗死范圍作用，這種作用可被BNTX所阻斷。應用離體培養的大鼠新皮質神經元發現阿片類物質通過激活阿片受體減少谷氨酸誘導的神經元壞死。應用大鼠離體小腦腦片研究嗎啡預處理誘導腦缺血耐受發現，這種保護作用是1受體依賴性的，能被選擇性的1受體阻斷劑BNTX所阻斷，而不被、及2受體阻斷劑所阻斷。在整體動物亦發現阿片1受體參與了低氧預適應誘導的小鼠在致死性缺氧期生存時間的增加。由此推測1受體可能是誘發IPC的阿片受體亞型，進一步研究發現受體也可能參與心肌IPC。阿片受體介導心臟缺血耐受的信號途徑阿片受體介導心臟作用和IPC似乎經同一信號途徑。Schul

9、tz等的研究表明G蛋白和KATP介導了阿片受體激活產生的心臟保護作用。選擇性1阿片受體激動劑TAN-67可產生明顯的心臟保護作用,但會被選擇性1阿片受體拮抗劑BNTX所阻斷,用百日咳毒素(PTX)預處理48h或KATP拮抗劑優降糖預處理30min也能完全阻斷TAN-67的作用,這些結果清楚地證實了阿片受體對大鼠心臟的保護作用是由Gi/Go蛋白和KATP所介導。 蛋白激酶C(PKC)和酪氨酸激酶(TKs)是IPC介導心臟保護作用的重要細胞內信使。目前發現阿片樣物質對這些心臟激酶也有作用。Miki等發現嗎啡能明顯減小兔離體心臟的梗死區,且該作用能被PKC阻斷劑chelerythine所阻斷,同一濃

10、度的chelerythine對未經嗎啡處理的心臟梗死區無作用。兩種選擇性PKC阻斷劑chelerythine和bisindolemaleimide及TKs阻斷劑genistein都能阻斷選擇性1阿片受體激動劑TAN-67和非選擇性阿片受體激動劑DADLE等減小大鼠心臟梗死區的作用。這些結果表明,阿片受體信號途徑與IPC作用途徑相似。 Fryer等發現選擇性1阿片受體激動劑TAN-67在使用12h后已無減小梗死區作用,然而在使用2448h后卻產生了顯著的心臟保護作用,并在72h后消失。這些作用可被選擇性1阿片受體拮抗劑BNTX所阻斷,此外也可被KATP非選擇性拮抗劑優降糖和線粒體KATP選擇性阻

11、斷劑5-HD所阻斷,這表明阿片受體激活也可誘導延遲性心臟保護作用。Wu等的工作表明,阿片受體對大鼠心室肌細胞的保護作用具有兩個窗口,第一窗口發生于受體激活后的1h內,第二窗口發生于受體激活后的1620h,阿片受體介導的這一延遲的心臟保護作用可被PKC抑制劑所減弱。最新研究表明,受體介導延遲性心臟保護作用可能是通過PKC途徑導致了熱休克蛋白70和90的表達增加而引起。阿片受體介導腦缺血耐受的信號途徑 阿片類物質激活阿片1受體，1受體通過G蛋白激活偶聯的磷脂酶C/D(PLC或PLD),其活性代謝產物二酰基甘油(DAG)又參與激活PKCs,其一可能是PKCs調制線粒體KATP通道，通過線粒體途徑發揮

12、預處理保護作用，其二可能是通過PKCsERK (extracellular signal-regulated kinase)Bcl-2(B-cell lymphoma protein-2)途徑。Lim等應用線粒體KATP通道阻斷劑以及呼吸鏈電子傳遞抑制劑部分阻斷了嗎啡預適應神經保護作用。最近研究發現阿片受體激動劑預處理離體培養的原代皮質神經元可激活ERK，使其磷酸化增多，進而使Bcl-2活性增高，抵消或抑制了致死性缺血/低氧期pp38MAPK(phosphorylated p38 mitogen-activated protein kinase)的增加以及細胞色素C的釋放，從而產生預處理神經保

13、護作用。進一步的研究發現ERK磷酸化的增多可能是由G蛋白PKCs通路介導，PKCs的激活進一步激活ERK所致。另外有研究發現阿片受體是一種氧敏感性膜蛋白，致死性缺血/低氧使神經元表達受體減少，細胞損傷增加，而經低氧預適應的神經元受體mRNA及蛋白表達水平增加，同時反轉了受體內源性配體亮氨酸腦啡呔含量的減少，由此產生缺氧預適應保護作用，并且這種缺氧預適應保護作用可被受體特異性阻斷劑所阻斷。阿片受體介導心/腦缺血耐受的臨床應用前景阿片樣物質在臨床廣泛應用于手術前后的鎮痛,阿片受體尤其是受體不僅有止痛作用而且有可能在圍手術期具有潛在的心、腦保護作用, 這提示對于預防圍術期心/腦缺血損害又有了一種新的藥理學手段。例如對于術后認知功能障礙（ PO