维生素D在慢性疼痛中的调控作用及机制研究进展（下）

阿片类药物在调节疼痛行为和抗伤害感受方面至关重要，阿片肽及其受体在痛觉神经回路中广泛分布。维生素D可能在多个大脑区域调节阿片类药物反应，如中脑腹侧被盖区中的VDR与μ阿片受体mRNA之间存在显著负相关，且维生素D信号传导缺失会诱发外源性阿片类镇痛药物使用剂量增加。与维生素D水平正常的围手术期外科病人相比，维生素D不足的病人增加阿片类药物用药时间和剂量的可能性更高。

在此基础上，Helde Frankling等通过临床研究表明，补充维生素D的癌痛病人与接受安慰剂的病人相比，芬太尼的使用剂量显著减少。Kemény等的实验进一步证实了维生素D水平与阿片类药物使用剂量成反比且存在剂量依赖性关联。此外，Kemény等还发现阿片受体拮抗剂纳曲酮的外周给药逆转了VDR敲除小鼠热痛觉阈值升高的现象，而外周注射甲基纳曲酮（外周作用类阿片受体拮抗剂，甲基化形式的纳曲酮不穿过血脑屏障，因此仅在外周阻断阿片受体）没有产生相同作用，表明维生素D信号缺失会通过中枢阿片受体信号传导影响伤害感受阈值。

Poisbeau等基于前期动物实验结果，进一步对DRG、脊髓和脑组织进行了转录组学分析，观察到胆钙化醇补充剂可诱导与阿片类药物受体信号传导、伤害感受和痛觉异常调控相关的大量基因异质性失调，尤其是编码大脑内源性阿片类药物的Pomc、Pdyn和Penk，其中Pomc上调，而Pdyn和Penk下调，表明维生素D可能通过影响内源性阿片类药物途径发挥镇痛作用；除了三种阿片肽基因的表达改变外，研究还揭示了补充胆钙化醇会使G蛋白亚基和效应物的转录水平失调，如电压门控钙离子通道的亚单位和腺苷酸环化酶-5（AC5）等，还观察到胆钙化醇补充剂可导致大鼠脑内AC5基因下调，与急性给予阿片类激动剂后AC活性受到抑制的结果类似，激动剂结合后，阿片受体会经历由G蛋白偶联受体激酶和第二信使调节激酶触发的磷酸化过程，这同样与实验中所观察到的蛋白激酶相关基因失调的结果相符合。

电压门控Cav2通道是阿片受体的效应器，通过直接结合G蛋白亚基启动活性，阿片类药物对钙离子通道活性的调节参与了阿片类药物的镇痛作用。功能研究表明，在δ-阿片受体（DOR）激动剂作用下，大鼠三叉神经节或DRG的感觉神经元中DOR的表达会抑制电压门控钙离子通道，且显著作用于Cav2.1和Cav2.2亚型。

与Cav2通道类似，VDR也在DRG神经元中表达。大鼠DRG的感觉神经元中存在VDR及其代谢酶，维生素D信号传导可能主要在伤害感受性神经细胞群中发挥作用；糖尿病神经病变大鼠的DRG神经元中VDR表达显著增加，且伤害感受神经元中可观察到VDR表达的最大增加。但VDR是否可以通过与阿片受体二聚化、或通过直接调节Cav2通道等效应器的表达水平从而影响阿片类信号传导，目前仍需更多研究。

腺苷酸环化酶（AC）是膜整合蛋白，可催化三磷酸腺苷合成环磷酸腺苷（cAMP）进而对多种细胞过程产生影响。AC作用调节的cAMP信号通路也是阿片受体信号转导机制的重要组成部分。阿片受体激活会抑制神经元内AC活性，降低细胞内cAMP浓度，引起蛋白激酶活性下降，下调细胞内靶分子磷酸化水平，进一步影响细胞内靶蛋白和细胞膜上离子通道功能，从而发挥抑制性效应，产生镇痛等药理作用。

AC亚型在中枢神经系统内高度表达，并与阿片受体具有重叠的表达模式，AC5是纹状体中DOR的主要效应物。与野生型小鼠相比，AC5敲除小鼠显示阿片类药物的镇痛效果减弱，而敲除其他AC亚型的小鼠，如AC1、AC8，对阿片类药物的镇痛反应与野生型小鼠相比无差异，表明AC5在阿片受体信号传导通路中可能具有特异性。

从分布上看，VDR与DOR和AC5类似；动物研究发现，胆钙化醇补充剂可诱导大鼠脑内AC5基因下调，证明维生素D可能通过cAMP途径影响阿片受体信号通路，进而对慢性疼痛发展产生调节作用。

传入神经纤维在脊髓的DRG和背角释放神经递质，激活作为局部免疫细胞的小胶质细胞。活化的小胶质细胞产生促炎细胞因子、趋化因子和神经肽，可与二级神经元相互作用，也可与节段性和下行抑制性神经元相互作用。周围神经损伤后，局部巨噬细胞和施万细胞协同作用释放促炎细胞因子，如刺激伤害感受器活性的TNF-α、白细胞介素-1β（IL-1β）和趋化因子。损伤部位的炎性介质增加过多，引发伤害感受性纤维的自发动作电位放电，导致感觉输入信号异常放大，到达DRG感觉神经元和卫星胶质细胞后激活卫星胶质细胞，进一步驱动DRG的免疫应答，上述顺行信号传导至中枢激活脊髓小胶质细胞，并可能上调胶质来源的促炎细胞因子或伤害感受介质。

有研究发现，维生素D缺乏可引起小鼠小胶质细胞表型改变，进而导致慢性疼痛。Alessio等对从缺乏维生素D的成年小鼠获得的体外小胶质细胞的形态分析显示，脊髓中激活的小胶质细胞数量增加，且维生素D缺乏会诱导原代小胶质细胞产生活性氧。巨噬细胞集落刺激因子（M-CSF）可刺激单核细胞和巨噬细胞的增殖、分化和存活。巨噬细胞可释放许多炎症介质，包括促炎细胞因子，特别是TNF-α、IL-1β、NO和前列腺素。维生素D可抑制星形胶质细胞和小胶质细胞中的TNF-α和M-CSF，因此维生素D通过减少促炎细胞因子的释放发挥抗炎作用，对与慢性疼痛发展和持续相关的炎症途径产生影响。

补充维生素D还可剂量依赖性地降低前列腺素水平。临床研究显示，维生素D预处理可抑制小鼠海马和前额叶皮质区COX-2的表达；体外研究表明，维生素D通过抑制COX-2和上调15-羟基前列腺素脱氢酶（15-PGDH）的表达来影响前列腺素的作用，15-PGDH降解前列腺素并抑制成纤维细胞中PGE2的合成，从而减少炎症反应。前列腺素对感觉神经元有直接影响，可降低放电阈值，增加去极化引起的动作电位的数量，还可通过PGE2使脊髓广动力范围神经元去极化，进而介导慢性疼痛。1,25(OH)2D3可增强固有免疫，降低适应性免疫，其对T细胞活性的影响导致Th2和Treg细胞介导的抗炎反应增强。1,25(OH)2D3的神经免疫调节作用表明其可能是参与调节痛觉敏化的重要分子。

活性氧（ROS）是具有化学活性的含氧分子，在细胞信号传导和体内平衡中具有重要作用，包括自由基和非自由基含氧分子，如超氧化物和过氧化氢（H2O2），过量的ROS形成会抑制细胞的抗氧化防御系统，诱发氧化应激，导致慢性疼痛发生。神经损伤后，ROS作为重要分子参与异常疼痛感受传递过程，超氧化物介导兴奋性神经元的长时程增强和脊髓抑制性中间神经元的长时程抑制，从而导致痛觉回路中相关神经元对伤害性刺激反应增强，产生中枢敏化，而ROS清除剂在脊神经结扎诱导的神经病理性疼痛大鼠模型中可产生抗痛觉敏感作用。

维生素D在调节ROS方面也起着重要作用。维生素D可改善疼痛症状并表现出抗氧化特性，缺乏维生素D会增加ROS的产生。研究表明，维生素D参与调节抗氧化系统，通过清除ROS和逆转ROS信号传导过程中发生的氧化变化来防止氧化应激，维持氧化还原稳态。慢性疼痛大鼠的脊髓中，具有抗氧化作用的谷胱甘肽减少，而补充维生素D可增加谷胱甘肽，提高机体抗氧化能力。Santos等的研究首次发现，维生素D诱导的抗伤害感受与CCI大鼠脊髓中促氧化剂和抗氧化剂标记物的变化平行发生，证明给予维生素D可预防CCI大鼠脊髓中超氧阴离子和H2O2水平的增加。

维生素D可下调产生ROS的氮氧化物，同时上调超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的表达，而谷胱甘肽过氧化物酶是催化H2O2分解的酶之一。因此进行维生素D治疗的CCI大鼠脊髓中，超氧阴离子和H2O2水平的降低与维生素D对氮氧化物、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶等的作用有关。未来的研究仍需要进一步检查维生素D治疗的CCI大鼠脊髓中上述酶的活性。

瞬时感受器电位香草酸受体（TRPV1）通道属于四聚体形式的离子通道蛋白，与慢性疼痛和炎症产生密切相关，是痛觉敏感产生的关键离子通道，其活性由外源性和内源性亲脂配体调节，而同样亲脂性的维生素D可参与与TRPV1相似的生物过程。

TRPV1通过调节细胞内的钙来调节免疫细胞的激活和细胞因子的产生，从而介导痛觉信号。研究发现，25(OH)D和1,25(OH)2D3可在TRPV1激动剂辣椒素的相同作用区域直接与TRPV1受体结合，且25(OH)D可以弱激活TRPV1并抑制辣椒素引起的TRPV1活性，提示维生素D可能作为新型的内源性TRPV1部分激动剂直接作用于TRPV1受体，并抑制TRPV1的过度激活。

TRPV1对T细胞的激活和分化至关重要，药物或基因抑制TRPV1可以防止T细胞分泌促炎细胞因子，体外研究表明25(OH)D可减少TRPV1活性介导的T细胞因子释放和辣椒素诱导的三叉神经元钙信号传导，因此维生素D可能通过抑制过度活跃的TRPV1，阻止T细胞受体介导的TNF-α和干扰素γ的上调，从而在不影响正常感觉和生理功能的情况下缓解病理性疼痛。

TRPV1受体通路可能是维生素D调节慢性疼痛的作用机制之一，但目前仍需详细研究进一步确定维生素D是否只在炎症条件下抑制感觉神经元中TRPV1的过度活跃。

文献索引：杨济玮,尤浩军,雷静.维生素D在慢性疼痛中的调控作用及机制研究进展.中国疼痛医学杂志,2024,30(02):125-130.