The Value of NR2B Subunit of NMDA Receptor in Pain Therapy<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

林培容　综述
黄宇光　审校
北京协和医院麻醉科
Pei-rong Lin and Yu-gang huang
Department of Anesthesiology,Peking Union Medical College Hospital, Beijing 100730

ABSTRACT

　　The NR2B-containing NMDA receptors are implicated in pain perception. NR2B antagonists are antinociceptive in a variety of preclinical pain models and have a much lower side-effect profile compared with other NMDA receptor antagonists. Human trials have so far confirmed the good tolerability of these subtype-selective NMDA receptor antagonists; However, whether they are as effective as other NMDA receptor antagonists in pain patients remains to be demonstrated.
　　Key words：NMDA receptor, NR2B; Antinociceptive; Tyrosine phosphorylation
　　Corresponding author：u Guang Huang,MD;E-mail:huangyg@csc.pumch.ac.cn

　　谷氨酸是中枢神经系统最重要的兴奋性神经递质，通过一系列离子型或代谢型膜受体发挥其突触后作用。NMDA受体是谷氨酸受体的一种，与中枢的许多功能如认知、记忆、神经元可塑性以及疼痛信号转导均有关，含有NR2B的NMDA受体对伤害性信号传递尤其重要。NR2B对神经元兴奋性具有正性的调节作用，与其他的镇痛药物相比，选择性作用于NR2B的NMDA受体拮抗剂镇痛效果显著，同时不会导致耐受、精神性副反应，将是未来镇痛药物发展的方向之一。

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一、NR2B亚单位结构与功能
　　NMDA受体是由不同亚单位组成的四聚体或五聚体，编码这些亚单位的基因分属三个家族，分别命名为NR1, NR2 (A, B, C及 D) 以及 NR3 (A 和 B)。NR1是NMDA受体复合物的必需功能亚单位，NR2是调节亚单位，不同比例NR2与NR1组合形成不同的NMDA受体亚型。NMDA受体通道的许多生物及药理功能，如对Mg^２+阻滞的敏感性、脱敏、磷酸化，以及对激动剂和拮抗剂的亲和力等，都是取决于NR2亚单位的不同^[1]。NR2B亚单位因为其在伤害性感受的发生及维持中的重要作用而受人关注。
1.NR2B亚单位的结构
　　NR2B是一种分子量约180Kda的跨膜糖蛋白，脱糖化后分子量为160Kda左右^[2]。胞外N-末端含有糖苷化位点；胞内C-末端含有许多PKC和CaMKII的磷酸化位点，与配体识别、胞浆内调控、以及其他受体或胞浆内蛋白相互作用有关^[3]。NR2B由M1～M4四个部分组成，其中M1、M3和M4为跨膜区域，M2为一个面向胞浆向膜内反折的膜襻区，形成离子通道的主要结构^[4]。
2. NR2B亚单位的分布
　　NR2B在成年大鼠中枢神经系统的分布较为局限，光镜下NR2B在海马分布最多，主要分布于CA1、CA3的锥体细胞及齿状回，其次是大脑皮质，主要位于II、III、IV层锥体细胞^[5]。NR2B在脊髓也有分布，主要是位于脊髓背角的浅表层^[6]。突触水平NR2B主要附着于突触后膜，突触前膜上也有极少数的分布。
3. NR2B亚单位的功能特点
　　NR2亚单位只有与NR1结合时才能形成有功能的NMDA受体。NR1/NR2B组成的NMDA受体通道具有以下特性：第一、对Ca²⁺有较高的通透性；第二、Zn²⁺及MK801具有阻滞NMDA受体通道的作用；第三、细胞外Mg²⁺电压依赖性阻滞。NMDA受体通道仅在与谷氨酸及甘氨酸同时结合时才开放。NR2B与其他NR2亚单位（A、C、D）结构上的不同，决定了其在在药理、电生理及行为学上的不同特性。

4. NR2B亚单位的调节
　　NR2B的表达受转录、翻译水平上各种因素的调控。NR2B翻译后的修饰及调节与一系列离子、神经递质及第二信使（如Ca²⁺、 Mg²⁺、甘氨酸、Zn²⁺、H⁺及一氧化氮等）以及突触后致密物（PSD）、生长因子等内源性因素有关。此外，损伤、药物如抑制剂等外源性因子对NMDA受体也有一定的调控作用。
　　研究表明，在对NMDA受体活性调控的因素中，各种蛋白激酶对NMDA受体胞内C-末端的磷酸化调节是其活性调节的主要方式。Moon等（1993）应用Western Blot的方法发现，Fyn（酪氨酸激酶基因家族）及其底物高度集中在大鼠前脑的PSD，而且其中两个主要底物之一的PSD-180kd蛋白被证实就是NR2B^[7]。NR2A及NR2B均可被酪氨酸磷酸化^[8]，但现在的观点认为，与疼痛信息转导有关的是NR2B亚单位。NR2B酪氨酸磷酸化不仅可增强NMDA受体通道的活性，而且可以促进细胞内的信号转导。
　　除了酪氨酸磷酸化，丝氨酸残基磷酸化也是NMDA受体活性调控的重要因素；PKA、PKC及CaMKII等可以通过NR2亚单位丝氨酸磷酸化来调节NMDA受体的功能。PKC可以直接磷酸化NR2B胞内C -末端的Ser-1303及-1323残基，增强NR1/NR2B受体通道电流; 另外，还可以通过激活酪氨酸激酶（Scr）信号级联反应而间接增强NMDA受体的活性^[9]。Grosshans及Browning (2001)的研究发现，PKC还可使NR2B亚单位酪氨酸磷酸化^[10]。CaMKII通过磷酸化NR2B的Ser-1303残基来调控NMDA受体功能^[11]。NMDA受体激活是CaMKII自身磷酸化的必要条件，反过来，CaMKII自身磷酸化又可增强其对NR2B C-末端的亲和力^[12]。

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二、NR2B在疼痛治疗中的作用
1. 疼痛对NR2B表达及功能的影响
　　外周组织或神经损伤可影响到NMDA亚单位功能及mRNA的表达。福尔马林试验可显著增加大鼠脊髓NR2A及降低NR2C的mRNA 表达比例，但不影响NR1及NR2B mRNA的表达^[13]。NR亚单位这种表达的改变可能是组织损伤后为减少神经元过度兴奋的一种适应性改变。大鼠L5脊神经横断1－2周后，脊髓背角神经元内NR2A mRNA显著降低^[14]。NR2A降低导致NR2B在脊髓背角NMDA受体所占比例增高。研究者观察到NMDA受体通道电压－电流曲线的改变与NR2B表达呈正相关的关系。Miki等（2002）研究发现，大鼠后爪注射CFA后5h，脑干部位的NR1, NR2A及NR2B mRNA表达即有显著的上调，可持续7d，两周后恢复到正常水平^[15]。
　　近年来研究的重点放在NR2B上。例如，Wei等（2001）在小鼠前脑导入NR2B基因，结果发现，这些转基因小鼠对福尔马林及CFA致痛有选择性的易化作用^[16]。Andrei等（2003）运用基因技术敲除小鼠的NR2A基因后，转基因小鼠与野生型小鼠在福尔马林、CFA模型及神经损伤模型的疼痛行为表现均一致，提示可能是因为NR2B功能未受损，因而不会影响大鼠疼痛行为的表现^[17]。Guo等（2002）研究表明，大鼠后爪CFA致炎10min后，脊髓NR2B酪氨酸磷酸化程度即有长时间显著的增高，而NR2A则未发生这种变化，提示脊髓NR2B持续激活在炎性持续性疼痛中具有重要的作用^[18]。
2. 选择性NR2B拮抗剂的镇痛作用
　　从以上的研究结果可以看出，NR2B在疼痛中枢敏化的形成中具有非常重要的作用，通过选择性阻滞NR2B可以达到较好的镇痛作用。这在许多动物模型上已经得到验证。例如：NR2B拮抗剂如CP101606^[19]、Ro256981^[20]及ifenprodil[21]在炎性疼痛及神经病理性疼痛模型均表现出显著的镇痛作用。更近的研究发现选择性NR2B拮抗剂Con G，对福尔马林、CFA及部分坐骨神经结扎疼痛大鼠，均有很好的镇痛作用，而且镇痛剂量仅为其引起运动功能失调所需剂量的1/20^[22]。
3. 副作用：耐受性与精神性作用
　　慢性疼痛需要长期的药物治疗，因此耐受性是疼痛患者选择用药需要关注的问题之一。NSAIDs及阿片类药物的镇痛效能在长期用药后均可降低。阿片类药物常会带来成瘾甚至滥用；NSAIDs则可能诱发或者加重消化道溃疡。而相关研究提示，NR2B拮抗剂ifenprodil在动物模型中未出现成瘾现象，并且可抑制吗啡引起的条件性位置偏爱^[23]。
　　另一个与NMDA受体拮抗剂有关的副反应是精神副作用。MK801及氯胺酮、memantine等非选择性NMDA受体拮抗剂就因为具有中枢副作用而限制了它们在临床上的应用。对ifenprodil及elprodil的研究表明，这些药物镇痛剂量与产生精神性副作用所需剂量相差甚远，不会影响认知及学习能力。其他NR2B拮抗剂（CP101606，Ro256981，C11041）的耐受性较ifenprodil及elprodil更好，同样，也未发现有精神性副作用的报道。
　　ifenprodil临床用于治疗外周动脉疾病时，患者耐受性很好，治疗剂量下未发现有精神性副作用^[24]。CP101606在健康志愿者以及脑创伤患者的临床研究提示，有效血药浓度下患者耐受性很好^[25]。但迄今为止，尚未有关于NR2B拮抗剂对疼痛患者镇痛作用的相关临床试验报道。

三、小 结
　　临床前及临床试验均证明，NR2B拮抗剂与其他非选择性NMDA受体拮抗剂相比，选择性高，耐受性好。动物实验证实这些药物具有很好的镇痛效能；对多种疼痛类型包括急性疼痛及慢性疼痛均有效。现在仍需要有进一步的临床试验来观察它们对临床疼痛患者的镇痛作用。这可能是未来镇痛药物发展方向之一。

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