伊首璞，陳忠明，張繼虹，張寬仁

(昆明理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650500)

阿片類受體(opioid receptors)是G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)超家族的一員，參與鎮(zhèn)痛、抑制腸胃蠕動(dòng)、呼吸抑制、心肌保護(hù)、免疫反應(yīng)等多種生理活動(dòng)。一般認(rèn)為阿片受體可以分為4種亞型:μ阿片受體(mu opioid receptor，MOR)、δ 阿片受體(delta opioid receptor，DOR)、κ 阿片受體(kappa opioid receptor，KOR)和阿片樣受體-1(opioid receptor like-1，ORL-1;又稱 orphanin receptor孤啡肽受體/nociceptin receptor痛敏素受體)。一直以來，阿片類鎮(zhèn)痛劑在臨床鎮(zhèn)痛，尤其是重度疼痛和晚期癌癥患者的治療中發(fā)揮著不可替代的作用，但易引起呼吸抑制等嚴(yán)重副作用，長期使用會(huì)產(chǎn)生便秘、藥物耐受及成癮性。為了能夠設(shè)計(jì)出鎮(zhèn)痛活性高、副作用少甚至沒有副作用的新型鎮(zhèn)痛藥，幾十年來人們對阿片鎮(zhèn)痛和耐受成癮的分子藥理機(jī)制做了大量的研究，但仍有許多問題尚未闡明［1］，因此，以分子藥理作用機(jī)制為基礎(chǔ)，開發(fā)高效低毒的鎮(zhèn)痛劑仍是目前迫切需要解決的科學(xué)難題。

基于對阿片類受體各亞型結(jié)構(gòu)與功能認(rèn)識(shí)，在阿片類鎮(zhèn)痛劑開發(fā)過程中，最初認(rèn)為針對單一阿片受體的高選擇性配體會(huì)有高活性低毒副作用。然而，更多研究發(fā)現(xiàn)，高選擇性激動(dòng)劑反而會(huì)增強(qiáng)副作用［2］，因此這類激動(dòng)劑無法成為臨床需要的高效低毒的新型鎮(zhèn)痛劑。近年越來越多的研究表明，不同亞型的阿片受體之間存在不同程度的結(jié)構(gòu)或(和)功能上的相互作用，共同參與鎮(zhèn)痛等生理活動(dòng)。如DOR激動(dòng)劑不僅能增強(qiáng)MOR的鎮(zhèn)痛效果，并且能減弱阿片類藥物的呼吸抑制等副作用［3］，而KOR激動(dòng)劑具有抗MOR介導(dǎo)的精神依賴成癮作用［4］。同時(shí)免疫共沉淀等方法發(fā)現(xiàn)，在體內(nèi)或某些離體細(xì)胞內(nèi)，阿片受體間會(huì)發(fā)生二聚化或多聚化，使受體結(jié)構(gòu)及其介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑發(fā)生了變化［5］。這些研究發(fā)現(xiàn)為阿片受體的作用機(jī)制研究提供了新的方向，同時(shí)也為開發(fā)能同時(shí)作用不同受體，高效低毒的鎮(zhèn)痛藥物提供了新的思路。

本文總結(jié)了阿片受體亞型間相互作用的最新研究進(jìn)展，概述了同時(shí)作用于不同阿片受體的化合物的種類及其藥理活性，并對該類藥物可能的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1 μ阿片受體(MOR)與κ阿片受體(KOR)間的相互作用

目前臨床上使用的阿片類鎮(zhèn)痛劑主要MOR激動(dòng)劑，但是長期使用該類藥物會(huì)造成鎮(zhèn)痛耐受，依賴和成癮等嚴(yán)重副作用。研究發(fā)現(xiàn)，有些KOR激動(dòng)劑能減弱或抑制MOR激動(dòng)劑(如嗎啡)導(dǎo)致的許多副作用，如耐受和依賴等［4］。其作用機(jī)制目前尚不清楚，但近來 Li等［6］用實(shí)時(shí) PCR(RTPCR)、免疫組化技術(shù)和蛋白印跡法研究了慢性嗎啡處理后小鼠不同神經(jīng)區(qū)域的KOR變化，發(fā)現(xiàn)脊髓和藍(lán)斑中KOR數(shù)量明顯增加，從而定位了耐受小鼠體內(nèi)KOR與MOR相互作用的可能區(qū)域，為進(jìn)一步研究作用機(jī)制縮小了范圍。Fujita-Hamabe等［7］證實(shí)，KOR可以抑制MOR的脫敏，加速 MOR細(xì)胞內(nèi)循環(huán)使表面受體增加，同時(shí)還能夠降低PKC(protein kinase C)的活性，從而抑制嗎啡的鎮(zhèn)痛耐受。

最近有研究發(fā)現(xiàn)MOR與KOR的相互作用也會(huì)影響鎮(zhèn)痛作用。Shu等［8］研究阿片受體部分激動(dòng)劑噴他佐辛(pentazocine)時(shí)發(fā)現(xiàn)其鎮(zhèn)痛作用具有劑量上限，當(dāng)超過一定劑量時(shí)，鎮(zhèn)痛作用會(huì)減弱。他們認(rèn)為，這是由于MOR/KOR共同作用的結(jié)果。小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí)，低劑量噴他佐辛的鎮(zhèn)痛作用會(huì)被選擇性MOR拮抗劑C-CAM(clocinnamox)完全抑制，而C-CAM只部分抑制高劑量噴他佐辛的鎮(zhèn)痛作用。選擇性KOR拮抗劑nor-BNI能增強(qiáng)高劑量噴他佐辛的鎮(zhèn)痛作用，而同時(shí)使用C-CAM和nor-BNI能完全抑制噴他佐辛在任何劑量時(shí)的鎮(zhèn)痛作用。由此推斷，低劑量的噴他佐辛只與MOR作用，而高劑量的噴他佐辛?xí)cMOR、KOR同時(shí)作用，并且KOR會(huì)抑制其鎮(zhèn)痛作用。

Liu等［9］發(fā)現(xiàn)MOR和KOR的相互作用有性別差異，他們用免疫共沉淀法研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)情期的♀鼠脊髓中MOR/KOR二聚體的數(shù)量是♂鼠的4倍，發(fā)情期♀鼠中MOR/KOR二聚體的數(shù)量是非發(fā)情期♀鼠的3倍，用KOR拮抗劑阻斷KOR功能后發(fā)現(xiàn)脊髓注射嗎啡鎮(zhèn)痛作用明顯下降，而甩尾實(shí)驗(yàn)證明，單獨(dú)使用KOR激動(dòng)劑不能產(chǎn)生明顯的鎮(zhèn)痛效果，提示KOR在♀動(dòng)物的脊髓嗎啡鎮(zhèn)痛中會(huì)與MOR聯(lián)合發(fā)揮作用。

2 μ阿片受體(MOR)與δ阿片受體(DOR)間的相互作用

有研究表明DOR不僅能增強(qiáng)MOR的鎮(zhèn)痛效果，而且能減弱其呼吸抑制作用，對抗其肌肉僵直作用及身體依賴等副作用［3］。Gomes等［10］發(fā)現(xiàn)，在 MOR，DOR 共表達(dá)的細(xì)胞內(nèi)，DOR激動(dòng)劑DeltorphinⅡ、拮抗劑TIPPψ、naltriben等都可以加強(qiáng)嗎啡或DAMGO等MOR激動(dòng)劑與MOR的結(jié)合，并能增強(qiáng)它們激活 G蛋白的活性。Beaudry等［11］認(rèn)為，MOR和DOR在脊髓神經(jīng)元中可共表達(dá)，并能共同抑制P物質(zhì)的釋放，從而增強(qiáng)鎮(zhèn)痛作用。Jodeph和 Levine［12］進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DOR激動(dòng)劑SNC80和MOR激動(dòng)劑DAMGO都能夠抑制神經(jīng)生長因子(NGF)誘導(dǎo)的痛覺過敏，兩種激動(dòng)劑聯(lián)合使用時(shí)，抑制小鼠體內(nèi)痛敏感受器(nociceptors)調(diào)節(jié)的痛覺過敏(hyperalgesia)，明顯加強(qiáng)鎮(zhèn)痛作用。但長期使用DAMGO增加自身耐受性的同時(shí)也能夠?qū)е耂NC80的鎮(zhèn)痛效果減弱，即產(chǎn)生交叉耐藥性(cross-tolerance)，說明MOR和DOR共同調(diào)節(jié)酪氨酸激酶類痛敏感受器的功能。

MOR與DOR的相互作用對減弱長期使用嗎啡類藥物產(chǎn)生的鎮(zhèn)痛耐受和成癮性也有明顯效果。研究證實(shí)，與嗎啡相比，混合型的MOR激動(dòng)劑/DOR拮抗劑化合物可以明顯減弱耐受和成癮作用，而DOR拮抗劑如納曲吲哚(naltrindole)能夠減弱嗎啡的耐受，DOR基因敲出小鼠的嗎啡耐受性也明顯減弱［13］。Billa等［14］用 DOR2拮抗劑 naltriben 處理小鼠海馬體，發(fā)現(xiàn)naltriben可以破壞嗎啡引起的小鼠條件性位置偏愛。亞細(xì)胞分級技術(shù)表明，naltriben處理后，海馬突觸細(xì)胞后膜中DOR二聚體的的表達(dá)量明顯增加，MOR的表達(dá)量也同樣增加。提示成癮性與海馬組織中MOR/DOR相互作用也有關(guān)。

兩種受體間的相互作用機(jī)制仍未完全闡明。但近年來許多研究證明，MOR和DOR相互作用機(jī)制與二者能形成二聚體或多聚體有密切關(guān)系［15］。阿片受體被激動(dòng)劑激活后，會(huì)迅速的被G蛋白偶聯(lián)受體激酶(GRKs)磷酸化，然后與β抑制蛋白(β-arrestin)結(jié)合發(fā)生內(nèi)吞作用，不同的阿片受體內(nèi)吞后的去向不同，一般來說內(nèi)吞后的DOR會(huì)在溶酶體中降解，而大部分MOR會(huì)經(jīng)過循環(huán)再次回到細(xì)胞膜上［16］。但Milan-Lobo等［17］研究發(fā)現(xiàn)，用MOR激動(dòng)劑美沙酮或DAMGO處理MOR、DOR共表達(dá)的HEK293細(xì)胞，會(huì)引起MOR、DOR形成二聚體并共同發(fā)生內(nèi)吞作用，但與MOR單獨(dú)內(nèi)吞后能夠循環(huán)再利用不同，美沙酮引起的DOR/MOR二聚體內(nèi)吞后會(huì)降解。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DOR選擇性拮抗劑naltriben(NTB)能夠阻礙美沙酮和DAMGO誘導(dǎo)的二聚體內(nèi)吞作用，但NTB對美沙酮引起的胞內(nèi)Ga2+釋放沒有明顯影響。Golebiewska等［18］利用熒光共振能量轉(zhuǎn)移法(FRET)、熒光相聯(lián)能譜法(FCS)等研究兩種神經(jīng)細(xì)胞系中長期嗎啡處理對MOR的影響時(shí)也發(fā)現(xiàn)，嗎啡處理對單獨(dú)MOR的擴(kuò)散影響很小。而在DOR存在時(shí)，嗎啡處理會(huì)明顯提高熒光標(biāo)記的MOR的擴(kuò)散率。數(shù)量和亮度測定暗示MOR可能是以二聚體形式存在，并且能夠與DOR寡聚化為四聚體，嗎啡處理促進(jìn)四聚體的解離，增加MOR的內(nèi)化。He等［19］用一種包含MOR第一橫跨膜域的干涉肽處理能減弱DOR的這種影響。這種干涉肽能與DOR作用，從而破壞MOR/DOR相互作用。并且，用包含MOR TM1結(jié)構(gòu)域和C端TAT結(jié)構(gòu)的融合蛋白能夠破壞小鼠脊髓中MOR/DOR的相互作用，增強(qiáng)嗎啡鎮(zhèn)痛作用，同時(shí)減少嗎啡的鎮(zhèn)痛耐受，這同樣說明MOR與DOR的二聚化與相互作用有密切關(guān)系。

3 δ阿片受體(DOR)與κ阿片受體(KOR)間的相互作用

DOR與KOR相互作用研究較少，但已經(jīng)證實(shí)DOR和KOR可能在不同的表達(dá)體系中形成二聚體［20］。Waldhoer等［21］用一種特殊的阿片激動(dòng)劑 6’-GNTI(6’-guanidinonaltrindole，它對DOR無激活作用，與單獨(dú)的KOR結(jié)合只有很弱激活作用，但對DOR/KOR二聚體卻有強(qiáng)效激活作用)研究KOR和DOR的二聚體，結(jié)果顯示只有在脊髓神經(jīng)細(xì)胞中6’-GNTI才有明顯的鎮(zhèn)痛作用，而在大腦神經(jīng)元中作用不明顯，提示DOR和KOR的二聚化有區(qū)域選擇性。另有研究發(fā)現(xiàn)，外周痛敏感受器中的DOR在正常情況下對其激動(dòng)劑無應(yīng)答，只有在受到傷害或發(fā)生炎癥時(shí)，DOR激動(dòng)劑才能發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用［22］。Rowan等［23］用免疫共沉淀法證實(shí)，外周神經(jīng)細(xì)胞中，KOR和DOR可以發(fā)生共聚，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) 6’-GNTI在正常情況下不會(huì)改變神經(jīng)元中前列腺素E2激活cAMP的水平，但在用炎性物質(zhì)如緩激肽預(yù)處理后的神經(jīng)元中，6’-GNTI能明顯抑制前列腺素E2對cAMP的激活作用，說明在外周神經(jīng)細(xì)胞中KOR與DOR在特殊情況下(受到傷害或發(fā)生炎癥時(shí))會(huì)以共聚體的形式發(fā)揮作用。

4 ORL1與其他阿片受體間相互作用

阿片樣受體(ORL1)與經(jīng)典的阿片類受體(mu、delta、kappa阿片受體)同源性很高，其內(nèi)源性配體為孤啡肽(orphanin FQ，OFQ)或痛敏肽 (nociceptin，NOP)。ORL1與大多數(shù)已知的阿片受體配基親和力都很低，但較早的研究發(fā)現(xiàn)，孤啡肽能拮抗全身應(yīng)用嗎啡的鎮(zhèn)痛作用，也能拮抗阿片介導(dǎo)的應(yīng)激性鎮(zhèn)痛及MOR，DOR，KOR介導(dǎo)的鎮(zhèn)痛［24］。2009年，Khroyan等［25］發(fā)現(xiàn)選擇性O(shè)RL1拮抗劑SB-612111能加強(qiáng)丁丙諾啡(BuprenorPhine)等MOR/ORL1混合激動(dòng)劑的鎮(zhèn)痛作用。對ORL1基因敲除小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)其對嗎啡耐受表現(xiàn)為部分喪失，并且對嗎啡依賴性也明顯降低［26］，提示ORL1與其他阿片受體會(huì)發(fā)生相互作用。近年來的報(bào)道已經(jīng)證實(shí):在許多涉及痛覺調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)元內(nèi)，ORL1會(huì)與經(jīng)典的阿片受體共表達(dá)［27］。Wen等［28］采用免疫熒光和免疫共沉淀的方法研究發(fā)現(xiàn)，在原代培養(yǎng)的海馬和皮質(zhì)神經(jīng)元上，KOR和ORL1的免疫熒光在細(xì)胞膜上有重疊。同樣，在HAKOR(Hemaglutinin標(biāo)記的KOR)和Myc-ORL1共同瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的CHO和HEK293細(xì)胞上也有類似的發(fā)現(xiàn)，表明在這兩種細(xì)胞中KOR和ORL1受體之間存在著異源二聚體。Evans等［27］發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)染的tsA-201細(xì)胞和大鼠的脊髓背根神經(jīng)節(jié)上，ORL1受體和其他阿片受體亞型均可以形成二聚體，并且用其他亞型受體選擇性激動(dòng)劑處理后都能發(fā)生共同內(nèi)化作用(co-internalization)。同時(shí)他們還發(fā)現(xiàn)，ORL1會(huì)與MOR共同調(diào)節(jié)N型鈣離子通道的內(nèi)化，在脊髓鎮(zhèn)痛中聯(lián)合發(fā)揮作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，ORL1能夠調(diào)節(jié)MOR介導(dǎo)的阿片類藥物突然停藥后造成的嚴(yán)重撤藥反應(yīng):ORL1激動(dòng)劑OFQ/N對離體豚鼠回腸產(chǎn)生的嗎啡撤藥痙攣反應(yīng)發(fā)揮著雙重作用:低劑量時(shí)，OFQ/N能抑制痙攣，此時(shí)ORL1表現(xiàn)出阿片樣受體性質(zhì)，然而大劑量的OFQ/N卻能增強(qiáng)撤藥痙攣，此時(shí)表現(xiàn)出抗阿片行為［29］。

5 新型鎮(zhèn)痛藥物研發(fā)的現(xiàn)狀及展望

基于不同受體間相互作用會(huì)產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效果增強(qiáng)、耐受和依賴性減弱等效應(yīng)的事實(shí)，人們開始把研發(fā)高鎮(zhèn)痛活性，低副作用鎮(zhèn)痛藥的注意力移到了設(shè)計(jì)能同時(shí)作用于兩種或多種阿片受體的化合物上［30－31］。目前報(bào)道較多的是針對兩種受體亞型的化合物，生理及藥理學(xué)研究表明:有些化合物能夠明顯增強(qiáng)鎮(zhèn)痛效果，如MOR/KOR的共同激動(dòng)劑MCL-114、MCL-193等;有些化合物則能夠明顯減少副作用，如MOR和DOR雙重激動(dòng)劑LP1，研究發(fā)現(xiàn)LP1的鎮(zhèn)痛效果與嗎啡相似，但耐受性明顯降低［31－32］。然而，目前報(bào)道的具有二重作用的化合物僅能部分消除副作用，臨床應(yīng)用價(jià)值不高。值得我們思考的是:生物體內(nèi)不同的阿片受體亞型都有內(nèi)源性肽類配體，這些配體或作用專一或能同時(shí)作用于不同的受體亞型，并通過精細(xì)的調(diào)控機(jī)制發(fā)揮生理功能，但幾乎沒有自身耐受和成癮性等作用的報(bào)道。這一復(fù)雜的生理學(xué)作用機(jī)制雖然難以闡明，但這給我們一個(gè)啟示——是不是高效低毒的鎮(zhèn)痛藥物應(yīng)該同時(shí)與各受體亞型相互作用，且親和力和作用方式(激動(dòng)或拮抗)存在差異，從而使各種受體處于相互協(xié)調(diào)的狀態(tài)，平穩(wěn)和諧的發(fā)揮作用?

Chang等［33］是delta受體激動(dòng)劑BW373的發(fā)現(xiàn)者，阿片類藥物研發(fā)的資深專家。于2003年發(fā)明的一種同時(shí)作用于δ/μ/κ受體的激動(dòng)劑——DPI-3290，在美國進(jìn)入 II期臨床試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其鎮(zhèn)痛作用強(qiáng)度介于嗎啡與芬太尼之間，呼吸抑制作用和身體依賴成癮性較嗎啡均成倍減弱，醫(yī)療安全系數(shù)較大程度的提高［34］。并報(bào)導(dǎo)了另外二個(gè)類似物DPI-125及DPI-130，它們也是δ/μ/κ受體混合型的激動(dòng)劑，與嗎啡、芬太尼相比，具有呼吸抑制作用的醫(yī)療安全系數(shù)較高的藥理作用［35］。這一研究成果為上述啟示提供了重要的依據(jù)，并為將來我們繼續(xù)對作用于3種或3種以上阿片類受體的化合物深入研究指明了方向。盡管這類化合物的藥理學(xué)機(jī)制及在體內(nèi)的代謝過程還不清楚，但隨著受體相互作用機(jī)制的闡明，相信不久的將來，高鎮(zhèn)痛活性，低副作用甚至無副作用的新型鎮(zhèn)痛劑一定會(huì)研發(fā)出來。

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