CB1与CB2受体激动剂抗伤害感受作用的性别差异及5-HT1A依赖性机制评估

《Frontiers in Pain Research》：Assessing CB1 and CB2 receptor agonist antinociception while exploring sex differences and 5-HT1A-dependent mechanisms

　　

目的： 炎症性疼痛是急性和慢性疼痛状态的关键组成部分，当其转变为病理性时，会显著降低患者的生活质量。近期，人们对使用大麻素类化合物进行镇痛产生了兴趣，并且最新研究发现CB2与5-HT1A受体之间存在功能性联系。 方法： 因此，研究人员利用雌性和雄性成年C57BL/6J小鼠，在福尔马林炎症性疼痛模型中，研究了CB1选择性激动剂（ACEA）和CB2选择性激动剂（AM1241）的疗效，以及它们对5-HT1A受体的潜在依赖性。研究人员评估了ACEA（0.1-2.5 mg/kg）和AM1241（1-10 mg/kg）在福尔马林试验中的潜在剂量效应和性别差异。后续实验在福尔马林炎症性疼痛模型和大麻素四联试验的非伤害性成分测试中，单独使用ACEA（0.5 mg/kg）或AM1241（10 mg/kg），或联合使用5-HT1A抑制剂WAY-100635进行处理。 结果： ACEA在0.5 mg/kg剂量下对雌性小鼠提供了显著的疼痛缓解，在0.5和0.75 mg/kg剂量下对雄性小鼠提供了显著的疼痛缓解，并观察到了显著的性别差异。ACEA（0.5 mg/kg）的抗伤害感受作用不受5-HT1A抑制的影响，而AM1241（10 mg/kg）在急性期的抗伤害感受作用则被5-HT1A抑制完全阻断。ACEA和AM1241均未显著改变旷场实验、转棒实验或直肠温度评估中的表现。 讨论： 这些结果证明了CB1和CB2受体激动剂在小鼠炎症性疼痛模型中的抗伤害感受益处，同时进一步证明了CB2与5-HT1A受体之间的功能联系。需要进一步研究来探索这种联系的机制及其潜在的临床意义。

研究背景与科学问题

炎症性疼痛是急性创伤性疼痛和慢性风湿性疾病的核心特征，源于外周和中枢组织的致敏化。在非病理状态下，这种反应有助于受损组织修复期间的自我保护；然而，当急性炎症未能消退时，会发展为慢性炎症性疼痛，严重影响患者生活质量。例如，慢性风湿性疾病影响了五分之一的美国成年人，其中21%的病例对所有现有治疗方案无效。尽管大多数疼痛研究以男性为中心，但女性性别已被反复确认为慢性疼痛发展的风险因素。目前的疼痛管理指南不推荐阿片类药物，倾向于采用结合非甾体抗炎药、抗惊厥药和抗抑郁药的多模式方法。然而，长期使用抗惊厥药物如加巴喷丁或普瑞巴林进行疼痛管理，最近被发现与阿尔茨海默病的风险增加有关。

大麻作为镇痛药已有数千年历史，近年来对大麻素类化合物的抗伤害感受潜力重新燃起了兴趣。植物大麻素Δ9-四氢大麻酚和内源性大麻素系统主要通过激活大麻素受体1（CB₁）和大麻素受体2（CB₂）发挥作用。靶向CB₁或CB₂的激动剂已在临床前模型中显示出显著的抗伤害感受益处。然而，长期使用大麻素进行抗伤害感受受到CB₁受体耐受性的限制，而CB₂受体则无此问题。血清素1A受体（5-HT_1A）最近被确定为在激活时可产生抗伤害感受和抗抑郁作用，并且大麻二酚等植物大麻素被发现可通过对该受体的正变构调节来产生这些效应。5-HT_1A受体通过发现其与CB₂的功能性联系而与内源性大麻素系统进一步关联。然而，这些功能性联系在大麻素受体激活的抗伤害感受和抗炎作用中的重要性，以及CB₁受体是否与5-HT_1A存在类似的功能性联系，仍不清楚。为了填补这一知识空白，本研究探讨了在福尔马林炎症性疼痛模型中，选择性激动CB₁（ACEA）或CB₂（AM1241）在不同剂量下的疗效，并进一步探究了CB₁和CB₂激动剂的抗伤害感受功效对5-HT_1A受体的依赖性。

主要关键技术方法

研究人员使用了来自杰克逊实验室的雌性和雄性C57BL/6J小鼠。通过腹腔注射给药，使用了CB₁选择性激动剂ACEA、CB₂选择性激动剂AM1241以及5-HT_1A选择性拮抗剂WAY-100635。主要技术方法包括：福尔马林试验，向右后爪注射稀释福尔马林溶液，通过复合疼痛评分法在一小时内对疼痛行为进行评分，并使用梯形法则计算急性期和炎症期的曲线下面积；大麻素四联试验的非伤害性成分测试，包括用于评估自发活动的旷场实验、用于评估运动协调能力的加速转棒实验以及用于评估体温的直肠温度测量。所有数据通过重复测量方差分析、单因素方差分析或双因素方差分析进行统计处理，事后比较采用Bonferroni校正。

研究结果

ACEA在福尔马林炎症性疼痛模型中提供剂量依赖性和性别依赖性的抗伤害感受益处

在雌性小鼠中，ACEA处理组间疼痛行为存在显著差异，0.5 mg/kg剂量在炎症期显著减轻了疼痛。在雄性小鼠中，ACEA处理组间也存在显著差异，0.5 mg/kg和0.75 mg/kg剂量均在炎症期减轻了疼痛，且0.75 mg/kg剂量在急性期也表现出抗伤害感受作用。通过双因素重复测量方差分析发现了显著的性别差异，特别是在0.75 mg/kg剂量下，雄性小鼠的抗伤害感受效果显著优于雌性小鼠。由于0.5 mg/kg是唯一在雌雄小鼠中均产生抗伤害感受作用的剂量，后续所有涉及ACEA的实验均使用该剂量。

AM1241在福尔马林炎症性疼痛模型中提供剂量依赖性的抗伤害感受益处

在雌性小鼠中，AM1241处理组间存在显著差异，3 mg/kg和10 mg/kg剂量在急性期减轻了疼痛，而所有三个剂量在炎症期均减轻了疼痛。在雄性小鼠中，所有三个剂量在急性期和炎症期均表现出抗伤害感受作用。性别差异分析显示AM1241的抗伤害感受效果无显著性别差异。鉴于10 mg/kg剂量在雄性小鼠的炎症期产生了显著更强的抗伤害感受作用，后续所有涉及AM1241的实验均使用该剂量。

ACEA的抗伤害感受作用独立于5-HT_1A受体激活

在雌性和雄性小鼠中，无论是否预先使用5-HT_1A抑制剂WAY-100635，ACEA均在炎症期产生了显著的抗伤害感受作用，而在急性期未观察到显著效果。统计分析表明，WAY-100635预处理并未改变ACEA的抗伤害感受效力，证明ACEA介导的抗伤害感受不依赖于5-HT_1A受体的激活。性别差异分析也未发现显著影响。

AM1241的急性期抗伤害感受作用通过5-HT_1A依赖性机制实现

在雌性和雄性小鼠中，AM1241在急性期和炎症期均产生了显著的抗伤害感受作用。重要的是，预先给予WAY-100635完全逆转了AM1241在急性期的抗伤害感受作用，表明CB₂激动剂AM1241的急性期抗伤害感受依赖于5-HT_1A受体的激活。然而，在炎症期，AM1241的抗伤害感受作用不受WAY-100635预处理的影响，表明其炎症期抗伤害感受机制可能不依赖于5-HT_1A受体。性别差异分析未发现显著影响。

ACEA和AM1241未显著改变旷场实验的运动能力和中央区域停留时间

在雌性和雄性小鼠中，所有处理组（包括ACEA、AM1241、WAY-100635及其组合）在旷场实验的总运动距离和中央区域停留时间上均未观察到统计学上的显著差异，表明这些药物在所用剂量下不影响自发活动和焦虑样表型。

ACEA和AM1241未显著改变转棒实验的运动协调能力

在雌性小鼠中，各处理组在转棒实验的潜伏期上无显著差异。在雄性小鼠中，虽然处理组间存在显著差异，但事后多重比较分析未发现任意两个处理组之间有显著差异，且该差异在控制基线表现后不再具有时间-分组交互效应。总体而言，ACEA和AM1241在所用剂量下未显著损害运动协调能力。

ACEA和AM1241未显著改变直肠温度

在雌性和雄性小鼠中，虽然处理组间的直肠温度存在统计学上的显著差异，但这种差异未以时间-分组依赖的方式持续存在，并且在控制基线温度后，所有交互作用均不显著。这表明ACEA和AM1241在所用剂量下未引起低体温症。

讨论与结论总结

本研究证实了CB₁选择性激动剂ACEA和CB₂选择性激动剂AM1241在福尔马林炎症性疼痛模型中的抗伤害感受效果。ACEA的作用存在显著的性别差异，雄性小鼠在更高剂量下表现出更强的效果，这可能与脂肪酸酰胺水解酶及CB₁受体表达的性别二态性有关。AM1241在所有测试剂量下均有效，且无性别差异，显示出作为潜在临床镇痛药的优越性。研究首次发现，AM1241在急性期的抗伤害感受作用完全依赖于5-HT_1A受体的激活，而ACEA的作用则不依赖于此，这进一步证实了CB₂与5-HT_1A受体之间存在功能性联系。此外，所用剂量的ACEA和AM1241均未引起经典的大麻素四联效应（如运动障碍、低体温等），表明它们在提供镇痛的同时具有较好的安全性。

研究结论： 这些结果证明了CB₁和CB₂受体激动剂在小鼠炎症性疼痛模型中的抗伤害感受益处，同时进一步证明了CB₂与5-HT_1A受体之间的功能联系。需要进一步研究来探索这种联系的机制及其潜在的临床意义。