Cell Reports Medicine:对乙酰氨基酚的止痛秘密:靶向DAGLα阻断内源性大麻素合成

对乙酰氨基酚抑制二酰基甘油脂肪酶合成2-花生四烯酸甘油:对痛觉的影响

2025年5月,美国印第安纳大学等单位的相关研究人员在《Cell Reports Medicine》(IF:11.7)上发表了题为“Acetaminophen inhibits diacylglycerol lipase synthesis of 2-arachidonoyl glycerol: Implications for nociception”的研究论文,揭示了对乙酰氨基酚(APAP)通过抑制二酰基甘油脂肪酶α(DAGLα),减少了内源性大麻素2-花生四烯酸甘油(2-AG)的生成。这表明通过大麻素受体1(CB1)存在一种新的止痛机制,为APAP的作用提供了新的见解。

  亮点概述:

  • APAP通过抑制DAGLα,减少2-AG生成,进而减少CB1受体激活。

  • CB1受体是小鼠中APAP发挥镇痛效应所必需的。

  • 部分APAP镇痛效应可能通过抑制DAGLα/CB1信号通路实现。

  • 研究确定了DAGLα为镇痛治疗的潜在靶点。

  研究背景:

对乙酰氨基酚(APAP)是世界范围内广泛使用的解热镇痛药。尽管APAP于1877年首次合成,但其作用机制仍出人意料地不明确。传统观点认为APAP通过选择性抑制中枢神经系统(CNS)中的环氧合酶2(COX2)发挥作用,但需要高浓度才能生效。此外,有研究提出APAP可能通过次级代谢物作用于大麻素信号系统。

内源性大麻素(eCB)信号系统由大麻素受体、亲脂性eCBs及合成与分解这些脂质信使的酶系组成。大麻素受体广泛分布于CNS及全身其他部位。多项研究已将APAP与eCB信号系统成分的激活联系起来,因此研究人员对两者之间的相互作用进行了研究。

研究人员首先通过电生理实验系统评估了APAP对自突触海马神经元模型兴奋性神经传递的直接影响。APAP浓度的增加不会改变兴奋性突触后电流(EPSC)振幅,表明APAP对该模型系统中的神经传递无直接作用。研究人员发现APAP可抑制去极化诱导的兴奋抑制(DSE),一种存在于自突触海马神经元中由CB1受体介导的逆向信号形式,APAP以浓度依赖性方式抑制DSE。APAP不改变GABA-B受体介导的Gi/o型G蛋白介导的神经传递产生泛化效应,APAP的代谢物AM404不会改变自突触神经元中的大麻素信号传导。

 

APAP抑制自突触海马神经元中的内源性大麻素神经可塑性

上述结果提示APAP的作用似乎是大麻素CB1受体信号传导所特有的。因此,研究人员通过外源性施用2-花生四烯酸甘油(2-AG),探究APAP是在突触前作用于CB1受体,还是通过改变2-AG的合成或释放在突触后作用于CB1 受体,结果表明APAP可能是通过抑制2-AG的合成在突触后发挥作用。

二酰基甘油脂肪酶DAGLα和β已被确定为 2-AG的主要合成酶。研究人员进一步通过过表达DAGLα的人胚胎肾细胞系(HEK-DAGLα)验证APAP可能抑制DAGL介导的2-AG合成的假设。研究人员使用1-硬脂酰基-2-花生四烯酰基-sn-甘油(S-AG,DAGL介导2-AG的合成底物)处理细胞,并与溶剂对照组比较脂质谱变化。结果显示,与对照组相比S-AG处理后的细胞2-AG、2-亚油酰甘油(2-LG)、2-油酰甘油(2 -OG)中仅2-AG水平如预期显著升高,多种酰基乙醇胺(包括花生四烯酸乙醇胺(AEA)、棕榈酰乙醇胺(PEA)、油酰乙醇胺(OEA)及亚油酰乙醇胺(LEA))水平均无变化。研究人员随后研究了APAP和DAGLα抑制剂DO34是否影响S-AG介导的2-AG和其他酰基甘油及酰基乙醇胺的增加,发现APAP及DO34使2-AG、2-OG水平显著降低,而DO34还降低了2-LG的水平。

 

APAP和DO34均可降低HEK-DAGLα细胞中2-AG的产生

研究人员采用脂肪酶底物检测APAP对细胞裂解液中DAGLα或DAGLβ活性的影响,结果表明APAP特异性抑制DAGLα而非DAGLβ来抑制2-AG合成。为了深入探究APAP对DAGLα介导的eCB生成的抑制作用,研究人员采用eCB生物传感器进行了实时监测。细胞实验结果进一步证实了APAP通过抑制DAGLα酶活性阻断受体激活诱导的2-AG合成。

 

APAP降低DAGLα活性

为了进一步了解eCBs在APAP镇痛中的作用,研究人员采用热板试验,一种涉及脊髓上镇痛通路的行为性疼痛检测方法。在小鼠实验中证实了APAP的镇痛作用对CB1存在依赖性。DAGLα抑制剂的镇痛作用也依赖于CB1。随后研究人员探究了APAP对AEA合成途径的影响,发现APAP的作用可能不依赖于NAPE - PLD所参与的AEA合成途径。

综上所述,该研究确定了在神经元模型中,APAP通过抑制eCB合成酶DAGLα来减少2 - AG的产生,进而减少CB1受体激活来发挥镇痛作用。这种效应发生时APAP的浓度处于其血浆治疗浓度范围内。这一机制可能是APAP多模式效应的一部分,其中包括直接作用和通过代谢物发挥的作用,并提示了抑制DAGLα可能是开发疼痛治疗药物的一个潜在靶点。

 

 

 

 

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