解密传统中药冰片的外用镇痛作用

2017年4月10日,欧洲分子生物学组织旗下的国际著名期刊《EMBO molecular Medicine》在线发表了中国科学院昆明动物研究所杨建研究组和和上海长征医院肖建如教授研究组的一篇研究论文,研究报道了传统中药冰片的外用镇痛作用。昆明动物所王树副研究员、硕士生胡金升和上海长征医院张丹博士为本文共同第一作者。昆明动物所王树副研究员、杨建研究员和上海长征医院肖建如教授为本文共同通讯作者。

冰片是常见的中药材,中医临床应用超过千年。天然冰片是从樟科植物中获取的近乎纯粹单体的有机化合物结晶,其化学成分是(+)-Borneol,属于小分子萜类。冰片“味辛苦、性凉”,在中医里,它的一个重要功效是“消肿止痛”,可外用于“疮疡肿痛”、“肢节疼痛”等。但一直以来,外用冰片镇痛的临床功效缺乏符合国际标准(随机分组、安慰剂对照和双盲实验)的人体实验数据,其镇痛的科学机制也未被阐明。长期以来美国食品药品监督管理局将冰片定为食品添加剂,而没有列为药物使用。

研究首次开展了符合国际标准的冰片临床研究(参加临床实验总人数达122人)。通过随机分组的以安慰剂组为对照的双盲临床实验,证明外用冰片对术后病人的伤口疼痛有良好的镇痛作用。随后通过对疼痛信号传导通路上不同分子靶点的筛选,证明外周神经元上TRPM8离子通道是迄今为止发现的哺乳动物体内对冰片最为敏感的靶点。通过进一步建立小鼠疼痛模型、敲除小鼠TRPM8基因和药理学阻断实验,证明外用冰片的镇痛作用主要是由TRPM8通道介导。冰片激活TRPM8外周神经元后,进而激活脊髓背角突触前代谢型谷氨酸受体,最终导致疼痛神经信号传递的抑制。

这一研究首次提供了符合国际标准的外用冰片镇痛的临床研究数据,阐明了其作用的细胞分子机制,对传统中药冰片的现代化开发和走向世界具有重要意义。

原文链接:

A clinical and mechanistic study of topical borneol‐induced analgesia

原文摘要:

Bingpian is a time‐honored herb in traditional Chinese medicine (TCM). It is an almost pure chemical with a chemical composition of (+)‐borneol and has been historically used as a topical analgesic for millennia. However, the clinical efficacy of topical borneol lacks stringent evidence‐based clinical studies and verifiable scientific mechanism. We examined the analgesic efficacy of topical borneol in a randomized, double‐blind, placebo‐controlled clinical study involving 122 patients with postoperative pain. Topical application of borneol led to significantly greater pain relief than placebo did. Using mouse models of pain, we identified the TRPM8 channel as a molecular target of borneol and showed that topical borneol‐induced analgesia was almost exclusively mediated by TRPM8, and involved a downstream glutamatergic mechanism in the spinal cord. Investigation of the actions of topical borneol and menthol revealed mechanistic differences between borneol‐ and menthol‐induced analgesia and indicated that borneol exhibits advantages over menthol as a topical analgesic. Our work demonstrates that borneol, which is currently approved by the US FDA to be used only as a flavoring substance or adjuvant in food, is an effective topical pain reliever in humans and reveals a key part of the molecular mechanism underlying its analgesic effect.

近日,中国科学院昆明动物研究所离子通道药物研发中心与上海长征医院合作,首次开展了符合国际标准的冰片临床研究(参加临床实验总人数达122人),解密传统中药冰片的外用镇痛作用。该研究成果发表在EMBO Molecular Medicine上,昆明动物所副研究员王树、硕士研究生胡金升和上海长征医院博士张丹为文章共同第一作者。昆明动物所副研究员王树、研究员杨建和上海长征医院教授肖建如为文章共同通讯作者。

冰片是常见的中药材,中医临床应用超过千年。天然冰片是从樟科植物中获取的近乎纯粹单体的有机化合物结晶,其化学成分是(+)-Borneol,属于小分子萜类。冰片“味辛苦、性凉”,在中医里,它的一个重要功效是“消肿止痛”,可外用于“疮疡肿痛”、“肢节疼痛”等。但一直以来,外用冰片镇痛的临床功效缺乏符合国际标准(随机分组、安慰剂对照和双盲实验)的人体实验数据,其镇痛的科学机制也未被阐明。长期以来美国食品药品监督管理局将冰片定为食品添加剂,而没有列为药物使用。

研究人员通过随机分组的以安慰剂组为对照的双盲临床实验,证明外用冰片对术后病人的伤口疼痛有良好的镇痛作用。随后通过对疼痛信号传导通路上不同分子靶点的筛选,证明外周神经元上TRPM8离子通道是迄今为止发现的哺乳动物体内对冰片最为敏感的靶点。通过进一步建立小鼠疼痛模型、敲除小鼠TRPM8基因和药理学阻断实验,证明外用冰片的镇痛作用主要是由TRPM8通道介导。冰片激活TRPM8外周神经元后,进而激活脊髓背角突触前代谢型谷氨酸受体,最终导致疼痛神经信号传递的抑制。该研究首次提供了符合国际标准的外用冰片镇痛的临床研究数据,阐明了其作用的细胞分子机制,对传统中药冰片的现代化开发和走向世界具有重要意义。

该研究得到了云南省科技厅、国家自然科学基金委和科技部“973”等多项基金项目的支持。