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经典瞬时受体电位通道与细胞增殖

经典瞬时受体电位通道与细胞增殖串

彭妙茹刘筱蔼李建华△

(广州医学院生理学教研室,广州510182)

摘要TRPC家族是一类能通透钙离子的非选择性阳离子通道,主要被磷脂酶c通路所激活。近

年来一些研究发现TRPc的某些成员与细胞增殖密切相关,从而参与许多疾病的病理生理过程。

本文就TRPC家族成员一般特性及参与细胞增殖方面功能予以综述。

关键词TRPC;细胞增殖;钙离子

中图分类号R361.3

ca2+是胞内重要信使,哺乳动物胞浆ca2+浓度

在安静状态下保持100nM左右,从而在胞膜两侧建

立了约20000倍的浓度梯度。因此,在这种强大的

电化学势能驱动下,少量钙通道开放引起的ca“内

流能使胞浆Ca2+浓度急剧增加。胞浆游离Ca2+浓

度的变化在细胞许多基本的生命活动中起重要作

用,包括肌肉收缩、递质释放、细胞增殖、基因转录和

细胞死亡等。本文主要阐述编码胞外Ca2+内流的

瞬时受体电位阳离子通道(canonicaltmnsientDecep·torpotential,TRPC)参与细胞增殖的研究进展。一、Tl心C通道生物学特性

瞬时感受器电位(transientreceptorpotential,TRP)通道是细胞膜上的一类重要的阳离子通道,最

早发现于黑腹果蝇的视觉传导系统,突变体果蝇对

持续的光刺激只产生瞬时的感受器电位而非持续的

锋电位,因而得名。到目前为止,有超过30种TRP

通道家族成员在哺乳类动物中被克隆。由于TRP

家族均有明显的序列同源性和结构相似性,其命名

一度出现混乱,2002年以MonteU为首的耵咿命名

委员会提出了7rRP通道的命名规则,得到了国际上

的广泛认同。根据序列同源性不同,TfuP通道分成7个亚族:rI'RPC、TRPV(VaniUoid)、,I’RPM(Mel鹊协

6n)、7rRPML(Mucolipin)、TRPP(Polycystin)、TRPA

(Ank)rrin)、和TRPN(nomechanoreceptorpotentialC),每一亚族又包括若干成员。

TRPC是Ⅱ冲家族重要成员,基于序列同源性和功能相似性,哺乳动物赋被分为耵心Cl、TR-

PC2、TRPC4/5、TRPC3/6/7四个亚型。其中TRPCI

和TRPC2几乎是独一无二的,而TRPC4和TRPC5

大约有65%的同源性,rrf冲C3、6和7有70~80%的同源性。瞅家族的所有成员具有相同的拓扑结构,N一末端和C一末端被6个跨膜结构域(TMl—TM6)

分开,在TM5和TM6之间有一假想的孔道区。N-

末端由3~4个锚蛋白重复序列、1个卷曲螺旋和1

个小窝蛋白结合区组成。C一末端包括TRP标志基

序(EwKFAR),即1个高度保守的富含比咯氨酸基

序、caM/IP3受体结合(calmodulin/IP3receptorbinding,cIRB)区和1个卷曲螺旋区。TRPC4和

TRPC5C-末端有独特的突触后致密域(postsyn印tic

densityzone,PDz)结合区。各种信号分子的结合部

位在TRPC蛋白N一末端和C一末端的特定区域。

哺乳动物T砒)c通道能被G蛋白耦联受体(G

pI.oteincouplingI.eceptor,GPCR)·磷脂酶C(phos-

pholipida∞,PLC)或酪氨酸激酶(proteintymsineki—I瓣,P1rK)受体一PLC通路所激活…(见图1)。

PLC水解磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)产生IP3和二酰

甘油(diacylglycerol,DAG)。Zhu等首次将表达于

HEl(293细胞上的TRPC3描述成一种激动剂活化通

道。Hofm舳n等提出耵UPC3能直接被DAG类似物

所激活。根据电流一电压关系,TRPC6、耵冲C3和

耵心C7非常相似,也表现为一DAG活化通道,单通

道电导为35pS。硒selyov等人研究证明TRPc3基

因稳定表达于HEK细胞,当Ca“.ArI'P酶抑制剂毒

胡萝卜素(thapsigargin)耗竭钙池中Ca“后,采用全

细胞记录方法可以记录到单通道电流,该电流被lP3

显著增强而被hep撕n等IP,受体阻断剂阻断。提示受体激活的IB通路参与了该通道的激活。随后

作者通过构建含有IP,R且表达TRPC3的微粒体来

‘广东省自然基金和医学科研基金资助课题(A2008252,8151018201000039)

△通讯作者

万方数据探计IP、的q-}*功能,发现峨一1『LI硪助饿缸“叫r

dow¨+的rI{PI3电流mⅡ.…、R10T1{P(,3的直

接连接也拒绝疫共0[淀实骑中讲刮IIj:叫,#怍川部

位位J‘“末端巾同仓鼠卵细胞在选Tf{fVl后f-r

引起线性的扯选抒性刚离』’电流,过种Infj;c能被胞山辅注吣或毒胡学l、豢耗埘胞内钺岸所擞活

此外.耗竭钙性中c:a‘后,lP、受体也llT‘orRp(H

和TRP(I桐百作HIp述研究表咧,Iq工信号通路澈活产生的1P,作踊r钙池1一旧嵋受{毒-j1越后扦

构象变化,可能通过构象耦联的方式激活化于质膜

t的TRM通道而D^cnn』接澈活TRPc通道

大量研究表明,眦Pc通道能被雌非特异的通道阻断剂所阻断,如2一氰基己摹二笨硼酸盐(2一肌¨em)x州lph叫‰~e.2一AP㈦、崩(1鲫lha…m,

h“)和SK阳6365

目1】“JYⅡm☆m目『n№“i目^广h:£&目u#.ERnm月㈣-目川J…Ⅲ…hlII一

二、TRPc与细胞增殖

TRPc在许多组织山均有不『q程度的表选,小

同TRPc皿型nr能与不同类型细胞的增殖打荧。(·)TRl】c与·r}}}肌细胞增殖日jj_『.引对TR咒通道磬‘J平滑肌细胞增殖的研究较多

‰IoⅥna等(200i)研究表明.增殖期人肺功Jf4:半滑

肌细胞fPAsMc)胞浆内【.a‘‘浓度高J‘静止期细胞+

¨』能巾一盛定的ca“山衙c所{|起;增碓期几P^sMc

rTRPclIHIt6mRNA和蛋n表达水牛均增加,

m儿rRPcJmf{NA在达的增加先干细胞数量的增多,片j反义寡泉核苷赣抑制TR}ⅥI或TRM6的丛

州击达挪能使c目内流减少PAsMc增殖减慢

坫果裘明,11AsMc增殖【lf能屉¨|rRPc逋道介导∞ca。内流0【起zhdn#等(2()04)证宴TRPm也参

‘oJ,AsMc增殖,低利扯ATP能活化大鼠和人I’^‘M“j嚷cl々蹙怍促进细胞增蛸川s-RN^抑制TR-

¨4表达后,嚼岭受体活化引起舯健增埴故ftld著

喊弱,(。a。‘内流减少近水,自人提m增殖I’^sM(,…H肚出表达增

多的口f能机制川HJI,F处列l’^sM(,,ji起磷酸化价譬转昝’j转求融活幽r(s】gn“I瑚sdLlll…nd

1㈣¨£,i【…mⅢ㈨,r^1’)蚩A艇衍增多,随后n

Jun蛋白在逃特续增多川反义寡棱苷酸抑j制nhn

收选mlrrr1)f,F诱导呐TRPr6t诵ca。‘阳流以

度细胞增殖,栏小ca‘‘/caM依耢激酶介导的

Ⅲ^T3磷酸化和-扎n表上苎l一凋可能与生K田子诱导的TRPc表达}.蠲右关。增殖期肠系膜动脉平

滑肌细胞】型电n:依赖性钙通道下胡.向rRH:】

耵{Pc.4和+mPc5蛋山表达增多(新鲜分离的肌细胞

I未检测到7rRP“m增殖期细胞上报容易检测

到)引埘+rRP(:l、+rRPc4和+ml圯5的s1RNA以盟TRPc5的娃忭扭性突变悼(dnmI…tne印t…ulanI

tdTRPr5,【)N-TRPc5)均能抑制血管、F}}}肌细胞的

增殖”.上述研究表明TRPc通道参与正常情况F

平滑肌细胞的增殖。此外.TRPc通道也≮病理情

况下的乎}}}肌印j胞增殖有密切差系。特发忡目H动脉向压(1dlop“t№pul…8qa^em】h。pe枷lnn,

lPAH)患者肺组纵rRPc6和7rRPc3表达j.佩.用

㈣RN^抑制TRPc6的表达能_}日I制培葬的『P^H患者,r滞肌细胞的增殖,挺玳TRPc3能与TIlPc6形成

异聚悼,具钉使Ⅲ离子山流的能力,也许其‘oIPAII甲滑肌细胞的增殖冉特殊联系。缺氧可诱导

PAsMc增殖.』HsKF96365和c托I、阻晰后.促增碴

效嘘消失,而硝堆毗啶对缺毓诱导的细胞增殖教应

无影响提j;缺镀诱导的J’^sMc增殖“J能10TR

Pc介导的持续胞外ca“内流冉戈’在损伤引起

血管增7L的动物模型L观察到TRPcl基圊和蛋n

击选水平均列高进步研究发现.特异性阻断

TRPcl的抗体显著椰制凡静酥内曦生K,减少坫莽

柏’F滑肌细胞的ca一内流和增殖。。枉气道平滑

肌细胞,TR阢家族的一些成员被认为是形成激动

剂活化_1勺5【1离子地通.j£引起的fa。内流凋节平精

肌12缩和增值,播存气道酋恂rf,发挥作IH“。

(一)+l’RP‘与肿痈细胞增殖人胃癌J。皮细胞和食管鳞状细胞瘟11RPc6的衷逃显著上调,TR咒

通道阻断刹能使凡胃精细胞株^f—MKN45及食管

鳞状细胞癌的细胞崩期发生c2/M期阻滞,揶制细胞生K.而减少1RPf6的表达能抑制裸鼠消化道肿

瘤的形成,捉小1'RPc6谴道电许能成为治疗消化道

万方数据肿瘤的一个新靶标∽.9J。研究发现,胞外Ca2+浓度

为5mM时能引起人乳腺癌细胞株MCF’7增殖及

TRPCI表达增加,抑制细胞外信号调节激酶1/2

(extmcellularsignal—regulatedkinasel&2,ERKl/2),沉默Ca“感受器(calcium—sensingreceptor,CaR)和TRPCI基因都能使胞外Ca2+浓度升高引起

的细胞增殖效应消失;胞外Ca2+浓度升高和CaR激

动剂亚精胺对ERKl/2磷酸化表现出时间和剂量依

赖性,而PLC和PKC抑制剂几乎能完全抑制

ERKl/2的磷酸化;TRPC通道阻断剂2一APB、

SK眄6365和siRNA技术沉默TRPCI能抑制胞外

Ca2+浓度升高及亚精胺诱导的ERKl/2的磷酸化,

且siRNA技术下调TRPcl表达后能减少CaR活化

引起的Ca“内流。提示TRPCI可能是ERKl/2磷

酸化、Ca2+内流和CaR引起的MCF-7细胞增殖所必

不可少的¨0|。与正常卵巢标本相比,卵巢癌标本

TRPC3蛋白表达水平显著增高,下调人卵巢癌细胞

SKOV3株TRPC3的表达后能减少EGF诱导的Can

内流、抑制SKOV3细胞增殖及肿瘤的形成,提示

TRPC3通道为卵巢癌的发生所必需…J。

(三)TRPC与其它细胞增殖TRPC通道参与

其它类型细胞增殖的调节亦被诸多研究所证实。

Fanto毖i等(2003)报道缺氧引起的内皮细胞增殖与

TRPC4表达增加有关。Ge等观察到sKF96365能

抑制血管内皮生长因子(vascularendot}lelialgrowthf如tor,VEGF)诱导的人脐静脉内皮细胞(hum锄

umbilicalveinendothelialceU,HUVEC)增殖。为证

实这种作用是否由TRPC6所介导,研究者们观察到

TRPC6过表达可以促HUVECs增殖,而应用短发夹

RNA干扰技术(shRNAi)使TRPC6基因沉默或DN-

TRPC6能够抑制VEGF诱导的细胞增殖。进一步研

究发现,应用SK眄6365或DN—TRPC6后,G2/M期

细胞比例显著增多。上述研究表明Ⅱ【Pc6介导

VEGF诱导的HUVEC增殖【l2|。TRPCI与碱性成纤维细胞生长因子(basic砧mblastgm们hf如tor,bF·GF)依赖性细胞增殖有关,下调TRPCI的表达能抑

制bFGF介导的胚胎大鼠神经干细胞增殖和胞外

Ca2+内流减少,提示TRPC通道在脑的生长发育中

起作用¨3f。Y蛐g等(2005)用siRNA技术下调角膜

上皮细胞TRPC4基因和蛋白表达水平后,胞内钙库

耗竭触发的ca2+内流显著减少,表皮生长因子(epi-

denIlalgm叭hfactor,EGF)诱导的角膜上皮细胞增

殖反应被显著抑制,提出EGF诱导的人角膜上皮细

胞增殖依赖rI'RPc4蛋白的表达。napsiga嚼n耗竭胞内钙库后类成骨细胞株MG石3细胞内Caz+内流

显著增加,TRPC通道阻断剂2-APB和SK四6365能

抑制细胞增殖;细胞周期分析显示,2一APB和

SKF96365延长细胞S期和G2/M期,而电压依赖性

钙通道阻断剂对钙库耗竭引起的钙内流和细胞增殖无影响。提示TRPC可能是成骨细胞增殖时Ca2+

内流的主要途径¨4|。肝细胞生长因子/分散因子

(hepatocytegro叭hfactor/scatterfactor,HGF/SF)以

及血管内皮生长因子均可上调TRPC6的表达,引起

Ca2+内流增加,促进肝细胞增殖【l

综上所述,TRPC通道是一类分布非常广泛的

非选择性Ca“通道,对其研究还处于起步阶段。目

前的研究表明,TRPC通道在细胞增殖中起重要作

用,从而参与慢性阻塞性肺部疾病、高血管和肿瘤等

疾病的发生发展。随着对TRPc通道研究的进一步

深入,更多的功能将为人们所认识,同时也会发现

TRPC通道参与到更多疾病的病理生理过程。因

此,在不久的将来,TRPC通道可能成为非常有价值

的药物靶点。

参考文献

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