盧海龍，李雷，楊榮禮，郝敬波(徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，江蘇徐州 221006)

經(jīng)典瞬時(shí)受體電位通道與心肌肥厚發(fā)生發(fā)展的關(guān)系研究進(jìn)展

盧海龍，李雷，楊榮禮，郝敬波(徐州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，江蘇徐州 221006)

摘要：心肌肥厚是心力衰竭和心源性猝死的主要原因。經(jīng)典瞬時(shí)受體電位通道(TRPC)通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，激活鈣調(diào)神經(jīng)素—活化T細(xì)胞核因子信號(hào)通路而參與心肌肥厚的發(fā)生和發(fā)展，這其中主要包括TRPC1、TRPC3、TRPC6。隨著對(duì)TRPC的不斷深入研究，其有可能成為心肌肥厚治療的新靶點(diǎn)。TRPC的生物學(xué)特點(diǎn)、激活方式與調(diào)控機(jī)制、與心肌肥厚的關(guān)系，為臨床上治療各種原因?qū)е碌牟±硇孕募》屎裉峁┝诵碌乃悸泛透深A(yù)靶點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：經(jīng)典瞬時(shí)受體電位通道；鈣調(diào)神經(jīng)素—活化T細(xì)胞核因子信號(hào)通路；心肌肥厚

心肌肥厚是心臟為適應(yīng)各種理化刺激而導(dǎo)致心臟胚胎期基因表達(dá)和心肌細(xì)胞肥大，并伴有蛋白合成增加以及基質(zhì)膠原沉積的代償過程，并最終導(dǎo)致心力衰竭和心源性猝死。細(xì)胞內(nèi)鈣超載在心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展過程中扮演了重要的角色，胞質(zhì)內(nèi)鈣濃度的升高主要依賴外鈣的內(nèi)流和胞內(nèi)鈣庫(kù)的釋放，而外鈣內(nèi)流主要通過電壓門控鈣通道、受體門控的鈣通道(ROC)和鈣庫(kù)操縱性鈣通道(SOC)，但組成SOC及ROC的具體分子實(shí)體仍不十分明確。目前研究認(rèn)為，經(jīng)典瞬時(shí)受體電位通道(TRPC)的同源異構(gòu)體是構(gòu)成細(xì)胞膜上SOC和ROC的分子實(shí)體，并通過鈣調(diào)神經(jīng)素—活化T細(xì)胞核因子(CaN-NFAT)信號(hào)通路觸發(fā)心肌肥大相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)從而引起心肌重構(gòu)和病理性肥厚?，F(xiàn)將TRPC與心肌肥厚的關(guān)系研究進(jìn)展綜述如下。

1TRPC的生物學(xué)特點(diǎn)

瞬時(shí)受體電位通道(TRP)基因首次在黑腹果蠅突變體的光感受器中發(fā)現(xiàn)，因突變體果蠅的光感細(xì)胞對(duì)持續(xù)的光刺激只產(chǎn)生短暫性的胞內(nèi)Ca2+濃度的升高，故而得名。迄今為止，已在蠕蟲、哺乳類動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了多種TRP，根據(jù)氨基酸序列同源性的不同，TRP離子通道超家族可以分為7個(gè)亞族，分別為TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPP、TRPML、TRPN。而TRPC是TRP家族中非常重要的一類亞族，迄今為止在哺乳類動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)7種亞型。TRPC的氨基端含有3～4個(gè)重復(fù)的保守錨蛋白樣序列，它與細(xì)胞膜錨定有關(guān)，而羧基端與TRPC的自身調(diào)節(jié)有關(guān)。根據(jù)氨基酸序列的特異性和功能不同，可大致把TRPC分為4個(gè)亞類，即TRPC1、TRPC2、TRPC4/TRPC5、TRPC3/TRPC6/TRPC7。TRPC1、TRPC2、TRPC3、TRPC4、TRPC5、TRPC6、TRPC7因種屬不同，而存在較大差異。如TRPC3在小鼠心臟表達(dá)最高，其次為TRPC1與TRPC6，而TRPC7基本不表達(dá)，其余未檢測(cè)到表達(dá)。在人類心臟中表達(dá)最多的為TRPC1，其次為TRPC3、TRPC4和TRPC6[1]。

2TRPC激活方式與調(diào)控機(jī)制

TRPC的激活受到多種因素的調(diào)節(jié)，這其中包括了滲透壓、pH值、神經(jīng)內(nèi)分泌因子、外源性配體、機(jī)械力等，而被磷脂酶C(PLC)偶聯(lián)的膜受體激活則是其主要的激活途徑[2]；這一途徑可簡(jiǎn)單概括為內(nèi)、外源性信號(hào)分子和配體(血管緊張素Ⅱ、兒茶酚胺等)，分別作用于G蛋白偶聯(lián)受體和受體絡(luò)氨酸激酶偶聯(lián)受體，激活PLCβ和PLCγ，從而激活PLC水解產(chǎn)生2個(gè)第二信使：1，2-二酰甘油(DAG)、1，4，5-三磷酸肌醇(IP3)[3]。IP3通過與IP3R的結(jié)合，使細(xì)胞肌漿網(wǎng)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放鈣，從而導(dǎo)致胞內(nèi)鈣庫(kù)的耗竭，隨后激活鈣庫(kù)操縱性鈣離子通道(SOC)，引起鈣庫(kù)操縱性Ca2+內(nèi)流(SOCE)，這種激活方式包括TRPC1、TRPC3、TRPC4、TRPC5、TRPC6；而DAG則直接激活ROC，引起受體操控性鈣內(nèi)流，包括了TRPC3、TRPC6、TRPC7。TRPC3/6具有雙重特性，在不同的條件下因表達(dá)量的不同而表現(xiàn)不同的特性[4]。機(jī)械張力可直接激活TRPC，這種通道稱為牽張敏感性鈣通道(SAC)，TRPC1和TRPC6具有這種特性[5]。TRPC被激活后引起持續(xù)的鈣內(nèi)流，從而激活CaN/NFAT通路，其下游的作用靶點(diǎn)為B型利鈉肽(BNP)和β-肌球蛋白重鏈(β-MHC)基因，BNP和β-MHC的高表達(dá)會(huì)導(dǎo)致心肌細(xì)胞肥大，凋亡增加。NFAT可使TRPC基因轉(zhuǎn)錄增加，進(jìn)而細(xì)胞膜上TRPC的表達(dá)量會(huì)正反饋的增加，這些增多的TRPC又會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)鈣離子的內(nèi)流，從而促使心肌細(xì)胞發(fā)生肥大、凋亡，造成不可逆的心臟舒張功能受損、心肌肥厚、心力衰竭。

3TRPC與心肌肥厚發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

3.1TRPC1Ohba等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在腹主動(dòng)脈結(jié)扎的大鼠心肌肥厚模型中，心臟TRPC1出現(xiàn)了顯著的高表達(dá)；進(jìn)一步在體外應(yīng)用內(nèi)皮素-1(ET-1)預(yù)處理大鼠心肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)BNP、心房利尿因子(ANF)和TRPC1的表達(dá)量增加。在體外培養(yǎng)的新生大鼠心肌細(xì)胞應(yīng)用基因沉默技術(shù)抑制大鼠心肌細(xì)胞TRPC1基因的轉(zhuǎn)錄及蛋白的表達(dá)，可以阻斷ET-1和血管緊張素Ⅱ誘發(fā)的心肌肥厚作用，而TRPC1的過表達(dá)可以明顯增加SOCE和激活NFAT[7]。Vindis等[8]發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用siRNA技術(shù)敲除TRPC1基因可以抑制NFAT的表達(dá)，進(jìn)而阻斷5-羥色胺2A誘發(fā)的心肌肥厚。這些文獻(xiàn)均表明，TRPC1在心肌細(xì)胞肥厚發(fā)生發(fā)展中起到重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，且這種作用是通過Ca2+內(nèi)流增加而起作用。TRPC1不僅參與了SOCs的構(gòu)成，并且也是SACs的重要組成部分[9]。NFAT是調(diào)節(jié)TRPC1表達(dá)的最重要的信號(hào)因子，且TRPC1與NFAT的表達(dá)相互形成一個(gè)正反饋機(jī)制，這在心肌肥厚的發(fā)生發(fā)展過程中起到了重要作用。TRPC1基因有可能與ANF、BNP一樣有胚胎基因的特性，Uehara等[10]的研究表明在正常成年大鼠TRPC1的表達(dá)是下調(diào)的，Hulot等[11]的研究亦有類似的發(fā)現(xiàn)。以上結(jié)果均提示TRPC1作為鈣內(nèi)流通道的重要組成部分，在心肌肥厚的發(fā)生中起到重要的作用。

3.2TRPC3Bush等[12]研究發(fā)現(xiàn)，3種大鼠心肌肥大模型(去甲腎上腺素刺激模型、自發(fā)性高血壓模型、胸主動(dòng)脈縮窄模型)大鼠心肌細(xì)胞的TRPC3均出現(xiàn)了高表達(dá)，并出現(xiàn)了心肌細(xì)胞體積增大、ANF及α-肌動(dòng)蛋白表達(dá)量上調(diào)，這種作用可以被TRPC阻滯劑(APB和BTP2)所阻斷，此種作用是通過NFAT信號(hào)通路所實(shí)現(xiàn)。但是在人心力衰竭心肌細(xì)胞中卻觀察到TRPC5表達(dá)的上調(diào)，而不是TRPC3，這可能與TPRC在人和鼠的亞型不同有關(guān)。Nakayama等[13]研究神經(jīng)內(nèi)分泌激素與壓力負(fù)荷刺激小鼠心肌細(xì)胞過表達(dá)TRPC3時(shí)發(fā)現(xiàn)，心肌組織中可探測(cè)到明顯增強(qiáng)的SOCE，而在野生小鼠未發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。而且發(fā)現(xiàn)過表達(dá)TRPC3的小鼠左心室舒張末期直徑增加，生存率顯著降低，這些改變均與TRPC3的過表達(dá)有關(guān)。過表達(dá)TRPC3的小鼠通過激活CaN/NFAT通路促進(jìn)心肌肥厚，且與CaNAβ有關(guān)，CaNAβ受抑制后，TRPC3誘導(dǎo)的心肌肥厚作用會(huì)明顯被抑制。故阻斷TRPC3的表達(dá)可以作為治療心肌肥厚的藥物作用靶點(diǎn)。

3.3TRPC6Onohara等[14]在體外通過AngⅡ誘導(dǎo)的新生大鼠心肌細(xì)胞肥大模型證明TRPC3/TRPC6表達(dá)均顯著上調(diào)，而敲除TRPC3或TRPC6基因中的任何一個(gè)，都會(huì)明顯抑制AngⅡ誘導(dǎo)的新生大鼠心肌細(xì)胞肥大效應(yīng)，在這一過程中PLC介導(dǎo)的DAG的生成增多有直接的激活作用。TRPC3與TPRC6均可直接受DAG的激活開放，TRPC3與TRPC6之間有協(xié)同關(guān)系。Kuwahara等[15]發(fā)現(xiàn)，TRPC6表達(dá)的程度與心肌細(xì)胞肥大密切相關(guān)，并且證實(shí)這種促進(jìn)心肌細(xì)胞肥大的效應(yīng)是由TRPC介導(dǎo)的Ca2+-NFAT信號(hào)通路所完成的。在CaN被持續(xù)激活后，小鼠的心肌細(xì)胞膜的TRPC6表達(dá)量會(huì)明顯增加；同時(shí)發(fā)現(xiàn)在人類心力衰竭的心肌細(xì)胞中，TRPC6亦出現(xiàn)了類似的過表達(dá)。Nishida等[16]發(fā)現(xiàn)，在用ET-1和AngⅡ刺激體外大鼠心肌細(xì)胞和心肌成纖維細(xì)胞時(shí)，可以顯著提高TRPC6表達(dá)水平，而且發(fā)現(xiàn)ET-1的這種作用是由Gα12/13(G-12家族蛋白的亞單位)所介導(dǎo)的，并且這種作用通過NFAT的持續(xù)激活。同時(shí)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用血小板凝結(jié)抑制劑后，可以顯著下調(diào)TRPC6的表達(dá)。與Onohara等[14]的研究結(jié)果不同，Seo等[17]在體外利用AngⅡ或ET-1刺激大鼠細(xì)胞時(shí)，發(fā)現(xiàn)通過基因敲除技術(shù)單獨(dú)抑制TRPC3或TRPC6基因轉(zhuǎn)錄及蛋白表達(dá)，并不能阻止心肌肥厚的發(fā)生，但進(jìn)一步用TRPC3/6特異性阻滯劑(GSK2332255B與GSK2833503A)預(yù)處理大鼠心肌細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)可以阻止心肌肥厚。提示我們TRPC3/6這一同源異構(gòu)體在心肌肥厚發(fā)生中的重要作用。

在心肌肥厚的發(fā)展過程中,TRPC起到了重要的橋梁作用，目前的研究主要圍繞抑制TRPC的表達(dá)或利用基因缺陷動(dòng)物模型來(lái)進(jìn)行，缺乏足夠的人體試驗(yàn)，并且各類阻滯劑不良反應(yīng)較大，缺乏特異性的靶器官阻滯劑，每一個(gè)通道的具體作用及其相互關(guān)系仍不十分清楚。但可以明確的是TRPC與心肌肥厚有明顯的相關(guān)性，阻斷或抑制其表達(dá)，能顯著改善心肌肥厚的發(fā)展過程，故TRPC阻滯劑有望成為新的一類鈣通道阻滯劑。這為臨床上治療各種原因?qū)е碌牟±硇孕募》屎裉峁┝诵碌乃悸泛透深A(yù)靶點(diǎn)。

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(收稿日期:2014-11-02)

通信作者：李雷

基金項(xiàng)目：徐州市科技基金資助項(xiàng)目(KC14SH110)。

中圖分類號(hào)：R446.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-266X(2015)11-0092-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.11.038