呂小斌， 羅和生

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，湖北 武漢 430060

TRP通道涉及多種生理功能，范圍從感覺(jué)(信息素信號(hào)傳導(dǎo)，視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)傳導(dǎo)，傷害感受和溫度感覺(jué))到運(yùn)動(dòng)(肌肉收縮和血管舒縮控制)。此外，TRP通道是調(diào)節(jié)腸蠕動(dòng)，礦物質(zhì)吸收，血液循環(huán)，膀胱和氣道超敏反應(yīng)，體液平衡，細(xì)胞生長(zhǎng)和存活的主要參與者[1]。近年來(lái)，癌癥與TRP通道間的關(guān)系一直是研究的熱點(diǎn)。越來(lái)越多的研究表明，TRP通道可通過(guò)Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)功能障礙干擾關(guān)鍵的癌癥信號(hào)傳導(dǎo)途徑，從而引起癌細(xì)胞增殖、凋亡、基因轉(zhuǎn)錄、血管生成[2-4]。其中，消化系統(tǒng)腫瘤更是研究熱門(mén)，許多阻斷或干擾TRP通道的藥物試驗(yàn)已在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展。

1 TRP通道概述

TRP通道包括28個(gè)家族成員，在哺乳動(dòng)物中構(gòu)成6個(gè)亞族：標(biāo)準(zhǔn)型(canonical，TRPC1～7)(其中TRPC2在人和猿猴中不表達(dá))、香草家族(vanilloid，TRPV1～6)、褪黑素家族(melastatin，TRPM1～8)、多囊藻家族(polycystin，TRPP1～3)、黏蛋白家族(mucolipin，TRPML1～3)、錨蛋白型(ankyrin，TRPA1)。通常，TRP蛋白以6個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域多肽亞基的形式存在于質(zhì)膜中，需要4個(gè)亞基才能將同型或異型寡聚孔組裝成功能性通道[5]。除對(duì)Ca2+具有特異性的TRPV5和TRPV6以及對(duì)一價(jià)陽(yáng)離子具有高度選擇性的TRPM4和TRPM5之外，TRP通道可滲透一價(jià)和二價(jià)離子。

許多疾病與TRP通道功能障礙有關(guān)，例如異常表達(dá)水平，細(xì)胞重定位或突變，表明其在體內(nèi)穩(wěn)態(tài)和疾病中的重要作用[6]。與消化系統(tǒng)腫瘤相關(guān)的TRP通道主要有TRPC1、TRPC5、TRPC6、TRPV1、TRPM2、TRPM6、TRPM7、TRPM8。

2 TRP通道配體

目前，TRP通道配體只是部分已知，盡管它們僅充當(dāng)外源配體的多峰信號(hào)整合劑[7]。G蛋白偶聯(lián)受體(G q/11；與PLCβ相連)和酪氨酸激酶受體(與PLCγ相連)增強(qiáng)了大多數(shù)TRP通道的信號(hào)傳導(dǎo)和功能。磷脂酰肌醇信號(hào)通路的元素(特別是PIP2)，可以調(diào)節(jié)TRP通道。另外，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加并調(diào)控所有TRP通道活性[8]。

3 TRP通道與消化系統(tǒng)腫瘤

3.1 TRP通道與食管癌食管癌是惡性腫瘤，在全世界消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率中排名第四[9]。在中國(guó)，食管癌在消化系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)病率中排名第二，在死亡率中排名第三[10]。目前，食管癌的發(fā)病率不斷上升，但食管癌的潛在機(jī)制仍然未知。TRP是非選擇性陽(yáng)離子通道，已經(jīng)證實(shí)TRP通道在多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展中起關(guān)鍵作用。其中與食管相關(guān)的主要有TRPC6、TRPM7、TRPM8。Ding等[11]已證實(shí)了TRPC6通道在食管鱗狀細(xì)胞癌(esophageal squamous cell carcinoma，ESCC)中高度表達(dá)，抑制TRPC6通道可抑制癌細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)G2/M期阻滯。

最近的一項(xiàng)研究[12]表明，TRPM7在食管癌組織和細(xì)胞系中顯示出顯著較高的水平，但TRPM7敲低有助于食管癌細(xì)胞的遷移和侵襲。ESCC中TRPM7的表達(dá)是術(shù)后生存良好的獨(dú)立預(yù)后因素，而TRPV6下調(diào)與男性患者3年疾病特異性生存較差相關(guān)[13]。

Lan等[14]的研究表明，TRPM8能促進(jìn)食管癌細(xì)胞的增殖，TRPM8過(guò)表達(dá)和TRPM8激動(dòng)劑可降低CD8+T細(xì)胞對(duì)癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用，而TRPM8拮抗劑可導(dǎo)致食管癌細(xì)胞的凋亡率顯著提高。腫瘤細(xì)胞表達(dá)的細(xì)胞程序性死亡配體1(programmed death ligand 1，PD-L1)是腫瘤細(xì)胞逃避被CD8+T細(xì)胞殺死的關(guān)鍵介質(zhì)[15]。Lan等[15]研究進(jìn)一步證實(shí)了活化的T細(xì)胞3途徑的鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶核因子(calcineurin-nuclear factor of activated T cells 3，NFATc3)有助于TRPM8過(guò)表達(dá)和TRPM8激動(dòng)劑能通過(guò)TRPM8-鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶-NFATc3信號(hào)通路調(diào)控食管癌PD-L1的表達(dá)，這可能導(dǎo)致癌細(xì)胞免疫逃避。這些發(fā)現(xiàn)揭示了TRP通道在食管癌發(fā)病機(jī)理中的關(guān)鍵作用。

3.2 TRP通道與胃癌胃癌仍是腫瘤學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)挑戰(zhàn)，它在全球惡性腫瘤發(fā)病率中排第五，是癌癥的第三大死亡原因[9]。其中中國(guó)是受影響最嚴(yán)重的國(guó)家，占全球發(fā)病的42.6%，占所有胃癌相關(guān)死亡的45%[16]。考慮到當(dāng)前抗癌藥物的療效差，對(duì)化療藥物的耐藥性增加以及晚期患者缺乏治療選擇，開(kāi)發(fā)新型有效的治療方法至關(guān)重要。在過(guò)去的10年中，TRP通道在癌癥靶向治療領(lǐng)域中獲得了相當(dāng)大的關(guān)注。其中與胃癌相關(guān)的有TRPM2、TRPM7、TRPC6。有研究[17]表明，TRPM2對(duì)于癌細(xì)胞的生存至關(guān)重要，但確切的機(jī)制仍不清楚。Almasi等[18]研究表明，TRPM2在胃癌細(xì)胞中功能性表達(dá)并充當(dāng)陽(yáng)離子通道。TRPM2通過(guò)c-Jun N末端激酶(JNK)依賴性和雷帕霉素(Rapamycin)非依賴性途徑的機(jī)制靶標(biāo)調(diào)節(jié)自噬。缺少TRPM2通道會(huì)下調(diào)JNK信號(hào)通路，并損傷自噬能力，最終導(dǎo)致受損線粒體的積累和胃癌細(xì)胞的死亡。另一項(xiàng)研究[19]證明，TRPM2能通過(guò)調(diào)控PTEN/Akt通路介導(dǎo)的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)換(epithelial-mesenchymal transition，EMT)促進(jìn)胃癌遷移、侵襲、腫瘤生長(zhǎng)。

TRPM7通道已被證明是人類(lèi)胃腺癌細(xì)胞生長(zhǎng)和存活的主要參與者。Kim等[20]注意到TRPM7信使RNA和蛋白質(zhì)在胃癌細(xì)胞AGS中大量表達(dá)，胃癌細(xì)胞AGS是人類(lèi)胃腺癌細(xì)胞最常用的細(xì)胞系，用La3+和氨基乙氧基二硼酸鹽(aminoethoxydiphenyl borate，2-APB)阻斷TRPM7通道或用siRNA沉默TRPM7表達(dá)時(shí)，癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活明顯受到抑制。Kim等[20]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，人參皂苷Rg3可通過(guò)阻斷TRPM7通道活性來(lái)抑制胃癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活。

有研究[21]表明，TRPC6在肝、食管、胃腫瘤中顯示過(guò)表達(dá)，而其在相應(yīng)正常組織中含量極低或無(wú)法檢測(cè)。Ding等[22]研究顯示，吡唑并[1，5-a]嘧啶(Pyrazolo [1, 5-a] pyrimidine)及其化合物[特異性抑制TRPC3/6/7(TRPC6>TRPC7>TRPC3，對(duì)其他通道無(wú)影響)]在小鼠移植模型中抑制了胃癌細(xì)胞AGS和MKN45的增殖以及胃腫瘤的生長(zhǎng)。以上研究證明TRP通道可作為腫瘤治療的新靶點(diǎn)。

3.3 TRP通道與結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)

CRC是一種極具破壞性的癌癥，在中國(guó)惡性腫瘤發(fā)病率中排第三，其在癌癥相關(guān)死亡率中排第五。因此，了解腫瘤遷移、侵襲、轉(zhuǎn)移背后的機(jī)制對(duì)于尋找有助于降低相關(guān)死亡率的藥物至關(guān)重要。TRP家族一直是研究的熱點(diǎn)[23]。Perez-Riesgo等[24]通過(guò)下一代測(cè)序(RNA-seq)發(fā)現(xiàn)，在正?；蚰[瘤結(jié)腸細(xì)胞中，27種TRP內(nèi)僅有11種表達(dá)。此外，只有6個(gè)顯示差異表達(dá)(TRPC1、TRPV6、TRPM5、TRPML2、TRPP2、TRPA1)。其中TRPM5和TRPML2在癌細(xì)胞中表達(dá)顯著降低，TRPP2和TRPA1只在正常結(jié)腸細(xì)胞中表達(dá)。TRPC1在結(jié)腸癌中表達(dá)稍增加，但差異不明顯，TRPV6是CRC細(xì)胞中唯一顯著增加的TRP通道。然而更多的研究[25-26]表明，TRPC1在CRC中的表達(dá)顯著上調(diào)，其表達(dá)可促進(jìn)轉(zhuǎn)移，同時(shí)與預(yù)后不良相關(guān)。

另一項(xiàng)研究[27]表明，TRPM2在CRC細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，TRPM6表達(dá)顯著降低，且TRPM2與TRMP7呈負(fù)相關(guān)。實(shí)際上，TRPM6和TRPM7與正常結(jié)腸上皮細(xì)胞中Mg2+的吸收有關(guān)。在阿霉素耐藥的結(jié)腸癌細(xì)胞中可發(fā)現(xiàn)TRPM6和TRPM7水平較低。這說(shuō)明Mg2+穩(wěn)態(tài)可能在CRC的惡性轉(zhuǎn)化過(guò)程中失衡。TRPM2可被胞質(zhì)二磷酸腺苷核糖(ADP-ribose)和胞質(zhì)Ca2+激活。此外，TRPM2的激活還誘導(dǎo)了轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，例如缺氧誘導(dǎo)因子1α(hypoxia-inducible factor 1 alpha，HIF1α)和核因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor-E2-related factor 2,Nrf-2)[28]。這些因子與CRC細(xì)胞的增殖、存活、化學(xué)抗性有關(guān)。這些說(shuō)明了CRC惡性轉(zhuǎn)化過(guò)程中可誘導(dǎo)TRPM2表達(dá)。

迄今為止，TRPV1和TRPV6已被公認(rèn)與CRC致癌作用有關(guān)。有研究[29]發(fā)現(xiàn)，TRPV6在SW480大腸癌細(xì)胞系和結(jié)腸癌中的過(guò)表達(dá)與惡性細(xì)胞增殖的增強(qiáng)有關(guān)。TRPV1能通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)抑制表皮生長(zhǎng)因子受體(epidermal growth factor receptor，EGFR)信號(hào)傳導(dǎo)，從而抑制腸道腫瘤發(fā)生[30]。首先，通過(guò)EGFR信號(hào)傳導(dǎo)增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞中TRPV1的細(xì)胞內(nèi)激活。這導(dǎo)致磷脂酶Coγ-1(phospholipase Cγ-1，PLCγ-1)的活化和膜脂質(zhì)磷脂酰肌醇-4，5-雙磷酸酯(PIP2)的水解，隨后由于TRPV1離子通道的打開(kāi)而導(dǎo)致Ca2+流入。同時(shí)，通過(guò)Ca2+引發(fā)了負(fù)反饋回路[通過(guò)鈣蛋白酶和蛋白酪氨酸磷酸酶(非受體1型)(protein tyrosine phosphatase， non-receptor type 1，PTP1B)]，緊接著逆轉(zhuǎn)EGFR磷酸化，從而抑制其致癌和增生性下游效應(yīng)子途徑。后者包括STAT3、ERK1/2、PI3K途徑等。

TRPC5與CRC的增殖、轉(zhuǎn)移、耐藥相關(guān)。P糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)是一種ATP依賴性膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，在癌細(xì)胞中的高表達(dá)被認(rèn)為是多藥耐藥和化療失敗的主要原因。Wang等[31]證明，TRPC5在誘導(dǎo)P-gp介導(dǎo)的CRC細(xì)胞對(duì)5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil)的耐藥中至關(guān)重要，潛在機(jī)制涉及由TRPC5觸發(fā)的[Ca2+]i的增加促進(jìn)β-catenin向核內(nèi)的移位。Chen等[32]發(fā)現(xiàn)，TRCP5高表達(dá)的CRC患者無(wú)病生存率和總體生存率均顯著降低，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了TRCP5能通過(guò)Ca2+/Wnt5a信號(hào)通路調(diào)節(jié)癌細(xì)胞分化的功能。

3.4 TRP通道與肝癌肝細(xì)胞癌(HCC)是最常見(jiàn)的原發(fā)性肝癌類(lèi)型，也是全球與癌癥相關(guān)死亡的第二大主要原因，與預(yù)后差，有效的療法少以及對(duì)化療和放療的抵抗相關(guān)。盡管肝癌發(fā)病率不斷增加，目前為止卻只有一個(gè)小分子藥物多吉美(Sorafenib)被批準(zhǔn)用于晚期肝癌的治療。TRP通道是近年研究的熱點(diǎn)[33-35]。目前為止已證實(shí)與HCC相關(guān)的TRP通道有TRPC1、TRPC6、TRPV6。Selli等[36]研究發(fā)現(xiàn)，沉默TRPC1可抑制細(xì)胞增殖，而不會(huì)影響Huh7(人類(lèi)肝癌細(xì)胞系)細(xì)胞中的遷移，提示TRPC1在肝癌細(xì)胞增殖中的調(diào)節(jié)作用。有研究[37]表明，肝癌組織中TRPC6和Na+/Ca2+交換子1(NCX1)的表達(dá)均顯著增加，并且它們的表達(dá)水平與患者肝癌的進(jìn)展呈正相關(guān)，TGF-β刺激TRPC6和NCX1表達(dá)上調(diào)，同時(shí)誘導(dǎo)TRPC6/NCX1復(fù)合物形成。該復(fù)合物介導(dǎo)TGF-β對(duì)HCC的遷移、侵襲、肝內(nèi)轉(zhuǎn)移，暗示TRPC6和NCX1可作為肝癌治療的潛在靶標(biāo)。

Anand等[38]研究發(fā)現(xiàn)，TRPC6和TRPV6是1MEA(肝癌)細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的主要通道。同時(shí)發(fā)現(xiàn)替貝利蝸牛毒肽(Terebra variegata，Tv1)可選擇性抑制小鼠HCC細(xì)胞的增殖，并顯著降低Tv1處理的同系荷瘤小鼠的腫瘤大小。Tv1的作用機(jī)制涉及與過(guò)表達(dá)的TRP通道結(jié)合，從而導(dǎo)致由環(huán)氧化酶2(COX-2)下調(diào)引起的鈣依賴性細(xì)胞凋亡。有研究[39]表明，TRPC6通道通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)和STAT3的激活誘導(dǎo)EMT，而EMT造成HCC對(duì)阿霉素耐藥。在HCC異種移植模型中,相對(duì)于對(duì)照，TRPC6沉默導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢且對(duì)阿霉素的靈敏性更高。綜上所述,肝癌中靶向TRPC6可能是一種新穎的抗腫瘤療法，尤其是與化學(xué)療法聯(lián)合使用時(shí)。

另一項(xiàng)研究[40]表明，與正常肝細(xì)胞和心臟細(xì)胞不同，小鼠肝細(xì)胞癌(BNL1 ME)表達(dá)離子通道TRPV2。激活并打開(kāi)TRPV2通道時(shí)促進(jìn)了阿霉素進(jìn)入BNL1 ME細(xì)胞，導(dǎo)致其在BNL1 ME細(xì)胞中大量積累。當(dāng)阿霉素與TRPV2激活劑共同應(yīng)用時(shí)，亞有效劑量的阿霉素(不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡)變得有效且足以終止BNL1 ME細(xì)胞的增殖并誘導(dǎo)BNL1 ME細(xì)胞死亡。從而證明了大麻二酚類(lèi)(either cannabidiol，ECBD)或2-APB可促進(jìn)阿霉素進(jìn)入癌細(xì)胞，并使其脫靶作用最小化，同時(shí)極大地減少了化療藥物的不良反應(yīng)。

3.5 TRP通道與胰腺癌胰腺癌的預(yù)后不良，因?yàn)樗M(jìn)展迅速、早期轉(zhuǎn)移，且胰腺癌患者通常在放療和化療過(guò)程中獲得多藥耐藥性?；谏鲜鲈颍认侔┗颊叩?年生存率僅6%。因此，現(xiàn)迫切需要有助于胰腺癌患者個(gè)性化治療并幫助其實(shí)現(xiàn)化學(xué)靈敏性的生物標(biāo)志物。根據(jù)以前的研究，胰腺癌的發(fā)展可能受多種致癌和腫瘤抑制因子的影響，其詳細(xì)功能和作為治療靶標(biāo)的臨床用途尚不清楚。在這些因素中，離子通道，TRP家族成員廣泛參與了惡性腫瘤的進(jìn)展。但TRP在胰腺癌中的確切作用仍不清楚?，F(xiàn)已證實(shí)與胰腺癌相關(guān)的TRP通道有TRPM2、TRPM7、TRPM8、TRPV6。

參與胰腺癌的主要TRPM通道是TRPM7。TRPM7蛋白表達(dá)與原發(fā)腫瘤的大小和惡性胰腺腫瘤的分期相關(guān)，并且在轉(zhuǎn)移性腫瘤和原發(fā)性轉(zhuǎn)移性腫瘤中的表達(dá)水平高于正常組織，其沉默降低了其侵襲能力[41]。有研究[42]表明，TRPM7在胰腺導(dǎo)管腺癌中(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)也過(guò)表達(dá)，其中原發(fā)性腫瘤中較高的TRPM7水平與較高的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移相關(guān)。TRPM7通過(guò)調(diào)節(jié)蛋白水解軸Hsp90α/uPA/MMP-2途徑增加PDAC細(xì)胞的侵襲。

與對(duì)照組相比，TRPM2與患者生存率也呈負(fù)相關(guān)。實(shí)際上，TRPM2在癌組織中表達(dá)越多，PDAC患者顯示的生存時(shí)間越短。已經(jīng)表明TRPM2的過(guò)表達(dá)與細(xì)胞增殖能力和侵襲能力的增加有關(guān)[43]。

TRPM8是胰腺癌細(xì)胞增殖和侵襲所必需的，并且與胰腺癌靶向藥物吉西他濱靈敏性密切相關(guān)[44]。在胰腺癌細(xì)胞系中，TRCN8 RNA干擾介導(dǎo)的沉默后，癌細(xì)胞對(duì)吉西他濱的靈敏性增加，而增殖和侵襲被抑制。基于吉西他濱的化療中TRPM8的機(jī)制是多藥耐藥相關(guān)蛋白(如P-gp)對(duì)TRPM8沉默反應(yīng)的表達(dá)和活性降低的結(jié)果。此外，TRPM8基因敲低顯著提高了人類(lèi)平衡核苷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1的蛋白水平和Bax/Bcl-2促凋亡率，同時(shí)降低了核糖核苷酸還原酶M1蛋白水平。

Song等[45]研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌中TRPV6通道蛋白水平升高與患者預(yù)后不佳相關(guān)，其生存期降低。用siRNA減少胰腺細(xì)胞系中TRPV6蛋白的產(chǎn)生，可減少增殖和侵襲，并可引發(fā)細(xì)胞凋亡和細(xì)胞周期阻滯。在一項(xiàng)TRPV6活性肽抑制劑的I期臨床試驗(yàn)中，2例患有晚期胰腺癌的患者顯示出腫瘤減小，其中1例患者的胰腺癌生物標(biāo)志物CA19-9減少了55%[46]。在這項(xiàng)研究的23例患者中，經(jīng)過(guò)2個(gè)療程的治療后病情穩(wěn)定，未發(fā)生與藥物相關(guān)的嚴(yán)重不良事件。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

TRP離子通道家族致腫瘤機(jī)制尚未完全明確，其可通過(guò)改變Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)干擾關(guān)鍵的癌癥信號(hào)傳導(dǎo)通路，從而導(dǎo)致腫瘤的形成、增殖、凋亡、轉(zhuǎn)移。其與食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌、肝癌、胰腺癌的關(guān)系密切，雖然具體機(jī)制仍未明確。TRP家族是腫瘤治療的潛在靶點(diǎn)，其通路的抑制或激活可調(diào)控腫瘤凋亡、增殖、轉(zhuǎn)移，同時(shí)可減少腫瘤對(duì)化療的抵抗和藥物毒副作用。相信隨著研究的進(jìn)一步展開(kāi)，對(duì)TRP家族的進(jìn)一步了解，可為癌癥患者提供更佳的治療策略，從而改善患者預(yù)后。