李向冀， 肖萌萌， 羅成華*

(1)北京大學(xué)國際醫(yī)院腹膜后腫瘤外科， 北京 102200；2)首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院消化分中心 國家消化系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心 消化疾病癌前病變北京市重點實驗室 北京消化中心， 北京 100050)

瞬時受體電位(transient receptor potential, TRP)通道是一類參與維持人機體眾多的正常生理功能的離子通道超家族[1][2]。根據(jù)現(xiàn)有研究，將瞬時受體電位超家族分為7類亞族：TRPC、TRPM、TRPV、TRPA、TRPP、TRPML和TRPN[3]。其中，TRPM亞族在調(diào)節(jié)細胞的增殖和存活中發(fā)揮重要的作用[4]。尤其是TRPM亞族的第2個成員TRPM2，除在人體不同正常細胞中廣泛表達[5][6]，還在神經(jīng)母細胞瘤[7][9]、舌/喉鱗狀細胞癌[10][11]、乳腺癌[12][14]、胃癌[15][18]、胰腺癌[19]、前列腺癌[20]、膀胱癌[21]和T細胞白血病[22]等多種惡性腫瘤細胞中高表達。但具體上調(diào)的分子機制仍不清楚，而且由于TRPM2功能的復(fù)雜性，在不同惡性腫瘤中其生物學(xué)作用也不盡相同。

1 瞬時受體電位2的分子結(jié)構(gòu)與激活

人類TRPM2基因位于21號染色體q22.3上，由32個外顯子組成，跨度約90 kb，其轉(zhuǎn)錄本為6.5 kb(Fig. 1A)，編碼1個由1 503個氨基酸組成具有三層結(jié)構(gòu)的四聚體蛋白質(zhì)，分子質(zhì)量170 kD[23](Fig. 1B)。與TRPM家族中其他蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，其底層由C-端NUDT9H，N-端MHR1/2和MHR3結(jié)構(gòu)域，以及極端螺旋組成；中間層由MHR4結(jié)構(gòu)域和蛋白質(zhì)螺旋組成；頂層由S1至S6等6個跨膜螺旋，TRP螺旋及TRPH1結(jié)構(gòu)域組成[24](Fig. 1C)。其中，頂層S5和S6之間形成了Ca2+環(huán)形通道，底層的NUDT9H結(jié)構(gòu)域，也稱為腺苷二磷酸核糖(adenosine diphosphate ribose, ADPR)結(jié)構(gòu)域，主要與ADPR結(jié)合激活自身通道[25]。此外，N-端結(jié)合鈣調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)(calmodulin, CaM)的IQ樣基序在通道的激活上發(fā)揮正調(diào)節(jié)作用[26]。

Fig.1 Chromosome localization, transcription, translation of TRPM2 gene and protein structure of TRPM2 (A) Chromosomal localization of the TRPM2 gene and its transcript length (6.5kb). (B) Transcription and translation of the TRPM2 gene. (C) The complex structure of TRPM2 protein is composed of bottom layer, middle layer, and upper layer. The bottom layer contains NUDT9H, MHR1/2, and MHR3 domains, the middle layer contains MRH4 domains, and the upper layer contains TRP helices, S1-S6 and TRPH1 domains

TRPM2蛋白行使調(diào)節(jié)功能主要依賴于構(gòu)成其本身的亞基單位。亞基單位的不同或者缺失會造成蛋白質(zhì)功能的差異。隨著研究的深入，部分TRPM2生理剪切變異體被識別，包括：長亞型瞬時受體電位通道M2(full length transient receptor potential channel melastatin 2, TRPM2-L)，短亞型瞬時受體電位通道M2(short transient receptor potential channel melastatin 2, TRPM2-S)[27]，N-端缺少外顯子11的瞬時受體電位通道M2(N-terminal truncation of transient receptor potential channel melastatin 2 lacking exon 11, TRPM2-ΔN)[28]、C-端缺少外顯子27的瞬時受體電位通道M2(C-terminal truncation of transient receptor potential channel melastatin 2 lacking exon 27, TRPM2-ΔC)[28]和腫瘤富集瞬時受體電位通道M2(tumor-enriched transient receptor potential channel melastatin 2, TRPM2-TE)[29]。TRPM2-S是由845個殘基構(gòu)成的短異構(gòu)體，缺少4個跨膜結(jié)構(gòu)域以及整個C-端和Ca2+孔，能抑制TRPM2-L的功能[27][30]。TRPM2-TE是從黑色素瘤中鑒定出的抑癌基因，由TRPM2 的C-端184或218個氨基酸構(gòu)成，可以保護腫瘤細胞免于凋亡[29]。TRPM2-S和其他剪接變異體被認為通過參與異二聚體形成，以及改變離子滲透性所需的TRPM2四聚體的三級結(jié)構(gòu)來影響通道功能。

依據(jù)目前文獻報道，腫瘤壞死因子α、淀粉樣β肽、過氧化氫和伴刀豆球蛋白A是常見的激活TRPM2的細胞外氧化應(yīng)激信號[28][31]。這些細胞外信號通過激活聚ADPR聚合酶(poly ADPR polymerase, PARP)，或聚ADPR糖水解酶(poly ADPR glycohydrolase, PARG)或直接作用于線粒體[32]，引起胞內(nèi)產(chǎn)生大量的ADPR，隨后ADPR與NUDT9-H結(jié)構(gòu)域結(jié)合使通道開放，促使Ca2+內(nèi)流[33]。同時，內(nèi)流的Ca2+與IQ樣基序結(jié)合，為TRPM2離子通道的激活和Ca2+內(nèi)流提供正反饋調(diào)節(jié)[34]。最近，哈佛醫(yī)學(xué)院科研人員通過冷凍電鏡技術(shù)，對3種不同結(jié)合態(tài)的TRPM2蛋白質(zhì)進行了結(jié)構(gòu)分析，包括：非結(jié)合態(tài)TRPM2、與ADPR結(jié)合態(tài)的TRPM2以及與ADRP和Ca2+共價結(jié)合態(tài)的TRPM2，首次闡明了TRPM2通道激活的分子過程。研究認為，非結(jié)合態(tài)TRPM2上的NUDT9H結(jié)構(gòu)域能感測ADPR，在結(jié)合ADPR后，NUDT9H和MHR1/2結(jié)構(gòu)域之間發(fā)生27°剛體轉(zhuǎn)動，破壞了NUDT9H和MHR間的反式相互作用并引導(dǎo)通道開放。ADPR和Ca2+與TRPM2結(jié)合后，使細胞質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域發(fā)生15°轉(zhuǎn)動，并伴隨TRP螺旋傾斜和S6激活螺旋扭轉(zhuǎn)，最終打開通道[24]。

此外，少量研究顯示，胞內(nèi)和胞外Ca2+的缺乏以及酸性環(huán)境會導(dǎo)致ADPR無法激活TRPM2通道，并且TRPM2通道的激活還與膜磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate, PIP2)和溫度有著密切的關(guān)系[35][36]。

2 瞬時受體電位通道M2在氧化應(yīng)激中的作用

細胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)產(chǎn)生和抗氧化水平間失衡是引起氧化應(yīng)激的根本原因。胞內(nèi)ROS主要來源于線粒體氧化反應(yīng)時電子鏈的傳遞過程。低水平的ROS可以調(diào)節(jié)細胞存活和代謝途徑，促進細胞增殖。但隨著ROS水平的升高，細胞內(nèi)蛋白質(zhì)、活性酶、脂質(zhì)的過氧化和DNA的突變會激活細胞的壞死和凋亡途徑[37]。

人體中許多病理性氧化應(yīng)激都有TRPM2的參與[38][39]。早期研究認為，細胞外氧化應(yīng)激信號激活TRPM2通道，使細胞內(nèi)Ca2+或Zn2+過載從而導(dǎo)致細胞死亡。在此經(jīng)典模式中，TRPM2主要發(fā)揮負性調(diào)節(jié)作用[40][41]。然而，最近一些研究表明，通過TRPM2介導(dǎo)的鈣調(diào)節(jié)也發(fā)揮保護作用。Miller等[39]研究表明，經(jīng)TRPM2內(nèi)流的陽離子會引起質(zhì)膜的去極化，減少吞噬細胞中NOX介導(dǎo)的ROS產(chǎn)生，從而防止內(nèi)毒素誘導(dǎo)的肺部炎癥。Hoffman等[42]與Miller等[43][44]發(fā)現(xiàn)，TRPM2會使野生型小鼠心血管免于缺血/再灌注損傷。當特異性敲除Trpm2基因，小鼠心肌細胞線粒體功能出現(xiàn)障礙，細胞內(nèi)ROS濃度顯著升高。

總之，TRPM2通道很可能在機體的病理性應(yīng)激中發(fā)揮雙重作用，而具體的作用類型取決于應(yīng)激原和不同組織中TRPM2的生物學(xué)功能，但遺憾的是現(xiàn)有的研究未能揭示造成兩者差異的分子機制。

3 瞬時受體電位通道M2在惡性腫瘤中的作用

3.1 神經(jīng)母細胞瘤

TRPM2在神經(jīng)母細胞瘤的增殖和化療抵抗兩方面充當著重要角色。最初，在神經(jīng)母細胞瘤中鑒定出兩種功能相反的TRPM2亞型：TRPM2-L和TRPM2-S。由于TRPM2-S具有負顯性作用，所以當兩者共表達時，L亞型被抑制，TRPM2功能呈現(xiàn)失活狀態(tài)。研究顯示[7][9]，以S亞型表達為主的神經(jīng)母細胞瘤細胞系面對氧化應(yīng)激時Ca2+內(nèi)流減少，細胞內(nèi)低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor-1/2, HIF-1/2α)的水平降低，一方面直接下調(diào)了胞質(zhì)內(nèi)叉頭框蛋白質(zhì)O3(forkhead box O3, FOXO3)和超氧化物歧化酶2(superoxide dismutase 2, SOD2)的水平，活性氧清除受阻。另一方面間接抑制了線粒體相關(guān)蛋白質(zhì)包括：乳酸脫氫酶A(lactate dehydrogenase A, LDHA)[45]、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)[46]、BCL2相互作用蛋白質(zhì)3(BCL2 interacting protein 3, BNIP3)[47]、NDUFA4線粒體復(fù)合體類似物2 (NDUFA4 mitochondrial complex associated like 2, NDUFA4L2)[48]以及細胞色素c氧化酶亞基4 (cytochrome c oxidase subunit 4.1/2, Cox 4.1/2)[49]的表達，線粒體功能喪失，氧化電子鏈被抑制，氧耗率(oxygen consumption rate, OCR)降低和ATP生成減少，大量ROS生成。同時，線粒體自噬功能降低，不能及時清除無效線粒體，加劇ROS的堆積，最終導(dǎo)致ROS生成遠大于清除，平衡失調(diào)，細胞存活能力下降(Fig. 2)。相同的結(jié)果也在CRISPR/Cas9敲除TRPM2的神經(jīng)母細胞瘤模型中觀察到[8][9]。當重新轉(zhuǎn)染野生型TRPM2并使其在TRPM2敲除的神經(jīng)母細胞瘤中正常表達時，觀察到衰竭腫瘤細胞的細胞活性、線粒體功能得到了恢復(fù)，細胞內(nèi)的ROS減少[9]。

為進一步探明TRPM2在神經(jīng)母細胞瘤中的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，富含脯氨酸的酪氨酸激酶2 (proline-rich tyrosine kinase 2, Pyk2)和cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein, CREB)被作為新的作用靶點進行檢測。Pyk2在許多惡性腫瘤中過表達，并且可以通過激活CREB促進腫瘤細胞的生存。CREB是一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，它參與調(diào)控腫瘤發(fā)生和細胞存活相關(guān)基因的表達，包括抗氧化反應(yīng)、線粒體代謝和自噬[9]。Pyk2和CREB都被證明能通過線粒體鈣單向轉(zhuǎn)運蛋白(mitochondrial calcium uniporter, MCU)調(diào)節(jié)線粒體的生物學(xué)功能。有研究表明，TRPM2能激活Pyk2[50]和Src[51]，并維持Pyk2和CREB的表達及磷酸化以及Src磷酸化。抑制TRPM2不僅降低了線粒體中p-Pyk2、p-Src、Pyk2和CREB表達，還降低了細胞核中p-Src、p-CREB和總CREB的表達，從而影響參與細胞存活和線粒體行使正常功能的基因表達。Src是Pyk2的激活因子，所以Pyk2/p-Pyk2表達的下降部分源于胞內(nèi)Src/p-Src濃度下調(diào)。CREB轉(zhuǎn)錄靶點MCU的表達受Pyk2磷酸化的調(diào)節(jié)，線粒體Ca2+攝取減少很可能是源于p-Pyk2水平的下降，進而使線粒體功能及其生物能量系統(tǒng)受損(Fig. 2A)。用野生型TRPM2對TRPM2敲除的神經(jīng)母細胞瘤細胞系進行挽救實驗，觀察到Pyk2和CREB的表達及磷酸化上調(diào)，細胞活性恢復(fù)，對阿霉素作用后的細胞系尤為顯著[9]。

通常，癌細胞為了免受活性氧損害，會增加其抗氧化能力。核因子相關(guān)因子-2(nuclear factor E2-related factor, Nrf2)調(diào)節(jié)著200多個基因的表達。其中，許多基因又調(diào)控著抗氧化反應(yīng)的酶或輔助因子的表達[52]。惡性腫瘤中Nrf2的高表達，誘導(dǎo)癌細胞產(chǎn)生大量抗氧化物質(zhì)[53]，從而保護細胞免受氧化應(yīng)激和細胞毒性化療的影響。最近，TRPM2的激活被證明在Nrf2表達的調(diào)節(jié)中發(fā)揮促進作用(B. Miller laboratory, unpublished data)。

綜上所述，這些研究結(jié)果表明，TRPM2介導(dǎo)的鈣調(diào)節(jié)在神經(jīng)母細胞瘤的增殖、線粒體功能、細胞生物能量系統(tǒng)和抗氧化性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

3.2 胃癌和胰腺癌

TRPM2與胃癌的生長、增殖、侵襲、遷移和凋亡密切相關(guān)。Almasi等[15]研究顯示，TRPM2下調(diào)的胃癌細胞線粒體自噬發(fā)生障礙，線粒體功能受損，OCR降低ATP生成減少，導(dǎo)致細胞增殖能力減弱凋亡率上升。有證據(jù)表明，TRPM2能顯著下調(diào)胃癌細胞磷酸化蛋白激酶B(phosphorylated protein kinase B, p-PKB)和磷酸化c-Jun氨基末端激酶(phosphorylated c-Jun N-terminal kinase, p-JNK)水平，但不影響磷酸化雷帕霉素靶蛋白(phosphorylated mechanistic target of rapamycin, p-mTOR)的表達，提示TRPM2介導(dǎo)的線粒體自噬很可能是通過對JNK信號通路調(diào)控[54]。此外，低表達TRPM2的胃癌細胞線粒體中COX4.1/2的表達也隨之降低，這也部分解釋了TRPM2對線粒體功能的影響。

TRPM2還會通過調(diào)節(jié)胃癌細胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)控PTEN/AKT信號通路，抑制上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)相關(guān)蛋白質(zhì)(E-鈣粘蛋白質(zhì)、N-鈣粘蛋白質(zhì)、snail和Twist)的表達，從而促進胃癌細胞的遷移和侵襲[18]。所以，靶向AKT藥物被認為是一種潛在且有效的抗癌藥，在臨床上具有巨大的應(yīng)用潛力。

依據(jù)最新的文獻報道，胃癌組織中TRPM2反義轉(zhuǎn)錄本(TRPM2 antisense RNA, TRPM2-AS)的上調(diào)與患者晚期病理分期和不良預(yù)后相關(guān)，沉默TRPM2-AS能顯著抑制胃癌細胞的增殖，遷移和放射抗性[55]。其內(nèi)在機制主要是TRPM2-AS能作為腫瘤抑制性微小RNA(micro RNA, miRNA) miR-612的miRNA分子篩或競爭性內(nèi)源性RNA(competitive endogenous RNA, ceRNA)，從而上調(diào)胰島素生長因子IImRNA結(jié)合蛋白(insulin-like growth factor 2 mRNA binding protein 1, IGF2BP1)和叉頭框蛋白質(zhì)M1(forkhead box protein M1, FOXM1)。其中IGF2BP1的上調(diào)會引起c-myc表達增加并促進胃癌細胞的進展，而FOXM1表達的增加則會促進胃癌細胞的抗放射性(Fig. 2B)。

此外，Lin等[56]表明，TRPM2基因在胰腺導(dǎo)管腺癌中高表達，且與此類患者的預(yù)后呈負相關(guān)關(guān)系。用siRNA敲低TRPM2后也觀察到PANC-1細胞系增殖、遷移和侵襲能力受到抑制，這很可能與TRPM2上調(diào)Toll樣受體7(toll-like receptor 7, TRL7)，含4個MBT結(jié)構(gòu)域的scm2(scm like with four MBT domains2, SFMBT2)，伽馬parvin(γ-parvin,PARVG)和NAD依賴性蛋白脫乙酰酶sirtune-6(NAD-dependent protein deacetylase sirtuin-6,SIRT6)4個基因相關(guān)。

總之，TRPM2可以參與多種信號通路的調(diào)節(jié)，從而調(diào)控著胃癌細胞和胰腺導(dǎo)管腺癌細胞的生物學(xué)行為。但仍需要更多的相關(guān)研究對上述結(jié)果進行驗證，因為在胃癌增殖、遷移和侵襲的研究中，所用的細胞系多是極具攻擊性且常見的，這些細胞不包括胃癌細胞的復(fù)雜性，不能作為所有胃癌細胞的代表，同時，Lin等的研究僅從生物信息分析和表型研究方面說明了TRPM2與胰腺導(dǎo)管腺癌的關(guān)聯(lián)，并未深入探索其潛在的分子機制。

3.3 前列腺癌

TRPM2的表達能促進前列腺癌細胞的增殖。有研究表明，前列腺癌組織和細胞系均顯著高表達TRPM2，當TRPM2被敲除后，觀察到前列腺癌細胞增殖顯著被抑制[20]。對癌細胞中TRPM2亞結(jié)構(gòu)分布進行分析，發(fā)現(xiàn)TRPM2簇聚表達于細胞核內(nèi)，很少表達于細胞膜和溶酶體膜[20]。但TRPM2這種差異表達及核TRPM2促進前列腺癌細胞增殖的分子機制尚不明確。

另有研究發(fā)現(xiàn)，TRPM2-AS在前列腺癌中同樣高表達，并且與患者的不良預(yù)后密切相關(guān)。抑制TRPM2-AS會引起TRPM2的上調(diào)，并誘導(dǎo)前列腺癌細胞的凋亡，同時細胞周期被阻滯[57][58](Fig. 2C)。這與先前報道的TRPM2上調(diào)促進前列腺癌細胞增殖的結(jié)果相矛盾。提示TRPM2在前列腺癌的發(fā)生發(fā)展中有著復(fù)雜的分子機制。

3.4 T淋巴細胞白血病

Klumpp等[22]研究表明，TRPM2在T白血病細胞上功能性表達，作為Ca2+通道調(diào)節(jié)胞內(nèi)外鈣水平。但這一功能在Bcl-2過表達的T白血病細胞中被放大，因為Bcl-2可能通過誘導(dǎo)較高的游離[Ca2+]i水平促進TRPM2的活性，且癌細胞不會陷入因Ca2+超載誘導(dǎo)線粒體超氧陰離子形成的危險中。同時，TRPM2通過激活鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶II(Ca2+/calmodulin dependent protein kinase II, CaMKII)，借以抑制細胞分裂周期25磷酸酶B(cell division cycle 25B, CDC25B)和周期蛋白依賴性蛋白激酶1(cyclin-dependent kinase 1, CDK1)的功能并誘導(dǎo)G2/M阻滯，阻止電離輻射中損傷的DNA進入M期，從而對腫瘤細胞發(fā)揮保護作用(Fig. 2D)。因此，Bcl-2在維持線粒體完整性和經(jīng)TRPM2介導(dǎo)的T白血病細胞的抗輻射治療中發(fā)揮正性作用[22]。

3.5 膀胱癌

組蛋白去乙?；?histone deacetylases, HDACs)參與多種實體惡性腫瘤的增殖和凋亡調(diào)節(jié)[59][60]。HDAC抑制劑(histone deacetylases inhibitor, HDACi)可誘導(dǎo)凋亡蛋白質(zhì)表達并下調(diào)存活信號通路，導(dǎo)致多種惡性腫瘤生長停滯并加速凋亡[61][62]。先前有研究已在多種癌細胞系中鑒定HDACi靶點，發(fā)現(xiàn)TRPM2在多個膀胱癌細胞系中被多種HDACi上調(diào)，提示TRPM2可能參與HDACi的細胞誘導(dǎo)過程[63]。進一步研究表明，HDACi誘導(dǎo)了膀胱癌細胞凋亡和TRPM2的上調(diào)，TRPM2的上調(diào)又增加了HDACi誘導(dǎo)的凋亡強度(Fig. 2E)，當敲除TRPM2后再對HDAC進行藥物抑制，觀察到癌細胞凋亡強度雖顯著減弱，但不會減弱至基礎(chǔ)水平，表明HDACi誘導(dǎo)的TRPM2過表達是HDACi誘導(dǎo)細胞凋亡的部分必要條件。

Fig.2 Possible molecular mechanisms and effects of TRPM2 involved in different malignant tumors (A) TRPM2 triggers elevated intracellular calcium ([Ca2+]i) levels upon activation in neuroblastoma cells, upregulates HIF-1/2α/FOXO3a/SOD2 signaling axis, reduces intracellular ROS levels and promotes cell survival. Inhibition of TRPM2 increases ROS, together with downregulation of p-Src/p-Pyk2/p-CREB signaling axis, suppression of MCU and decrease of mitochondrial calcium ([Ca2+]mi) influx. Inhibition of TRPM2 also downregulates expression of metabolism related proteins (NDUFA4L2, BNIP3, COX4.1/2) and electron chain proteins, ultimately leading to cell death upon mitochondrial dysfunctions induced by increasing ROS and decreasing ATP. (B) The activation of TRPM2 can inhibit the expression of PTEN and phosphorylate Akt and JNK in gastric cancer cells, promotes cell migration and invasion by increasing the expression of EMT related proteins (E-cadherin, N-cadherin, Twist, Snail), and enhances cell proliferation by increasing mitophagy (upregulation of ATGs and LC3A/BII). TRPM2-AS increases the expression of IGF2BP1 and FOXM1 through inhibiting miRNA-612 level, promoting cell activity and radioresistance. (C)TRPM2 is overexpressed in the nuclear of prostatic cancer cells and promotes cell proliferation through some potential molecular mechanisms. TRPM2-AS is also highly expressed in the prostatic cancer cells, down-regulation of TRPM2-AS can cause the increase of TRPM2, leading to cell cycle arrest and apoptosis. (D) TRPM2 is functionally expressed on T cell leukemia cells with Bcl-2-overexpression, and promotes CaMKII expression, then in turn downregulates CDC25B and CDK1, eventually leading to G2/M arrest and preventing DNA damaged by ionizing radiation from entering M phase. (E) HDACi promotes apoptosis of bladder cancer cells by acetylating HDAC. Meanwhile, using of HDACi caused TRPM2 expression upregulation and synergistically promotes HDACi induced apoptosis. (F) Activation of TRPM2 promotes the expression of mitochondrial metabolism related proteins (NDUFA4L2, BNIP3, COX4.1/2) in breast cancer (here ion channel is not primary function). Subsequently, SOD2 is up-regulated, ROS is decreased, and DNA integrity is protected. (G) Curcumin and Cisplatin promote the activation of TRPM2 calcium channel on laryngeal and tongue squamous cell carcinoma, causing mitochondrial calcium overload, mitochondrial membrane depolarization (MMD), and membrane lipid peroxidation (malondialdehyde, MDA), resulting the increase of ROS and the activation of caspase system, ultimately promoting cell apoptosis. (H) TRPM2 and TRPM2-AS are highly expressed in non-small cell lung cancer. TRPM2 knockout can increase ROS and RNS in lung cancer cells, leading to apoptosis and inhibiting EMT process, while TRPM2-AS can inhibit apoptosis by down-regulating SHC1

與之前闡述的惡性腫瘤中TRPM2下調(diào)抑制腫瘤細胞的生物學(xué)特性不同，用HDACi處理的膀胱癌細胞TRPM2上調(diào)并誘導(dǎo)了癌細胞的凋亡。這一機制很可能是TRPM2介導(dǎo)的胞內(nèi)Ca2+超載通過觸發(fā)典型的凋亡途徑，包括胱天蛋白酶(caspases)裂解和PARP的失活，使癌細胞死亡。

3.6 乳腺癌

TRPM2也集中表達于乳腺癌細胞的胞核上，且首要功能并非作為離子通道。Hopkins等[12]下調(diào)乳腺癌細胞TRPM2的表達，并予以氧化刺激(H2O2)，發(fā)現(xiàn)Ca2+內(nèi)流無明顯改變，但乳腺癌細胞DNA損害的水平比做同等處理的非癌乳腺細胞高出4倍，同時癌細胞的增殖能力明顯下降。提示TRPM2對乳腺癌細胞發(fā)揮重要的保護作用(Fig. 2F)，在某種程度上，它會最大限度地減少外界刺激對基因組DNA的損害。對TRPM2下調(diào)的乳腺癌進行阿霉素或DNA甲基化處理發(fā)現(xiàn)，DNA的損害程度進一步加劇，癌細胞死亡進一步增加，尤其是在三陰性和雌激素受體陽性的乳腺癌細胞中，表明抑制乳腺癌細胞TRPM2表達增加了其本身對化療的敏感性[12]。此外，研究認為，乳腺癌細胞的死亡并非由胱天蛋白酶非依賴性細胞死亡途徑介導(dǎo)[13][14]。雖然尚不清楚具體的調(diào)控機制，但從這些結(jié)果中可以獲益兩點：首先，TRPM2抑制有可能根除那些由于逃避凋亡而對化療耐藥的乳腺癌細胞。這個發(fā)現(xiàn)可能改善乳腺癌的化療抵抗效應(yīng)，以及未來乳腺癌患者的總體生存率和預(yù)后；其次，對TRPM2抑制誘導(dǎo)的細胞死亡途徑的研究應(yīng)該集中在其他壞死替代途徑上，而非凋亡。

先前有研究表明，TRPM2在心肌細胞的缺血再灌注損傷具有保護作用，原因是TRPM2促進心肌細胞線粒體生物學(xué)功能和電子傳遞的能力[44]。這雖然與TRPM2傳統(tǒng)的氧化應(yīng)激分子機制相反，卻能解釋TRPM2在乳腺癌細胞中的作用。但該研究未分析TRPM2在心肌亞細胞結(jié)構(gòu)中的分布，尤其是細胞核上的表達情況。所以后續(xù)研究者可以通過檢測乳腺癌線粒體功能和電子傳遞鏈相關(guān)蛋白質(zhì)，或mRNA以明確TRPM2下調(diào)后乳腺癌細胞線粒體的功能狀態(tài)，以及分析乳腺癌細胞亞結(jié)構(gòu)中TRPM2分布情況。

3.7 喉和舌鱗狀細胞癌

順鉑是最常見的用于治療喉鱗癌的化療藥物，通過增加癌細胞內(nèi)脂質(zhì)過氧化和線粒體膜去極化強度，使胞內(nèi)產(chǎn)生大量ROS，激活胱天蛋白酶凋亡系統(tǒng)，殺傷腫瘤細胞[64]，同時順鉑還能誘導(dǎo)喉癌細胞TRPM2表達上調(diào)，TRPM2的激活又加劇Ca2+內(nèi)流，引起胞內(nèi)Ca2+超載，導(dǎo)致ROS進一步增多。然而，喉癌細胞的耐藥性減緩了該作用機制，為此G?k?e Kütük團隊以姜黃素為增敏劑聯(lián)合順鉑治療喉鱗癌發(fā)現(xiàn)，姜黃素具有促氧化和再激活TRPM2通道的作用，促進順鉑介導(dǎo)的喉癌細胞殺傷效應(yīng)，改善耐藥反應(yīng)[11]。除喉鱗癌外，舌鱗癌也高表達TRPM2，當予以H2O2激活TRPM2通道時，觀察到舌癌細胞的生存能力被顯著抑制[65](Fig. 2G)，其內(nèi)在機制很可能與喉癌細胞中TRPM2的作用類似。

此外，TRPM2-AS在更高臨床分期的喉癌中表達上調(diào)，并且通過直接與miR-138結(jié)合充當ceRNA，從而增加喉癌細胞內(nèi)SOX4的表達促進EMT進展[66]。

3.8 非小細胞肺癌

先前，Park等[67]發(fā)現(xiàn)，TRPM2基因的上調(diào)會增加患肺腺癌(OR=19.732,P<0.0001)和鱗狀細胞癌(OR=48.650,P<0.0001)的風險。隨后，Almasi等[68]將肺癌細胞系A(chǔ)549和H1299中TRPM2基因下調(diào)，觀察到細胞凋亡增加且侵襲能力被明顯抑制。深入的分子機制探索表明，敲除TRPM2的A549和H1299細胞內(nèi)ROS和活性氮(reactive nitrogen species, RNS)顯著增加，破壞了DNA的完整性，進而導(dǎo)致細胞發(fā)生G2/M阻滯。同時，細胞內(nèi)EMT相關(guān)蛋白質(zhì)表達降低，抑制了EMT的形成。此外，TRPM2-AS在非小細胞癌和A549和H1299中表達也上調(diào)，TRPM2-AS的高表達與更高的TNM分期和更大的腫瘤體積密切相關(guān)，且通常提示預(yù)后不良。利用siRNA對TRPM2-AS進行敲降后觀察到A549和H1299凋亡增加，這一現(xiàn)象很可能是由于TRPM2沉默后SHC轉(zhuǎn)化蛋白質(zhì)1(src homology 2 domain containing transforming protein 1, SHC1)上調(diào)造成的[69](Fig. 2H)。最近，Cui等[70]研究表明，TRPM2-AS還能激活miR-138-3p分子篩的功能，進而增加A549和H1299胞內(nèi)表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor, EGFR)的表達和激活PI3K/AKT/mTOR通路，促進細胞增殖、遷移和侵襲能力。同時，該團隊在BALB/c裸鼠上進行的成瘤實驗也對此結(jié)論進行了驗證。

與前胃癌類似，TRPM2和TRPM2-AS都與非小細胞肺癌的發(fā)生密切相關(guān)，且兩者都能正向的促進肺癌的發(fā)展。不過矛盾的是，TRPM2-AS作為TRPM2的反義鏈，功能上會抑制TRPM2的表達，所以從理論上分析兩者并不會呈相同表達趨勢影響肺癌朝單一方向發(fā)生發(fā)展，為此尚需要相關(guān)研究進一步深入探索。

4 問題與展望

總之，在多種惡性腫瘤細胞中，TRPM2均有過表達現(xiàn)象，并通過維持線粒體功能、細胞生物學(xué)能量、ATP生成、自噬、細胞ROS水平和修復(fù)DNA，來保持癌細胞的生存能力。在大多數(shù)癌細胞中，發(fā)現(xiàn)ROS水平升高，并激活轉(zhuǎn)錄因子和信號途徑以及誘導(dǎo)DNA損傷促進腫瘤發(fā)生。但同時，癌細胞也需大量的抗氧化劑中和活性氧以保護生存能力；維持線粒體的正常功能以滿足自身的能量消耗；修復(fù)損傷的DNA以保持其完整性。而TRPM2促進包括HIF-1/2α、CREB和Nrf2在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子的表達，激活激酶和其他信號途徑以滿足這些要求。同時，TRPM2還可以通過參與不同的信號通路影響著癌細胞的侵襲與轉(zhuǎn)移能力。對TRPM2進行藥物抑制或基因敲除，腫瘤細胞的生物學(xué)行為被抑制，并且增加了對化療藥物的敏感度。所以抑制TRPM2被認為是一個治療惡性腫瘤細胞的潛在靶點。

但本文回顧的頸部惡性腫瘤及膀胱癌研究中，TRPM2的上調(diào)同樣具有抑癌效應(yīng)。而且，TRPM2在前列腺癌、乳腺癌、膀胱癌等惡性腫瘤中的作用尚不明確。同時，TRPM2-AS的加入使得TRPM2調(diào)控惡性腫瘤(胃癌，前列腺癌，喉癌和非小細胞肺癌)的潛在機制更加復(fù)雜化。欲闡明這些問題，有待各種高通量技術(shù)的綜合運用和相關(guān)分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的揭示，以及多中心臨床大樣本中的系統(tǒng)比較研究。毫無疑問，對TRPM2結(jié)構(gòu)和功能的系統(tǒng)研究必將使我們對腫瘤的發(fā)生發(fā)展有更深入且全面的認知。