经典瞬时受体I型电位通道(TRPC1)免疫调节作 用机制研究进展
瞬态电压感受器阳离子通道(TRPV1):众多疾病的潜在治疗靶点

瞬态电压感受器阳离子通道(TRPV1):众多疾病的潜在治
疗靶点
蔡盼盼
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2018(000)018
【摘要】TRPV1是1997年被克隆出来的一个辣椒素受体。
TRPV1广泛分布在神经系统、心血管系统、呼吸系统、消化系统、免疫系统等组织的细胞膜上,在痛觉、癌症、癫痫等众多疾病的发生发展中起着重要作用,因此该通道为目前研究最广泛、最受关注的离子通道之一。
本文就TRPV1的激活与结构、调节机制及其与疾病的关系等予以综述。
【总页数】5页(P8-12)
【作者】蔡盼盼
【作者单位】河北工业大学,天津300401
【正文语种】中文
【中图分类】R339.11
【相关文献】
1.血管内皮细胞上经典瞬时感受器阳离子通道 C 的成血管机制和作用研究进展 [J], 王瑜(综述);周诺(审校)
2.经典瞬时感受器阳离子通道研究进展 [J], 余冬梅
3.瞬时受体电位阳离子通道6作为疾病治疗靶点研究进展 [J], 刘若飞;张萃
4.瞬态电压感受器阳离子通道(TRPV1):众多疾病的潜在治疗靶点 [J], 蔡盼盼
5.雷米普利通过干预瞬时感受器阳离子通道C3的表达对心肌纤维化的影响 [J], 余冬梅;陈明
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TRPV1受体结构与功能及相关中草药的研究进展

㊀㊀基金项目:国家自然科学基金资助项目(81473623)作者单位:100029㊀北京中医药大学中医学院通讯作者:杨向竹ꎬ副教授ꎬ硕士生导师ꎬ电子信箱:xiangzhuy@126.comTRPV1受体结构与功能及相关中草药的研究进展李彩彩㊀简郭血骄㊀杨向竹㊀郭㊀健摘㊀要㊀TRPV1受体(transientreceptorpotentialvanilloidtype1ꎬTRPV1)也称辣椒素受体ꎬ因可被辣椒素激活而得名ꎬ是一种非选择性阳离子通道ꎬ属于TRP超家族的TRPV亚家族ꎬ除了可被辣椒素激活外还可被高温(>43ħ)㊁低pH值及其他内源性物质激活ꎬ参与机体疼痛感觉的发生和传导ꎮ本研究通过查阅近10年关于TRPV1受体研究的相关文献ꎬ概述了关于TRPV1受体的分子结构㊁表达部位及相关生理功能ꎬ并介绍了中草药治疗相应疾病的过程中以TRPV1受体为作用靶点的相关研究ꎮ关键词㊀TRPV1受体㊀结构㊀功能㊀中草药中图分类号㊀R293㊀㊀㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀㊀㊀DOI㊀10.11969/j.issn.1673 ̄548X.2019.01.004㊀㊀TRPV1受体(transientreceptorpotentialvanilloidtype1ꎬTRPV1)ꎬ也称辣椒素受体或香草素受体1ꎬ是一种表现出对钙离子显著偏好的非选择性阳离子通道ꎬ可被辣椒素㊁伤害性温度(>43ħ)㊁低pH值及其他一些内源性物质如花生四烯酸乙醇胺(N-arachi ̄donoylethanolamine)㊁缓激肽㊁三磷酸腺苷(adenosinetriphosphateꎬATP)等激活[1]ꎮTRPV1在多觉型伤害感受器(polymodalnociceptor)中表达ꎬ在外周和中枢神经系统中通过炎性因子调节并导致急性和持续性疼痛[2]ꎮ近年来ꎬ随着对TRPV1相关研究的开展ꎬTRPV1在各系统显示出广泛的分布和功能表达ꎬ也成为许多疾病治疗的新靶点ꎮ一㊁TRPV1的分子结构瞬时电位受体(transientreceptorpotentialꎬTRP)家族ꎬ发现于视力缺陷的果蝇突变体并被命名ꎬ具有瞬时受体的特征ꎬ在后生动物中包括7个主要分支ꎬ分别为TRPV㊁TRPA㊁TRPC㊁TRPM㊁TRPP㊁TRPML和TRPNꎮ这些通道在门控和离子选择性方面具有不同的性质ꎬ发挥不同的生理功能ꎮ构成TRP家族离子通道的亚基形成四聚体ꎬ且每个亚基都具有6个跨膜α-螺旋和不同大小的胞质N端和C端ꎮTRPV1受体属于香草素受体(vanilloidreceptor)TRPV亚家族ꎬ随着低温电子显微镜技术的进步ꎬLiao等[3]的研究使得跨膜螺旋S1~S6中大部分残基的侧链密度㊁S6之后的TRP结构域㊁连接锚蛋白重复结构域(ARD)和S1的N端片段得以被清楚分辨ꎮ对于TRPV1受体结构的探索显示ꎬTRPV1三维结构类似于电压门控离子通道(VGIC)的同型四聚体ꎬ跨膜螺旋S5和S6构成离子渗透通路ꎬ跨膜螺旋S1~S4组成中央孔环区域ꎮ但通过药理学探针(肽毒素和小香草激动剂)来确定TRPV1受体的两种活化状态结构时发现ꎬ电压门控通道激活期间移动的区域(S1~S4)在TRPV1中保持静止ꎬ显示出这些结构相似通道超家族成员的作用机制的差异ꎮ在观察TRPV1激活过程中发现的不同部位结构的改变提示了其具有双重门控机制[4]ꎮ有关各种激活剂对于TRPV1的激活机制还在不断的研究之中ꎮ二㊁TRPV1受体的表达部位及生理功能TRPV1受体一度被认为仅存在于无髓鞘的C纤维这类特定传入感觉神经纤维中ꎬ随后的研究显示TRPV1受体也表达于具有薄髓鞘的Aδ神经纤维和节状神经节迷走神经元中ꎮ随着对于TRPV1受体研究的不断深入ꎬTRPV1已被证实其不仅表达于初级感觉神经末梢㊁脑等神经组织ꎬ而且存在于其他非神经组织ꎮ1.TRPV1在初级感觉神经中的表达:表达TR ̄PV1的初级感觉神经也称为辣椒素敏感神经或香草素敏感神经ꎬ这类神经元具有两极:外周纤维支配皮肤㊁黏膜和几乎所有的内脏器官ꎬ中央纤维连接脊髓ꎮ研究显示TRPV1在初级感觉神经中的表达与痛觉㊁瘙痒的发生相关ꎮTRPV1被激活后分泌的促炎性神经肽ꎬ如P物质(substanceꎬSP)和降钙素基因相关肽(calcitoningene-relatedpeptideꎬCGRP)ꎬ以及产生的神经冲动通过中央纤维传递到脊髓ꎬ从而产生痛或痒感觉ꎮTRPV1受体在痛觉的产生和传递过程中发挥着重要作用:Wakabayashi等[5]在Lewis肺癌骨转移11引起骨痛的研究中提出ꎬLewis肺癌细胞骨转移后ꎬ转移局部酸性的肿瘤微环境会激活感觉神经纤维上TRPV1受体ꎬ从而激发骨骼的感觉神经引起骨痛的发生ꎮBerta等[6]的研究试图靶向抑制感觉神经元表达TRPV1㊁TRPA1离子通道蛋白来选择性阻断C纤维和Aδ神经纤维从而起到治疗慢性疼痛的作用ꎮ而Kittaka等[7]对于瘙痒的研究显示ꎬ免疫系统及多种细胞因子和TRPV1的相关作用与皮肤瘙痒的发生有关ꎮ2.TRPV1在脑组织中的表达:在大鼠大脑全部皮质区㊁海马和杏仁核等边缘系统㊁纹状体㊁下丘脑㊁网状结㊁蓝斑核㊁小脑和下橄榄核均发现TRPV1阳性神经细胞ꎬ而在人类顶叶皮质第3层和第5层也发现TRPV1阳性神经细胞ꎮ多数研究显示TRPV1表达于不同脑区神经元并发挥其生理功能ꎬChristopher的大鼠实验显示ꎬ在孤束核中TRPV1的激活抑制棕色脂肪组织交感神经活动ꎬ从而减少由寒冷而诱发的棕色脂肪组织增加ꎮTóth等[8]应用免疫电镜法观察大鼠中枢神经系统TRPV1的细胞表达ꎬ显示TRPV1虽大部分表达于神经细胞突触后树突棘但并不仅限于此ꎬ它们同样表达于脑部小血管周围星形胶质细胞和周细胞ꎮ随后ꎬ人们对表达于脑内神经胶质细胞的TRPV1的功能展开一系列研究ꎬMarrone等[9]在小鼠实验中报道TRPV1在小胶质细胞的表达要比前扣带回皮质和其他脑区的神经细胞含量高ꎬ激活小胶质细胞上TRPV1受体可刺激皮质中小胶质细胞的微泡脱落从而间接增加谷氨酸能传递ꎮ3.TRPV1在非神经组织中的表达:诸多动物实验已在动物肾脏㊁脾脏㊁膀胱㊁心脏㊁胃和肥大细胞中描述了TRPV1蛋白或其mRNA的存在ꎮ人类表皮组织也发现TRPV1受体蛋白的表达ꎬTRPV1可以通过紫外线(UV)照射来激活ꎬ并介导UV诱导的基质金属蛋白酶-1和角质形成细胞中的促炎细胞因子的增加ꎬ实验显示阻断TRPV1激活可抑制紫外线诱导的皮肤增厚和红斑等皮肤反应[10]ꎮ一些证据表明TRPV1在免疫系统发挥重要作用[11]ꎮBertin等[12]发现TRPV1通道蛋白在人类CD4+T细胞的质膜上功能性表达ꎬ有助于T细胞受体(TCR)诱导的Ca2+内流ꎮTRPV1在内皮细胞的表达尚具有争议性ꎬHong等[13]通过免疫荧光检测到小鼠脑微血管中TRPV1阳性表达ꎬ脑血流量检测显示ꎬ短暂阻塞大脑中动脉的模型小鼠在灌注恢复开始20~30min会出现灌注下降且持续1h左右ꎬTRPV1敲除模型小鼠灌注下降更严重且持续时间延长ꎻ脑动脉加压检测显示辣椒素使血管产生适度舒张ꎬ去除血管内皮后舒张的情况消失ꎬ推测内皮细胞的TRPV1通道在损伤过程中增强ꎬ并有助于增大脑卒中后脑微血管的血管舒张能力ꎮ此外ꎬTRPV1通道还被发现表达于气道平滑肌细胞和上皮细胞[14ꎬ15]ꎮ近年来研究发现ꎬTRPV1也在不同的肿瘤组织中表达ꎬ并且其活化与癌细胞生长和扩散的调节相关ꎬSakallı等[16]研究显示ꎬ硒和顺铂组合可通过调节TRPV1表达产生显著的抗癌效果ꎮ三、以TRPV1受体为作用靶点的中草药研究1.具有抗炎镇痛作用的中药与TRPV1受体:许多瞬时电位受体(TRP)通道能够被植物中发现的各种化合物激活或阻断ꎮ中药中许多具有阵痛作用的药物都与TRPV1的激活或抑制有关ꎬSui等[17]使用关节炎疼痛大鼠模型研究芍药甘草汤的镇痛作用ꎬ显示模型组大鼠的疼痛㊁炎性和水肿程度的增加ꎮ伴随着TRPV1通道mRNA㊁蛋白表达水平和钙介导功能的增强ꎬ以高剂量或中剂量口服给予芍药甘草汤治疗的模型大鼠显示出上述病理状况的显著缓解ꎬ且TR ̄PV1mRNA和蛋白表达水平及钙介导功能下调ꎮ激活TRPV1受体的吴茱萸ꎬ其镇痛作用与TRPV1的脱敏有关[18]ꎮ中药苦参提取物苦参碱能明显改善过敏性接触性皮炎小鼠的瘙痒和疼痛感ꎬ其机制可能与抑制TRPV1激活和降低IL-3含量有关[19]ꎮ动物实验显示乳香和没药通过调节TRPV1受体mRNA和蛋白表达ꎬ减轻了慢性缩窄性损伤小鼠的机械性异常疼痛和热超敏性[20]ꎮ中药黄连中分离的有效成分小檗碱可抑制TRPV1的激活ꎬ从而减轻糖尿病神经病变导致的疼痛ꎮ2.具有其他治疗作用的中草药与TRPV1受体:除了镇痛以外ꎬ治疗其他疾病的一些中草药的作用机制也与TRPV1受体有关ꎮ辣椒素激活TRPV1可导致动物及人类咳嗽的发生[21]ꎮ枇杷叶提取物和川贝母中提取的熊果酸(ursolicacidꎬUA)可抑制辣椒素对TRPV1的激活作用ꎬ平贝母提取物贝母甲素(pei ̄mineꎬPM)和贝母乙素(peiminineꎬPN)虽不能直接抑制TRPV1的激活ꎬ但是当联合UA使用时可加强UA对TRPV1的抑制作用[22]ꎮKikuchi等[23]对大建中汤治疗便秘的研究显示ꎬ用TRPV1受体拮抗剂预处理可抑制犬模型中大建中汤诱导的结肠收缩ꎬ这表明口服大建中汤刺激结肠运动的作用机制与其对TRPV1的激活作用有关ꎮ从生姜中提取的6-姜酚具有类香草醇结构ꎬ可以作为TRPV1激活剂ꎬ有关6-姜酚21抑制肿瘤进展的研究显示ꎬ6-姜酚可激活TRPV1受体显著减少表皮生长因子㊁核因子-κB㊁细胞周期蛋白D1含量ꎬ进而减少肺上皮细胞增生和上皮-间质转化[24]ꎮ据报道ꎬ从花椒中提取的羟基链烷烃也可与TRPV1结合ꎬ这些成分在通过感觉神经促进消化道运动方面起着重要作用ꎮ缩尿丸是一种中医传统处方ꎬ用以治疗下尿路症状数百年ꎬ对其治疗效果和机制研究的动物实验结果显示ꎬ缩尿丸可以改善由膀胱出口梗阻导致膀胱过度活动模型大鼠的膀胱肥大症状ꎬ并校正了变化的尿动力学参数ꎬ同时降低了模型组大鼠中增高的TRPV1mRNA和蛋白质的表达ꎮ最近的研究显示TRPV1受体是癫痫治疗中潜在的药物靶点之一ꎬ可被大麻素受体激活剂激活ꎬ因此大麻治疗癫痫可能亦与TRPV1的作用亦有关ꎬ但此说法仍处于假设阶段ꎮ四、展㊀㊀望TRPV1受体在初级感觉神经元末梢感受伤害性刺激的过程中起到重要的感受和整合信息的作用ꎬ因此TRPV1受体的致敏或抑制成为临床缓解瘙痒或疼痛的新思路ꎮ然而TRPV1受体在机体多组织广泛分布与功能性表达ꎬ使得受体激动剂或抑制剂的临床使用受到一定限制ꎮ故相应的完善TRPV1受体结构㊁激活机制和不同组织中的表达的信息ꎬ将有助于选择性作用于TRPV1受体的新药物的开发ꎬ这也将成为未来研究TRPV1受体的重点ꎮ中药药物均具有一定的性和味ꎬ寒热药性及五味理论均是中药药性理论的重要组成成分ꎬ对中医临床遣药组方具有重要的指导作用ꎬ同时也是中医药学研究的难点之一ꎮ人们对中药作用机制及TRPV1相关性研究的不断开展为药性成分的研究提供了新的切入点ꎮ有研究认为TRPV1受体是辛味药性发挥功效的潜在靶点ꎬ而药物中化学成分诱导TRPV1和其他TRP家族mRNA的调节变化可能与中药的寒热性质有关ꎮ相信随着对中药及TRP受体家族研究的不断深入ꎬ中药寒热药性及五味理论的科学内涵将不断被揭示和发现ꎮ参考文献1㊀ZygmuntPMꎬErmundAꎬMovahedPꎬetal.Monoacylglycerolsacti ̄vateTRPV1 alinkbetweenphospholipaseCandTRPV1[J].PLoSOneꎬ2013ꎬ8(12):e816182㊀KimYSꎬChuYꎬHanLꎬetal.CentralterminalsensitizationofTR ̄PV1bydescendingserotonergicfacilitationmodulateschronicpain[J].Neuronꎬ2014ꎬ81(4):873-8873㊀LiaoMꎬCaoEꎬJuliusDꎬetal.StructureoftheTRPV1ionchanneldeterminedbyelectroncryo-microscopy[J].Natureꎬ2013ꎬ504(7478):107-1124㊀CaoEꎬLiaoMꎬChengYꎬetal.TRPV1structuresindistinctconfor ̄mationsrevealmechanismsofactivation[J].Natureꎬ2013ꎬ504(7478):113-1185㊀WakabayashiHꎬWakisakaSꎬHiragaTꎬetal.DecreasedsensorynerveexcitationandbonepainassociatedwithmouseLewislungcanc ̄erinTRPV1-deficientmice[J].JBoneMineralMetabꎬ2017:1-126㊀BertaTꎬQadriYꎬTanPHꎬetal.Targetingdorsalrootgangliaandprimarysensoryneuronsforthetreatmentofchronicpain.[J].ExpOpinTherTargetsꎬ2017ꎬ21(7):1-97㊀KittakaHꎬTominagaM.ThemolecularandcellularmechanismsofitchandtheinvolvementofTRPchannelsintheperipheralsensorynervoussystemandskin[J].AllergolIntꎬ2016ꎬ66(1):22-308㊀TóthAꎬBoczánJꎬKedeiNꎬetal.Expressionanddistributionofva ̄nilloidreceptor1(TRPV1)intheadultratbrain[J].BrainResMolBrainResꎬ2005ꎬ135(1-2):162-1689㊀MarroneMCꎬMorabitoAꎬGiustizieriMꎬetal.TRPV1channelsarecriticalbraininflammationdetectorsandneuropathicpainbiomarkersinmice[J].NatCommunicatꎬ2017ꎬ8:1529210㊀KangSMꎬHanSꎬOhJHꎬetal.AsyntheticpeptideblockingTRPV1activationinhibitsUV-inducedskinresponses[J].JDermatolSciꎬ2017ꎬ88(1):126-13311㊀FernandesESꎬFernandesMAꎬKeebleJE.ThefunctionsofTRPA1andTRPV1:movingawayfromsensorynerves[J].BriJPharmacolꎬ2012ꎬ166(2):510-52112㊀BertinSꎬAokinonakaYꎬdeJongPRꎬetal.TheionchannelTRPV1regulatestheactivationandproinflammatorypropertiesofCD4+Tcells[J].NatImmunolꎬ2014ꎬ15(11):1055-106313㊀HongSHꎬSeanPM.TransientReceptorPotentialVanilloid1(TRPV1)channelcontributestocerebralreperfusionafterstroke[J].Strokeꎬ2018ꎬ48(2):14614㊀GuibertCꎬDucretTꎬSavineauJP.ExpressionandphysiologicalrolesofTRPchannelsinsmoothmusclecells[J].AdvExpMedBiolꎬ2011ꎬ704(704):687-70615㊀McgarveyLPꎬButlerCAꎬStokesberrySꎬetal.Increasedexpressionofbronchialepithelialtransientreceptorpotentialvanilloid1channelsinpatientswithsevereasthma[J].JAllergyClinImmunolꎬ2014ꎬ133(3):704-71216㊀SakallıCEꎬNazırogluMꎬÇigBꎬetal.Seleniumpotentiatestheanti 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̄tor1ꎬAT1)受体上调ꎬ是造成高血压状态的关键因素ꎮ本文就这一领域分子机制研究的最新进展做一阐述ꎬ旨在梳理出高血压防治的新思路和药物新靶点ꎮ关键词㊀血管紧张素Ⅱ㊀高血压㊀血管紧张素受体1中图分类号㊀R2㊀㊀㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀㊀㊀DOI㊀10.11969/j.issn.1673 ̄548X.2019.01.005㊀㊀随着对高血压和肾素-血管紧张素系统(renin-angiotensinsystemꎬRAS)机制研究的不断推进ꎬ发现在高血压状态的形成和调节过程中ꎬRAS中的血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)起到了重要作用ꎮ近期ꎬ大量研究表明AngⅡ通过血管紧张素Ⅰ型(AT1)介导ꎬ作用于磷脂酶C(phospholipaseCꎬPLC)ꎬ激动1ꎬ4ꎬ5-三磷酸肌醇(inositol1ꎬ4ꎬ5-triphosphateꎬIP3)通道㊁蛋白激酶C(proteinkinaseCꎬPKC)㊁相关基因如CYP1B2的转录及部分生长因子等ꎬ引起钙超载㊁醛固酮生成增加㊁交感兴奋㊁内皮细胞重塑ꎬ直接或间接地导致血压升高ꎮ本文主要就AngⅡ引起血压升高的分子机制及其负性调控做一系统阐述ꎬ旨在为高血压的预防和治疗梳理出新思路和治疗方法ꎮ一㊁高血压高血压(hypertension)是一种以动脉血压长期㊁持续升高为特征的病理状态ꎮ研究表明处于长期高血压状态的病人患冠状动脉疾病㊁脑卒中㊁心力衰竭㊁外周血管疾病㊁视力丧失和慢性肾脏疾病等风险明显高于常人[1]ꎮ全球高血压发生率达16%~37%ꎬ而我国高血压人口已经超过2.5亿ꎬ高血压及其并发症的致残率和病死率高ꎬ成为导致全球死亡原因的首位[2ꎬ3]ꎮ高血压分为原发性高血压和继发性高血压ꎬ前者占所有病例的90%~95%ꎬ无确定病因ꎬ多与肥胖㊁高血糖㊁运动缺乏㊁酗酒㊁高盐饮食等及相应基因变异关系密切[2ꎬ4]ꎮ后者则指在某些明确可查的生理或病理状态(如怀孕㊁慢性肾病㊁肾动脉狭窄㊁主动脉狭窄㊁内分泌紊乱等)的基础上或在某些药物(如避孕药㊁毒品㊁某些草药等)作用下发生的高血压ꎬ仅占所有高血压的5%~10%[5ꎬ6]ꎮ二㊁血管紧张素Ⅱ及其受体血管紧张素(angiotensinꎬAng)是一类能够引起血压升高的多肽类激素ꎬ其前体为肝脏中合成的血管紧张素原ꎮ血管紧张素原在肾素及各种转化酶作用下脱去不同个数的氨基酸ꎬ形成的一系列多肽物质ꎬ41。
TRP通道在疼痛传导及其调控中的作用

TRP通道在疼痛传导及其调控中的作用疼痛是生理机体中不可避免的一种信号传递,能够引起人们的注意并对生命安全构成威胁。
人们在面临疼痛时通常会采取医疗措施进行缓解,但在某些情况下疼痛无法解决,如神经性疼痛。
因此,研究疼痛的分子机制,找到治疗疼痛的方法是至关重要的。
TRP通道(Transient Receptor Potential Channel,瞬时受体电位通道)是一类阳离子通道,通过调节离子的进出来进行信号转导。
TRP通道在神经系统、心血管系统、呼吸系统等许多生理过程中发挥重要作用。
其中,TRPV1通道作为疼痛传导途径的关键组成部分,已成为疼痛研究的热点。
TRPV1通道在疼痛传导中的作用是通过感应组织内热痛门槛和机械刺激发出电信号,然后传导到神经末梢。
TRPV1通道激活后,会使细胞内发生离子流转移,使细胞内钙浓度和其他离子的浓度升高,导致细胞在线状况发生改变,继而传导的疼痛信息通过神经递质在中枢神经系统产生疼痛。
除了参与疼痛传导外,TRPV1通过调节炎症、神经元凋亡、心血管疾病等多种生理过程中也发挥着重要作用。
其中,炎症中的TRPV1通道调节对于体内炎症反应的控制非常重要,因为炎症反应是机体对外界刺激的一种生理反应,而一旦炎症反应过度,就会导致身体出现各种疾病。
TRPV1通道在疼痛传导中的调控既可以通过直接影响通道的功能进行调节,也可以通过调节通道表达、翻转、修饰等方式进行调节。
在TRPV1通道的直接调控中,研究人员通过寻找特定的分子来影响TRPV1通道的钙离子流通性,如以前大家熟知的辣椒素capsaicin通过与TRPV1通道结合来激活温度敏感区域的TRPV1通道,导致人们感到热辣的体验,从而疼痛体验增加。
同时,也有多种小分子物质发挥着负调控作用,如Ruthenium红、SB366791等。
TRPV1通道的调控还涉及到相关的基因表达、表达水平等。
在TRPV1通道的表达中,NGF是一种促进TRPV1表达的神经营养因子。
膜瞬时受体电位通道

膜瞬时受体电位通道膜瞬时受体电位通道(Transient Receptor Potential Channels,TRP通道)是一类广泛存在于生物体内的离子通道蛋白,其主要功能是参与细胞内外环境的感知和调节。
TRP通道的发现和研究对于揭示生物体内的感知机制和调节机制具有重要意义。
TRP通道的结构和功能TRP通道是一类多通道蛋白,其结构特点是具有6个跨膜结构域和一个细胞外N末端和C末端。
TRP通道的功能主要是参与细胞内外环境的感知和调节,包括温度、压力、pH值、化学物质等多种刺激。
TRP 通道的激活会导致离子通道的开放,从而使细胞内外离子浓度发生变化,进而影响细胞的生理功能。
TRP通道的分类TRP通道根据其结构和功能的不同可以分为多个亚型,包括TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPP、TRPML等。
其中,TRPC亚型主要参与细胞内钙离子的调节,TRPV亚型主要参与温度和化学物质的感知,TRPM亚型主要参与镁离子的调节,TRPA亚型主要参与温度和化学物质的感知,TRPP亚型主要参与细胞内钙离子的调节,TRPML亚型主要参与细胞内外环境的感知和调节。
TRP通道的生理功能TRP通道在生理过程中发挥着重要的作用,包括参与细胞内外环境的感知和调节、参与细胞分化和增殖、参与细胞凋亡和存活等。
TRP通道的异常表达和功能异常与多种疾病的发生和发展密切相关,包括神经系统疾病、心血管疾病、肿瘤等。
TRP通道的研究进展随着对TRP通道的研究不断深入,人们对其结构和功能的认识也越来越深入。
目前,TRP通道已成为生物医学研究的热点之一,其在疾病诊断和治疗方面的应用也越来越广泛。
未来,随着对TRP通道的研究不断深入,相信其在生物医学领域的应用前景将会更加广阔。
总结TRP通道是一类广泛存在于生物体内的离子通道蛋白,其主要功能是参与细胞内外环境的感知和调节。
TRP通道的研究对于揭示生物体内的感知机制和调节机制具有重要意义。
RNA干扰瞬时受体电位阳离子通道1表达抑制缺氧诱导的胶质瘤血管内皮生长因子上调的实验研究

Ex p e r i me n t a l s t u d y 0 n d o wn- r e g u l a t i o n 0 f TRPC1 i n h i b i t s e x p r e s s i o n 0 f
VEGF i n d u c e d b y h y p o x i a i n g l i o ma c e l l s 3 年 6 月 第 1 0 卷 第 1 6 期
R NA 干扰瞬时受体 电位 阳离子通 道 1 表达 抑制缺氧诱导的胶质瘤血管 内皮生长因子上调的 实验研 究
王 斌 刘 瑶 z 邹 飞
1 . 南 方 医科 大学 公 共 卫生 与热 带 医学 学 院 , 广东 广 州
MG c e l l s . Me t h o d s RT— PC R a n d c a l c i u m i ma g e t e c h n i q u e we r e u s e d t o o b s e r v e t h e TRP C s u b t y p e s e x i s t e d i n U8 7 c e l l s . RNAi . r e l— a t i me RT— P CR. we s t e n r b l o t a n d EL I S A t e c h n i q u e we r e u s e d t o o b s e r v e e f f e c t s o f TRP C 1 O l l h y p o x i a — i n d u c e d VEGF g e n e e x p r e s s i o n a n d s e c r e t i o n . Re s u l t s TRP C 1 .T RPC 3 .TRP C4 a n d TRPC 5 w e e r f o u n d e x p es r s e d i n
trpc离子通道

trpc离子通道(原创版)目录1.介绍 TRPC 离子通道2.TRPC 离子通道的功能3.TRPC 离子通道的研究进展4.TRPC 离子通道的应用前景正文1.介绍 TRPC 离子通道TRPC(Transient receptor potential cation channel)离子通道,即瞬时感受器电位阳离子通道,是一类广泛存在于生物体内的离子通道。
它们主要负责细胞内外离子浓度的调节,对于维持细胞内环境的稳定起着至关重要的作用。
与其他离子通道相比,TRPC 离子通道具有较高的选择性,主要允许钙离子和镁离子通过。
2.TRPC 离子通道的功能TRPC 离子通道在生物体内具有多种功能,其中包括:(1)调节细胞内钙离子浓度:细胞内钙离子浓度的稳定对于许多生物过程至关重要,TRPC 离子通道可以通过调节钙离子的进入来维持细胞内钙离子浓度的稳定。
(2)参与细胞信号传导:TRPC 离子通道被激活后,可以引起细胞内钙离子浓度的升高,从而参与多种细胞信号传导过程,包括细胞生长、增殖、分化等。
(3)调节细胞内渗透压:TRPC 离子通道可以调节细胞内外离子浓度差,维持细胞内的渗透压稳定。
3.TRPC 离子通道的研究进展随着科学技术的发展,对 TRPC 离子通道的研究逐渐深入。
目前已经发现了多个 TRPC 离子通道亚型,并在不同的生物体和组织中发挥作用。
在研究过程中,科学家们发现 TRPC 离子通道与多种疾病的发生和发展密切相关,如心血管疾病、神经系统疾病等。
因此,研究 TRPC 离子通道对于疾病的预防和治疗具有重要意义。
4.TRPC 离子通道的应用前景TRPC 离子通道在生物体内的重要功能使其在医学领域具有广泛的应用前景。
目前,研究人员正在积极开展针对 TRPC 离子通道的药物研究,以期开发出针对相关疾病的新型治疗药物。
瞬时受体电位通道与心室重塑的研究

瞬时受体电位通道与心室重塑的研究作者:黎声飞罗骏来源:《医学信息》2016年第07期心室重塑是指在心脏功能受损,心腔扩大、心肌肥厚的代偿过程中出现的心肌细胞肥大、胞外基质质量和组成的变化、胶原纤维网变化及细胞凋亡等的变化,它是心力衰竭发生发展的基本病理机制[1]。
近来研究发现经典的瞬时受体电位(TRP)通道与心室重塑的发生发展有着密切的关联。
TRP通道是位于细胞膜上一种以四聚体形式构成的Ca2+内流通道,参与了机体很多病理或者生理过程并起着重要作用。
它最早发现于黑腹果蝇的视觉细胞中,该类细胞对持续的光刺激只产生短暂性的胞内Ca2+浓度增加,即只产生瞬时电位而非持续锋电位。
迄今为止,在哺乳动物中已克隆出33个TRP通道基因,根据根据氨基酸序列同源性的差异,TRP通道分为7个亚族,分别为TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPP、TRPML、TRPN[2]。
经典瞬时受体电位通道(TRPC)通道是TRP家族中的重要一员。
现在,我们就TRPC通道在心室重塑中的作用作一综述。
1 TRPC的基本结构及生物学特性TRPC家族共有7个亚型,该家族共同的结构域有3~4个N末端锚蛋白重复,6个跨膜域(S1~S6),S5与S6之间阳离子通道区和几个蛋白通道区。
该蛋白的C端和N端均在细胞膜内,其中的保守序列与TRPC蛋白的运输、锚定和激活及活性调节有关系[3]。
TRPC亚型在心脏表达量与种属有关,如在小鼠心脏中表达最高的基因是TRPC3,然后是TRPCl与TRPC6,TRPC7表达量极少,而TRPC4及TRPC5则未见表达。
在人类心脏中则不同,表达排首位的是TRPC1基因,然后是TRPC4和TRPC6,再是TRPC5,而TRPC3表达量很少,TRPC7则未能检测到;TRPC2在人类为假基因[4]。
TRPC不仅存在于细胞膜上,在具有膜性结构的细胞器如内质网、高尔基体上也存在[5]。
TRPC基因的激活受一些理化因素的调控,比如渗透压、酸碱度、机械力及细胞内信号分子和内、外源配体等[6]。
TRPV1通道介导疼痛的研究进展

TRPV1通道介导疼痛的研究进展【摘要】 trpv1是trpv家族中研究较多,机制较为清楚的成员之一,是一种在机体分布广泛的非选择性阳离子通道,可被多种内源性或外源性介质激活或致敏。
trpv1主要分布于外周感觉神经,在痛觉产生及痛觉增敏过程中发挥重要作用。
【关键词】 trpv1;疼痛;痛觉增敏doi:10.3969/j.issn.1004-7484(s).2013.08.755 文章编号:1004-7484(2013)-08-4734-02瞬时受体电位香草酸亚型1(trpv1)是trpv家族成员之一,主要分布于外周感觉神经,近年来研究表明该受体也分布于非神经元细胞和组织。
trpv1受体被内源性或外源性介质激活或致敏后,可介导痛觉产生及痛觉增敏。
1 trpv1受体的结构、表达及生物学特性trpv1是由838个氨基酸组成的分子量为95kd的编码蛋白,该蛋白是由六个横跨膜区和位于第五、第六跨膜区之间的疏水基团构成的一个四聚体结构,其c末端与n末端都位于细胞膜内侧,调节该蛋白功能活动。
n末端有6个锚蛋白重复序列和多个磷酸化结合位点,可以结合钙调蛋白和atp,在介导该通道功能中发挥重要作用。
c末端包含一个trp区,钙调蛋白结合区,磷酸肌醇结合位点,参与调控该受体电压门控通道开放,结合磷酸肌醇和蛋白激酶,调控受体的温度传感器。
trpv1受体在机体分布广泛。
早期研究trpv1主要表达于中小直径神经元细胞,如表达于约50%的脊髓背根神经节,三叉神经节,脊髓背角,脊髓三叉复合体尾核等,这些神经元细胞在介导神经痛病理机制中有重要作用。
后来研究发现在非神经元细胞和组织中也有trpv1受体的表达。
trpv1作为一种潜在伤害性信号的多调受体,可以被多种外源性或内源性介质激活或致敏。
辣椒素及其类似物,高热(>43℃),低ph(<5.4)可以激活trpv1受体,炎性介质如缓激肽和脂类代谢产物可以使trpv1受体致敏,组织损伤刺激物,电压改变,细胞内ca2+减少等也可以活化trpv1受体。
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Advances in Microbiology 微生物前沿, 2015, 4(4), 62-68Published Online December 2015 in Hans. /journal/amb/10.12677/amb.2015.44009Current Progress in Understanding theMechanism of Immune Regulation ofClassical Transient Receptor Potential 1(TRPC1)Teng Ma, Xikun Zhou*State Key Laboratory of Biotherapy/Collaborative Innovation Center for Biotherapy, West China Hospital,Sichuan University, Chengdu SichuanReceived: Dec. 8th, 2015; accepted: Dec. 25th, 2015; published: Dec. 28th, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractTransient receptor potential channel 1 (TRPC1) is a nonselective cation channel protein that is required for Ca2+ homeostasis. Recently, more and more evidences have certificated that TRPC1 is necessary for the cellular functions, such as cell proliferation, differentiation and apoptosis, and involved in diverse physiological processes. This paper mainly reviews the progress in under-standing the function of TRPC1 in immune regulation.KeywordsTRPC1, Ion Channel, Ca2+, Inflammation经典瞬时受体I型电位通道(TRPC1)免疫调节作用机制研究进展马腾,周西坤*四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室/生物治疗协同创新中心,四川成都*通讯作者。
马腾,周西坤收稿日期:2015年12月8日;录用日期:2015年12月25日;发布日期:2015年12月28日摘要瞬时受体电位通道(Transient receptor potential channel 1, TRPC1)是位于细胞膜上的一类非电压依赖性的阳离子通道蛋白,其主要参与细胞内Ca2+稳态的调节。
近年研究证明,TRPC1在细胞增殖、分化、凋亡等生物学行为方面起着重要的作用,与多种生理病理过程密切相关。
本文主要对TRPC1的免疫调控效应及其机制做一简要综述。
关键词TRPC1,离子通道,钙离子,炎症1. 引言瞬时受体电位(Transient receptor potential, TRP)蛋白是一类位于细胞膜上的非选择性阳离子通道。
自1989年Montell等从果蝇中克隆出第一个成员开始,目前已发现33个TRP通道超家族成员[1] [2]。
TRP 通道超家族根据同源性又可分为TRPC (classical或canonical)、TRPM (melastatin)、TRPA (ankyrin repeats)、TRPN (NomPC-like proteins)、TRPP (polycystins)、TRPV (vanilloid)和TRPML (mucolipins)等7个家族。
各个家族的调节机制其中,TRPC家族是TRP超家族的重要成员之一,包含TRPC1-TRPC7等7个成员[3]。
TRPC1是第一个被克隆的哺乳动物TRP超家族和TRPC家族成员[1]。
多项研究证实TRPC1参与了细胞迁移、细胞增殖和肿瘤转移等细胞生理生化过程[4]-[6]。
但直至目前人们对TRPC1的功能研究仍不深入,对于其是离子通道还是离子通道调节器尚存争议[3]。
本文综合近年来国内外文献报道,对TRPC1免疫功能的作用机制研究进展进行简要阐述。
2. TRPC1的生物学特征1995~1996年间,3个研究组分别克隆并初步研究了人TRPC1的一些功能[7]-[9]。
TRPC1定位于3号染色体,与果蝇同源TRP基因序列相似度为62%,蛋白序列相似度为34%。
人TRPC1具有6次跨膜的α螺旋结构域(S1-S6),其蛋白的N末端和C末端均位于胞内。
N段包含多个与锚蛋白(ankrin)结合部位,S5和S6跨膜区之间有一离子选择性的P环结构,为组成通道孔口所必需,C端包含1个功能未知的TRP标志基序(EWKFAR)为起始位点的保守氨基酸序列区和2个钙调蛋白结合结构域[1] [10]。
TRPC1在人体大多数组织均有表达,在胚胎期高表达于胎脑,成人中主要表达在心脏、脑、睾丸和卵巢等器官。
除已知TRPC1可以定位于细胞膜上,另有研究显示TRPC1还可定位于内质网和胞内囊泡。
但现在仍不清楚TRPC1在这些亚细胞结构上是否具有功能抑或仅仅是正在被转移至细胞膜的途中[11]-[14]。
TRPC1单独过表达并不具有功能,这显示其并不形成同聚物的结构[10]。
已有研究表明TRPC1可能与TRPC3、TRPC4或TRPC5结合形成有功能的类似于电压门控钙通道的四聚物结构[15]-[17]。
脂筏是由胆固醇和鞘脂组成的细胞膜脂双层内的特定的微区,其组分和结构特点有利于蛋白质之间相互作用和构象转化[18]。
TRPC1定位于脂筏,与脂筏上的小窝蛋白Cav 1 (caveolin l)相互作用被组装进入脂筏,而脂马腾,周西坤筏为TRPC1功能的发挥提供结构基础。
TRPC1的N端和C端均具有与Cav1相结合的位点,TRPC1的N端322和349氨基酸之间的基序对于TRPC1与Cav1的结合是至关重要的,此序列突变后将削弱TRPC1在细胞膜上的定位。
脂筏被破坏后TRPC1所介导的Ca2+内流随之被抑制[19] [20]。
3. TRPC1离子通道概述TRPC1可以通过受体操纵性钙离子内流(receptor-operated calcium entry, ROCE)和钙池操纵性钙离子内流(store-operated calcium entry, SOCE)两种方式发挥生物学功能。
磷脂酶C (PhospholipaseC, PLC)信号通路可以产生DAG (diacylglycerol)和IP3(Inositol triphosphate),进而诱发内质网钙库中Ca2+的释放,同时激活TRPC1等通道以增加胞内Ca2+水平[21]。
TRPC1与其他TRP亚基的结合是形成受体操纵性钙离子通道的基础。
TRPC1可与TRPC家族的所有其他成员形成有功能性的四聚物结构。
TRPC1与不同亚基组成的通道具有不同的生物学特性[1]。
SOCE是存在于部分兴奋性和大多数非兴奋性细胞中介导Ca2+内流的主要通道之一,广泛参与了机体的代谢、增殖和凋亡等多种病理和生理过程。
目前已知STIM1 (stromal interaction molecule 1)和Orial (calcium release-activated calcium modulator 1)蛋白是组成SOCE的两种必需成份。
TRPC1可与STIM1和Orial结合,其中TRPC1的天冬氨酸残基639DD640与STIM1的C端赖氨酸684KK685结合是TRPC1通道形成和激活所必需的[22]。
但TRPC1与STIM1的相互作用并不能激活SOCE,这一过程仍需要Orai1的参与[23]。
目前对于TRPC1参与SOCE组装的具体机制仍不完全清楚,尤其是其在SOCE中扮演的角色也具有争议。
激活TRPC1通道最常见的方式是胞内钙库Ca2+浓度下调。
Yuan等报道homer蛋白可以作为一个适配器连接TRPC1和IP3受体,TRPC1与IP3受体在钙库衰竭前相互结合而在衰竭后解离,进而促进Ca2+内流[24]。
当胞内Ca2+的浓度增加到一定程度时会负反馈抑制TRPC1通道来阻止钙库操纵的Ca2+内流。
Ca2+对TRPC1通道的抑制作用是通过钙调蛋白(calmodulin)来介导的,钙调蛋白可与TRPC1的C端的CaMBD2结构域(calmodulinbinding domain 2)结合灭活TRPC1介导的Ca2+内流[25]。
4. TRPC1的免疫调节作用以往人们对于TRPC1的研究主要集中于神经生物学领域,近年来开始逐渐向其他领域扩展,其中在TRPC1的免疫调节作用上进行了较为深入的研究。
4.1. TRPC1与呼吸道炎症乙酰甲胆碱作为过敏原可以诱发小鼠呼吸道高反应性和肺部炎症,Yildirim等报道与对照组相比,TRPC1敲除小鼠呼吸道高反应性更强而白细胞浸润和Th2细胞反应下调。
原代分离TRPC1敲除小鼠的脾脏细胞,其增殖能力和产生IL-2的能力均显著下降。
进一步研究发现,脾脏中生发中心的数量显著增加并伴随着血清中免疫球蛋白水平的升高,表明TRPC1参与了B细胞功能和稳态的调节[26]。
李建华等利用鸡卵白蛋白腹腔注射致敏和雾化的方法制备了小鼠慢性哮喘模型,TRPC1蛋白在哮喘小鼠肺组织的支气管上皮细胞、血管平滑肌细胞及浸润的炎症细胞表达明显增强[27]。
扶招弟等检测了臭氧暴露小鼠肺炎模型组织中TRPC1的表达情况,发现TRPC1的mRNA和蛋白表达水平均与支气管肺泡灌洗液中白细胞总数、巨噬细胞、中性粒细胞等炎症细胞数量呈显著性正相关,表明TRPC1可能与小鼠肺组织炎症发病机制有关[28]。
李娜等通过建立臭氧暴露小鼠哮喘模型发现,TRPC1通道在哮喘个体的高水平表达与气道重塑和慢性气道炎症的发生发展密切关联[29]。
上述研究表明TRPC1可能与哮喘发病机制密切相关。
马腾,周西坤本课题组先前研究结果显示,一种重要的革兰氏阴性病原菌,绿脓杆菌,感染细胞后可以引发Ca2+流的变化且该变化可被TRPC1蛋白所调节;同时,TRPC1基因敲除小鼠感染后显示出很高的易感性和致死率。