血管內(nèi)皮細(xì)胞上經(jīng)典瞬時(shí)感受器陽離子通道C的成血管機(jī)制和作用研究進(jìn)展*

王　瑜 綜述， 周　諾審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院,南寧 530021)

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血管內(nèi)皮細(xì)胞上經(jīng)典瞬時(shí)感受器陽離子通道C的成血管機(jī)制和作用研究進(jìn)展*

王瑜 綜述， 周諾△審校

(廣西醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院,南寧 530021)

[關(guān)鍵詞]瞬時(shí)感受器陽離子通道C；內(nèi)皮細(xì)胞；成血管機(jī)制

1瞬時(shí)感受器陽離子通道C(transient receptor potential,TRPC)通道概述

TRPC通道是一類在外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布很廣泛的通道蛋白，首次發(fā)現(xiàn)于黑腹果蠅的視覺傳導(dǎo)系統(tǒng)。目前，在哺乳動物中有超過30個(gè)TRP通道家族成員被克隆。根據(jù)同源性的不同，TRP通道可以分為7個(gè)亞家族。分別是TRPC、TRPV、TRPM、TRPML、TRPP、TRPA、TRPN。這7個(gè)亞族又各自包含若干成員。其中TRPC分為7個(gè)亞族成員(TRPC1～7)，其中TRPC2在人類被證實(shí)是一種偽基因。TRPC1是最先被克隆的哺乳類TRP，可與其他TRPC亞基形成異聚體。TRPC4和TRPC5間約有65%的同源性，TRPC3、6、7之間根據(jù)組成比例的不同可以組成許多不同功能的TRPC3、6、7異聚體。TRPC3、6、7之間有大約80%的同源性。

TRPC各類亞族有相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：TRPC蛋白的N-末端和C-末端被6個(gè)跨膜區(qū)(S1～S6)分開,S5和S6間有一跨膜通道，這是TRPC的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。N-末端有2～4個(gè)錨蛋白重復(fù)序列，它與通道蛋白的細(xì)胞膜錨定有關(guān)。C-末端包含一個(gè)TRP標(biāo)志基序(EWKFAR)，與TRPC蛋白的自身調(diào)節(jié)有關(guān)[1]。TRPC通道是一種無選擇性Ca2+可通過的陽離子通道[2]。由此可見，TRPC的結(jié)構(gòu)多種多樣，這與細(xì)胞功能的多樣性有關(guān)。

2TRPC在血管內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá)

根據(jù)研究顯示，TRPC的7個(gè)成員均可表達(dá)于不同來源的內(nèi)皮細(xì)胞。最近有文獻(xiàn)報(bào)道：TRPC1、3、4、5、6亞型均表達(dá)于來自人類臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的內(nèi)皮細(xì)胞鏈(EA.hy926細(xì)胞株)[3]。例如，對TRPC4缺陷型小鼠的研究表明TRPC4參與了內(nèi)皮細(xì)胞中激動劑誘導(dǎo)的鈣內(nèi)流過程，能夠調(diào)節(jié)血管的緊張度[4]。根據(jù)Jho等[5]的研究顯示，在人的單層匯合內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)，TRPC1的過表達(dá)，會使由凝血酶和VEGF誘導(dǎo)的跨內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加。此外，不同血管床、不同動物種類來源的內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)不同的TRPC通道。例如，TRPC1和TRPC3～6在牛主動脈內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)[6]，但TRPC3不在牛肺內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)[7]。TRPC4和TRPC6不在人腸系膜動脈內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。

3TRPC的成血管作用

3.1TRPC的激活機(jī)制TRPC通道分兩種：受體操縱性離子通道(receptor-operated channel，ROC)和鈣池操縱的離子通道(store-operated channel，SOC)。ROC(主要是指TRPC3、6、7異聚體)指當(dāng)激動劑激活受體磷脂酶C(PLC)后使磷脂酰肌醇4,5二磷酸(PIP2)水解產(chǎn)生1,4,5三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)，DAG可直接激活TRPC受體[8-9]。

由于TRPC1、4、5和TRPC3、7與SOC在通道特性和功能上有許多相似之處，因此這些TRPC基因很可能就是編碼SOC的基因或者是SOC的主要組成部分[10]。細(xì)胞內(nèi)鈣池充盈狀態(tài)可調(diào)控這些TRPC通道的活性。PIP2水解產(chǎn)生IP3，而后IP3與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的IP3受體結(jié)合使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中鈣池儲存的鈣離子流向胞質(zhì)，引起鈣池衰竭。這種鈣池衰竭的信號又通過某種存在爭議的信號機(jī)制激活TRPC通道引起鈣離子內(nèi)流，使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)鈣池中的鈣離子得到補(bǔ)充。目前，至少存在4種假說解釋這種存在爭議的信號機(jī)制：(1)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能釋放一種鈣內(nèi)流因子(Ca2+influx factor，CIF)，鈣池衰竭后，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放CIF到胞質(zhì)，CIF擴(kuò)散至胞膜與TRPC結(jié)合激活TRPC通道。(2)IP3受體與TRPC通道存在結(jié)構(gòu)偶聯(lián)，鈣池衰竭后，IP3受體發(fā)生構(gòu)象改變，通過直接的蛋白與蛋白相互作用而激發(fā)TRPC受體。(3)分泌TRPC通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡，鈣池衰竭后，自動分泌TRPC通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)囊泡，囊泡與細(xì)胞膜融合會形成TRPC通道。(4)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上基質(zhì)交感蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)(stromal interaction protein，STIM1)，鈣池衰竭后，STIM1被轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞膜激活TRPC通道[11]。

3.2TRPC的成血管作用血管的生成由多種因素調(diào)節(jié)：促血管生成因子、細(xì)胞外基質(zhì)、蛋白水解酶系統(tǒng)、白細(xì)胞等。其中促血管生成因子是極其重要的組成部分。促血管生成因子主要包括成纖維細(xì)胞生長因子(FGFs)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(VEGF)、血小板源生長因子(PDGF)、轉(zhuǎn)化生長因子ɑ(TGF-ɑ)，白細(xì)胞介素(IL)等[12]。其中FGFs和VEGFs已被證實(shí)參與調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、增殖和形成管腔樣結(jié)構(gòu)。Sellke等[13]研究表明，VEGFs和FGFs可以引起和促進(jìn)在體血管生成。

目前認(rèn)為，TRPC通道可能通過兩種信號機(jī)制參與血管形成和重塑：(1)血管生長因子通過激活TRPC通道導(dǎo)致胞內(nèi)鈣離子濃度升高，從而激活成血管的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路至血管形成。(2)TRPC通道被激活后鈣離子內(nèi)流至血管內(nèi)皮細(xì)胞分泌生長因子(VEGF、PDGF等)促進(jìn)血管形成和重塑。

在早期的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，激動劑VEGF能通過各種信號機(jī)制激活TRPC通道從而刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生增殖和遷移，促進(jìn)血管的生成和重構(gòu)[10]。另有實(shí)驗(yàn)表明，用TRPC通道抑制劑SKF-96365阻斷TRPC通道，發(fā)現(xiàn)斑馬魚軀干部分的體節(jié)間血管(intersegmental vessl，ISV)的生長受到顯著的抑制，這提示TRPC通道的功能與血管的生長有著密不可分的關(guān)系[14]。早前，F(xiàn)antozzi等報(bào)道由缺氧引起的內(nèi)皮細(xì)胞增殖與TRPC4通道的表達(dá)增加有關(guān)。缺氧可以上調(diào)肺動脈內(nèi)皮細(xì)胞TRPC4的mRNA和蛋白的表達(dá)，鈣離子內(nèi)流增加，從而促使激動蛋白-1與核蛋白的結(jié)合。二者結(jié)合可促進(jìn)血管生長因子(VEGF、PDGF)的轉(zhuǎn)錄，內(nèi)皮細(xì)胞增殖，血管重塑[15-16]。Ge等[2]觀察到TRPC通道抑制劑SKF-96365能抑制由VEGF誘導(dǎo)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，而與之相關(guān)的通道可能是TRPC6。隨后研究者通過過表達(dá)TRPC6發(fā)現(xiàn)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖，利用RNA干擾技術(shù)沉默TRPC6基因發(fā)現(xiàn)能夠抑制VEGF誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖。抑制TRPC通道可抑制血管的形成[2]。在體外的成血管試驗(yàn)中，用Matrigel作為人工基底薄膜已廣泛應(yīng)用于研究內(nèi)皮細(xì)胞的血管形成[17-18]。Antigny等[19](2012年)報(bào)道利用干擾RNA的方法敲除TRPC3、4、5能很大程度的減少基質(zhì)膠誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞血管腔形成，這與減少早期自發(fā)的Ca2+振蕩有關(guān)。另外沉默TRPC3、5可以很大程度的減少內(nèi)皮細(xì)胞的增殖。Yu等[20]發(fā)現(xiàn)TRPC1在斑馬魚成血管實(shí)驗(yàn)中起重要作用。Song等[21]利用干擾RNA技術(shù)向玻璃體內(nèi)注射抑制TRPC4的藥物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其可以抑制視網(wǎng)膜的血管新生。抑制TRPC4通道可以有效地抑制VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和管腔樣結(jié)構(gòu)的形成[21]。

4問題與展望

綜上所述，TRPC確實(shí)影響了內(nèi)皮細(xì)胞的成血管作用。上述多個(gè)文獻(xiàn)報(bào)道若沉默TRPC通道可顯著影響內(nèi)皮細(xì)胞管腔樣結(jié)構(gòu)的形成。隨著研究的深入，從早期的TRPC通道的個(gè)別亞族到現(xiàn)在的TRPC1、3、4、5、6均有報(bào)道涉及。對于TRPC是如何影響內(nèi)皮細(xì)胞的成血管作用及其作用機(jī)制這個(gè)問題，可以概括為兩種信號機(jī)制，上文均有闡述。這兩種機(jī)制均與VEGF有關(guān)，可以看出VEGF在其中起到重要作用。但是否還有其他促血管生長因子受到影響或參與其中少見報(bào)道。因此，這個(gè)問題的機(jī)制到目前為止并沒有被解釋清楚，未來還需要對其影響機(jī)制及所涉及的因子、信號通道進(jìn)行更加完善的研究，使其能夠?yàn)榕R床治療提供新的途徑。目前，許多疾病伴有血管結(jié)構(gòu)及其功能的改變，因而了解血管生長機(jī)制會為治療及緩解這些疾病提供線索。TRPC通道對血管形成的影響涉及的臨床研究有很多，比如：頜面部上下頜骨牽張成骨中新骨及其牽張區(qū)域血管供應(yīng)的形成機(jī)制；腫瘤生長的血管供應(yīng)；TRPC的異常調(diào)節(jié)可導(dǎo)致心肌肥厚等。因此對于TRPC通道激活成血管機(jī)制及作用這個(gè)問題的研究有很大的臨床意義，還需做出更大的努力來為臨床治療作出貢獻(xiàn)。

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doi:·綜述·10.3969/j.issn.1671-8348.2016.17.041

*基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81470730)。

作者簡介：王瑜(1990-)，在讀碩士，主要從事顱頜面畸形的矯治?！魍ㄓ嵶髡?Tel:13978818686；E-mail:nuozhou@hotmail.com。

[中圖分類號]R783.9

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1671-8348(2016)17-2146-03

(收稿日期：2015-12-12修回日期：2016-02-06)