瞬時(shí)受體電位C亞族通道與心肌纖維化的研究進(jìn)展

羅芳 江力勤 張祥宇

心肌纖維化是指以心臟心肌間質(zhì)成纖維細(xì)胞過度增殖，膠原過度沉積及異常分布為特征的心肌間質(zhì)重構(gòu)。心肌纖維化過程作為心臟病變的終末階段，可導(dǎo)致心室壁僵硬，心室舒縮功能障礙。瞬時(shí)受體電位通道是位于細(xì)胞膜上的一類非特異性陽離子通道家族。瞬時(shí)受體電位C亞族通道（transient receptor potential channels，TRPC）是其中一類非選擇性鈣離子通道。在心肌纖維化，特別是心房肌纖維化中，TRPC扮演著重要角色。隨著對(duì)TRPC研究的不斷深入，其可能會(huì)成為抗纖維化治療的新靶點(diǎn)。

1 TRPC簡介

瞬時(shí)受體電位通道是位于細(xì)胞膜上的一類非特異性陽離子通道家族。最早在果蠅突變體的光感受器中被Cosens和Manning發(fā)現(xiàn)，此種果蠅在受光刺激后可引起細(xì)胞內(nèi)的鈣離子短暫升高，從而產(chǎn)生瞬時(shí)電位，由此被命名為瞬時(shí)受體電位通道。根據(jù)氨基酸序列的同源性,將已發(fā)現(xiàn)的28種哺乳動(dòng)物瞬時(shí)受體電位通道又分為:TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPP、TRPN和TRPML7個(gè)亞家族[1]。哺乳動(dòng)物中的瞬時(shí)受體電位通道在多種細(xì)胞表面均有分布，如中樞神經(jīng)細(xì)胞、泌尿道上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等。不同的瞬時(shí)電位通道對(duì)陽離子的選擇性、通透性不同。大部分瞬時(shí)電位通道主要通過調(diào)控鈣離子的內(nèi)流與釋放，參與多種生理功能的調(diào)節(jié)，包括調(diào)節(jié)血管張力、血管通透性、血管分泌功能，參與機(jī)械信號(hào)傳導(dǎo)等。其中TRPC通道這個(gè)亞族包含7個(gè)亞型（TRPC1-TRPC7），常以異聚體形式組成通道，高度表達(dá)在心肌成纖維細(xì)胞與心肌細(xì)胞上[2]。TRPC通道具有6次跨膜結(jié)構(gòu)域（S1-S2），其中氮端的S5和S6片段之間形成非選擇性陽離子通道，可允許鈣離子等陽離子通過[3]。氨基端同源性較高，其中TRPC通道的氮端具有3～4個(gè)錨蛋白樣重復(fù)結(jié)構(gòu)，通過與錨蛋白結(jié)合可以調(diào)控鈣庫的鈣離子釋放[4]。

2 TRPC通道激活機(jī)制

TRPC通道是一種位于非興奮性細(xì)胞上的非電壓門控陽離子通道，主要滲透鈣離子。它的激活受多種因素調(diào)控，包括溫度，機(jī)械牽張，剪切力，滲透壓，氧化應(yīng)激產(chǎn)物及一些內(nèi)、外源性配體和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子等。其激活方式主要有兩種：當(dāng)內(nèi)外源性配體和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合，激活膜上的Gq蛋白，然后Gq蛋白激活磷酸脂酶β/γ，將膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解生成4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油[4]。二酰甘油直接與TRPC通道上的受體結(jié)合，引起鈣離子內(nèi)流，即受體操作性鈣離子通道，TRPC3、TRPC6、TRPC7 通道屬于這類激活方式[5]。第二種則是細(xì)胞內(nèi)IP3升高，作用于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或肌漿網(wǎng)上的IP3受體，引起鈣離子內(nèi)流，當(dāng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或肌漿網(wǎng)內(nèi)鈣離子耗竭后，TRPC通道激活，引起鈣離子內(nèi)流，TRPC1、TRPC4、TRPC5 通道屬于這類激活方式[6-8]。

3 TRPC通道在心肌纖維化中的作用

3.1 心肌纖維化特點(diǎn) 心肌纖維化機(jī)制復(fù)雜多樣，主要認(rèn)為與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)、調(diào)控性細(xì)胞因子、氧化應(yīng)激、內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、細(xì)胞內(nèi)鈣離子等存在密切關(guān)系[9-13]。心肌纖維化是以心臟心肌間質(zhì)成纖維細(xì)胞過度增殖，膠原過度沉積及異常分布為特征的心肌間質(zhì)重構(gòu)[14]。心肌纖維化導(dǎo)致Ⅰ型膠原增多，但Ⅲ型膠原增多不明顯，因此Ⅰ型與Ⅲ型膠原的比值發(fā)生變化[15]。心肌這種病理變化在多種心血管疾病中均存在，并且不可逆，是心律失常、心肌梗死、心力衰竭、心肌炎等心臟疾病終末期的共同表現(xiàn)。心肌的纖維化又可進(jìn)一步導(dǎo)致心臟收縮與舒張功能下降，從而進(jìn)一步加重病情。

3.2 心肌成纖維細(xì)胞TRPC通道的發(fā)現(xiàn) TRPC通道在心室肌、心房肌成纖維細(xì)胞中均有表達(dá)。Du等[16]在小鼠心房和心室肌成纖維細(xì)胞中檢測(cè)到了TRPC1、TRPC3、TRPC4、TRPC6 通道的 mRNA 表達(dá)。Harada[17]等在人類心臟冠狀動(dòng)脈搭橋后的心房組織的心肌成纖維細(xì)胞中檢測(cè)到TRPC3蛋白，TRPC3在人類心室成纖維細(xì)胞中也有分布。Ikeda等[18]在人類的心室成纖維細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了TRPC1、TRPC3、TRPC4、TRPC6 的存在。

3.3 TRPC通道在心肌纖維化介導(dǎo)的疾病中的作用與機(jī)制 鈣離子作為一種常見的第二信使，參與多種信號(hào)傳導(dǎo)，心肌成纖維細(xì)胞上的TRPC通道介導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流在心肌纖維化的級(jí)聯(lián)反應(yīng)中起了重要作用。TRPC通道介導(dǎo)鈣離子內(nèi)流，引起心肌成纖維細(xì)胞增殖、分化，膠原合成及纖維化形成，參與多種心血管疾病的發(fā)生發(fā)展。生理狀態(tài)下，TRPC通道于心肌成纖維細(xì)胞上低表達(dá)。病理狀態(tài)下，心肌成纖維細(xì)胞過表達(dá)，TRPC通道被激活，鈣離子內(nèi)流增加，激活鈣調(diào)磷酸酶（CaN）信號(hào)通路，誘導(dǎo)激活T細(xì)胞核因子（NFAT）信號(hào)轉(zhuǎn)錄因子，引起下游細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶磷酸化（P-ERK），從而導(dǎo)致Ⅰ型、Ⅲ型膠原組成比例增加，進(jìn)一步導(dǎo)致心肌纖維化，造成心臟結(jié)構(gòu)破壞，室壁硬化，收縮功能下降，電活動(dòng)出現(xiàn)異常，心肌缺血缺氧，最終導(dǎo)致心肌梗死、心力衰竭、心律失常等疾病。

3.3.1 心肌纖維化與心律失常 心房顫動(dòng)是常見的心律失常，其發(fā)生與心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)與電重構(gòu)密切相關(guān)。心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)是心房顫動(dòng)發(fā)生及維持的基礎(chǔ),而心房纖維化是心房結(jié)構(gòu)重構(gòu)的重要標(biāo)志。成纖維細(xì)胞增殖與分化導(dǎo)致的心肌結(jié)構(gòu)重塑，進(jìn)一步改變了心肌原有電生理結(jié)構(gòu)，使電流傳導(dǎo)出現(xiàn)折返，最終導(dǎo)致心房顫動(dòng)的發(fā)生[19]。Harada等[17]發(fā)現(xiàn)新鮮分離的大鼠心臟成纖維細(xì)胞中大量表達(dá)TRPC3通道，吡唑-3（pyrazole-3）作為選擇性的TRPC3通道阻滯劑，可抑制血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流，從而使成纖維細(xì)胞增殖減少。Harada等[17]又在培養(yǎng)的左心房心房顫動(dòng)犬的成纖維細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)TRPC3通道介導(dǎo)鈣離子內(nèi)流增加，使細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶磷酸化，進(jìn)一步導(dǎo)致心房纖維化，引起心房結(jié)構(gòu)重塑與電重構(gòu)，最終引起心房顫動(dòng)。研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，微小RNA-26（MicroRNA-26）可減少 TRPC3通道的上調(diào)和成纖維細(xì)胞活化，從而抑制心房纖維化。這是因?yàn)榛罨腡細(xì)胞核因子能夠上調(diào)TRPC通道的表達(dá)，從而促進(jìn)纖維化，而微小RNA-26具有T細(xì)胞核因子活化啟動(dòng)區(qū)的結(jié)合位點(diǎn)，可以下調(diào)TRPC通道的表達(dá)。TRPC3通道調(diào)節(jié)心肌成纖維細(xì)胞的增殖和分化，控制鈣離子內(nèi)流，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶引起心房顫動(dòng)。Zhao等[20]研究顯示，使用纈沙坦可以下調(diào)心房顫動(dòng)犬心房上的TRPC3通道，并且推測(cè)纈沙坦與AT1受體結(jié)合，抑制下游二酰甘油信號(hào)的產(chǎn)生，從而抑制TRPC3通道表達(dá)。這些研究提示，抑制TRPC通道表達(dá)，可以抑制心房纖維化的發(fā)生與進(jìn)展，這為治療心房顫動(dòng)提供新的思路與方向。

3.3.2 心肌纖維化與心力衰竭 心力衰竭是心臟結(jié)構(gòu)或功能性疾病導(dǎo)致心室充盈和（或）射血功能受損，心排血量不能滿足機(jī)體組織需要，并且伴隨一系列臨床癥狀。Kapur等[21]進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)中，首先證實(shí)內(nèi)皮素在由鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶/TRPC-6通道/轉(zhuǎn)化生長因子-β1介導(dǎo)的右心室纖維化中起到重要作用，并且可以上調(diào)α-平滑肌抗原（α-SMA）的表達(dá)，其中是α-平滑肌抗原是肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮素通過激活鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶/TRPC-6/轉(zhuǎn)化生長因子-β1通路，引起心室纖維化，并最終引起右心心力衰竭。在建立的血管閉塞性肺動(dòng)脈高壓小鼠模型中，減少小鼠體內(nèi)內(nèi)皮素的產(chǎn)生可以改善右心室功能情況，同時(shí)限制右心室纖維化，同時(shí)在野生小鼠中也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果。這些實(shí)驗(yàn)表明內(nèi)皮素在TRPC通道/轉(zhuǎn)化生長因子-β1介導(dǎo)的右心室纖維化中起到重要作用，并且可以作為未來治療右心室纖維化的靶目標(biāo)。擴(kuò)張型心肌病是一種以左心室擴(kuò)張和功能障礙為特征的心肌疾病，并且最終導(dǎo)致心力衰竭，目前藥物治療只能控制癥狀，不能從根本上治療該疾病。Kitajima等[22]的研究顯示，在擴(kuò)張型心肌病模型小鼠中發(fā)現(xiàn)，心臟TRPC3通道的表達(dá)、鈣離子/鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）活性增加。通過可透膜的二酰甘油擬似物1-油?；?2-乙?；a-甘油（OAG）或機(jī)械拉伸激活TRPC3通道，引起胞內(nèi)鈣離子增加，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)氮氧化物介導(dǎo)的活性氧的產(chǎn)生，從而引起心室擴(kuò)大與心功能下降。而使用吡唑-3—TRPC3通道選擇性抑制劑，則可以減少TRPC3通道介導(dǎo)的鈣離子內(nèi)流，從而抑制鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶Ⅱ活性，以及活性氧的產(chǎn)生，并且左心室功能也能得到改善。抑制TRPC3通道是防止擴(kuò)張型心肌病的進(jìn)展的一個(gè)有效的治療策略。心肌纖維化可最終導(dǎo)致心力衰竭，通過抑制心肌細(xì)胞上TRPC通道的表達(dá)，可以為治療心力衰竭提供新的思路。

3.3.3 心肌纖維化與心肌梗死 心肌梗死是冠狀動(dòng)脈急性、持續(xù)性缺血缺氧所引起的心肌壞死，伴有血清心肌酶活性增高及進(jìn)行性心電圖變化，并可發(fā)心律失常、休克或心力衰竭，甚至危及生命。近年來其發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)。Makarewich等[23]在建立的心肌梗死小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，心肌梗死區(qū)的TRPC1/3/4/6通道m(xù)RNA表達(dá)增加，鈣離子內(nèi)流增加，從而導(dǎo)致心肌梗死后病理性心肌肥厚與收縮儲(chǔ)備功能下降。阻斷心肌梗死后TRPC通道的表達(dá)，心臟結(jié)構(gòu)及功能有所改善。Makarewich等[23]又進(jìn)行了另一研究，研究發(fā)現(xiàn)TRPC3/4/6通道在成年貓的心肌細(xì)胞中過表達(dá)，可以引起細(xì)胞內(nèi)Ca2+內(nèi)流增加，從而誘導(dǎo)鈣調(diào)磷酸酶-活化T細(xì)胞核因子介導(dǎo)細(xì)胞肥大信號(hào)通路活化，最終導(dǎo)致心肌梗死后心臟結(jié)構(gòu)功能的改變。Hang等[24]在建立的心肌梗死大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，在使用腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子治療后，TRPC通道介導(dǎo)的心肌梗死后心功能有所改善，心肌梗死面積減小，乳酸脫氫酶活性下降。這是由于BNDF可以通過上調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2,bcl-2）的表達(dá)，同時(shí)下調(diào)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3的表達(dá)，調(diào)節(jié)原肌球蛋白相關(guān)激酶B-TRPC3/6通道介導(dǎo)的心肌梗死，最終抑制細(xì)胞凋亡?？梢姡琓RPC通道在心肌梗死過程中發(fā)揮重要作用，抑制TRPC通道的表達(dá)，可以作為未來治療心肌梗死的新方向。

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