TRPV3在皮膚病發(fā)生及治療中的研究進(jìn)展

魏明鏡 陳文琦

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院/南京市第一醫(yī)院皮膚科,江蘇南京,210000

1 TRPV3的發(fā)現(xiàn)及簡(jiǎn)介

TRPV3是位于細(xì)胞膜上的一種對(duì)溫度敏感(31℃～39℃)且受多種化學(xué)刺激的非選擇性陽離子鈣滲透通道蛋白[1],它于2002年首次克隆,與其他TRPV通道顯示約30%～40%的序列同源性[2]。TRPV3在背根神經(jīng)節(jié)[3]、鼻腔和口腔上皮細(xì)胞[3]、腸道上皮細(xì)胞[4]和皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞中大量表達(dá),在皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞中表達(dá)最為豐富[5]。

TRPV3在人體正常生理過程中發(fā)揮多種作用,包括感知溫度、維護(hù)皮膚屏障功能、促進(jìn)毛發(fā)生長、影響神經(jīng)信號(hào)的傳遞、調(diào)節(jié)血管張力等。環(huán)境溫度升高時(shí),TRPV3通道會(huì)打開,導(dǎo)致離子通量增加,從而觸發(fā)神經(jīng)信號(hào)傳遞,引起熱感受[6]。TRPV3可直接與谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶結(jié)合形成復(fù)合物,調(diào)節(jié)生長因子信號(hào)傳導(dǎo),影響角質(zhì)細(xì)胞的增殖和分化,形成皮膚屏障[5]。并且TRPV3參與皮膚脂質(zhì)合成和分泌,對(duì)皮膚保濕和抵抗外界刺激具有重要作用[7]。TRPV3通道在毛囊的多個(gè)部位表達(dá),可與毛囊細(xì)胞相互作用并參與毛發(fā)周期的調(diào)節(jié),TRPV3過度激活可引起毛囊過早分化從而導(dǎo)致脫發(fā)[8]。TRPV3通道的激活可以導(dǎo)致神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì),從而影響神經(jīng)信號(hào)的傳遞和感知,這一機(jī)制對(duì)疼痛感知產(chǎn)生一定的調(diào)節(jié)作用[9]。TRPV3通道在血管中的表達(dá)與血管張力調(diào)節(jié)有關(guān),激活TRPV3通道可以導(dǎo)致血管舒張,促進(jìn)血液循環(huán)[10]。

越來越多的研究證明TRPV3功能突變與皮膚炎癥和瘙癢密切相關(guān),從而導(dǎo)致相關(guān)的皮膚疾病,如特應(yīng)性皮炎,Olmsted綜合征和銀屑病等炎癥性疾病[11]。使用TRPV3的激動(dòng)劑香芹酚可引起小鼠的抓撓行為,而敲除TRPV3或利用TRPV3抑制劑可緩解小鼠的皮膚瘙癢和炎癥[12]。TRPV3的功能突變會(huì)導(dǎo)致表皮金黃色葡萄球菌定植增加,血清中IgE和IL-4水平升高,CD4+T細(xì)胞浸潤增加,干擾皮膚屏障的內(nèi)穩(wěn)態(tài),抑制真皮中的毛發(fā)生長[13]。TRPV3通道的激活可觸發(fā)多種因子的釋放,包括PGE2、ATP、NO和NGF[14],加重皮膚瘙癢和炎癥反應(yīng)[15]。

2 TRPV3與特應(yīng)性皮炎

特應(yīng)性皮炎是一種慢性、復(fù)發(fā)性、炎癥性皮膚病,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及遺傳易感性、表皮功能障礙、皮膚微生物組異常、免疫失調(diào)和神經(jīng)免疫系統(tǒng),但目前尚未完全闡明,其中皮膚屏障功能障礙和免疫功能異常被認(rèn)為是關(guān)鍵因素,尤其是Th1/Th2分化失衡造成異常的細(xì)胞因子分泌[16]。特應(yīng)性皮炎患者往往伴有劇烈瘙癢,特應(yīng)性皮炎的遷延不愈對(duì)患者的身心健康造成嚴(yán)重影響,嚴(yán)重影響生活質(zhì)量[17]?；颊叱：喜⑦^敏性鼻炎、哮喘等其他特應(yīng)性疾病,故被認(rèn)為是一種系統(tǒng)性疾病。過去30年全球范圍內(nèi)特應(yīng)性皮炎患病率逐漸增加,大約15%～30%的兒童和2%～10%的成年人患有特應(yīng)性皮炎,中度至重度的患者多達(dá)20%。我國的特應(yīng)性皮炎發(fā)病率在近10年來增長迅速[18]。

由于TRPV3在維持皮膚穩(wěn)態(tài)中的發(fā)揮重要作用,越來越多的研究證明TRPV3與特應(yīng)性皮炎的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[19-21]。在2,4-二硝基氟苯(DNFB)誘導(dǎo)的特應(yīng)性皮炎小鼠模型中,TRPV3在小鼠皮膚組織中的表達(dá)水平顯著增加[19]。使用特應(yīng)性皮炎患者皮損皮膚樣本進(jìn)行的實(shí)時(shí)PCR分析也可證明TRPV3在人體皮損皮膚中表達(dá)增加[20],且特應(yīng)性皮炎患者皮膚的角質(zhì)形成細(xì)胞中TRPV3的熱誘導(dǎo)通道活性增強(qiáng)[21]。

2.1 Th2細(xì)胞因子對(duì)TRPV3通道的調(diào)節(jié) Th2型炎癥是特應(yīng)性皮炎的基本特征,不同Th2細(xì)胞因子之間的串?dāng)_導(dǎo)致TRPV3功能的增強(qiáng)[21],并且TRPV3可通過激活NF-kB上調(diào)人類角質(zhì)形成細(xì)胞對(duì)Th2炎癥的反應(yīng)[22]。TRPV3活化誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的Th2細(xì)胞因子主要是IL-31[23],Th2-TRPV3通道的連接為治療特應(yīng)性皮炎提供了廣闊的前景。

IL-31是特應(yīng)性皮炎發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵細(xì)胞因子,IL-31的過度表達(dá)可導(dǎo)致皮膚的劇烈瘙癢[24]。IL-31可通過B型促尿鈉排泄肽(B-type natri-uretic peptide,BNP)促進(jìn)TRPV3的分泌。BNP是瘙癢從感覺水平傳遞到脊髓的一種重要神經(jīng)肽,IL-31可在感覺背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元中上調(diào)BNP的合成和釋放[25]。研究證明使用BNP刺激人體角質(zhì)形成細(xì)胞,可導(dǎo)致TRPV3 mRNA水平顯著增加。IL-31誘導(dǎo)合成的BNP與角質(zhì)形成細(xì)胞上的神經(jīng)肽受體1結(jié)合,通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)和膜插入增加細(xì)胞表面的TRPV3水平,從而促進(jìn)瘙癢傳導(dǎo)。IL-31-BNP-TRPV3擴(kuò)增級(jí)聯(lián)增強(qiáng)人角質(zhì)形成細(xì)胞釋放引起特應(yīng)性皮炎患者的嚴(yán)重瘙癢的Serpin E1[26]。IL-31還可通過調(diào)節(jié)TRPV1通道間接促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞分泌TRPV3[27]。

2.2 PAR2-TRPV3通路 蛋白酶激活受體2(protease-activated receptor 2,PAR2)是一種屬于蛋白酶激活受體家族的G蛋白偶聯(lián)受體。在皮膚炎癥過程中,釋放的促炎因子可能導(dǎo)致PAR2的激活,進(jìn)而引發(fā)炎癥反應(yīng)和瘙癢感。在特應(yīng)性皮炎的發(fā)病過程中,PAR2的激活與瘙癢癥狀的發(fā)生密切相關(guān)。PAR2-TRPV3信號(hào)級(jí)聯(lián)在特應(yīng)性皮炎瘙癢中起關(guān)鍵作用[28],角質(zhì)形成細(xì)胞中PAR2信號(hào)傳導(dǎo)需要TRPV3,使用PAR2激動(dòng)劑刺激TRPV3敲除小鼠,與對(duì)照組相比,TRPV3敲除小鼠的瘙癢程度較輕[29]。PAR2作用于TRPV3上游,通過PLC-Ca2+信號(hào)使TRPV3敏化。使用實(shí)時(shí)PCR來量化PAR2過表達(dá)小鼠皮膚中TRPV3的表達(dá),與年齡匹配的野生型小鼠對(duì)照,病變小鼠皮膚中TRPV3轉(zhuǎn)錄物顯著增加[26]。PAR2和TRPV3特應(yīng)性皮炎發(fā)展中的作用也可相互獨(dú)立,Barr等[30]研究支持PAR2和TRPV3在特應(yīng)性皮炎發(fā)展相互獨(dú)立。

2.3 TRPV3在特應(yīng)性皮炎中的治療進(jìn)展 TRPV3在皮膚屏障功能和瘙癢感受中發(fā)揮重要作用,近來多種植物來源的天然TRPV3拮抗劑陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中顯示可減輕特應(yīng)性皮炎相關(guān)的瘙癢和皮膚炎癥。Kang等[31]發(fā)現(xiàn)刺蒺藜果實(shí)提取物可改善特應(yīng)性皮炎小鼠的皮膚炎癥,其作用機(jī)制與鈣通道的調(diào)節(jié)和肥大細(xì)胞的活化有關(guān)。Nam等發(fā)現(xiàn)多根螺旋體的提取物可以通過調(diào)節(jié)Orai1和TRPV3鈣離子通道的活性并抑制肥大細(xì)胞脫顆粒來治療特應(yīng)性皮炎中的異常皮膚屏障病變[32]。Qi等[33]證明兩種天然異綠原酸異構(gòu)體具有治療皮炎和慢性瘙癢的潛力。Qu等證明天然蛇床子素對(duì)TRPV3的抑制以劑量依賴性方式逆轉(zhuǎn)了炎性背側(cè)皮膚和耳水腫的嚴(yán)重程度,降低了炎性因子TNF-ɑ和IL-6的表達(dá),可減輕特應(yīng)性皮炎小鼠皮膚的瘙癢感覺[19]。Zhang等[34]證明連翹酯苷B是連翹葉的活性成分,可通過抑制NF-kB信號(hào)傳導(dǎo)抑制皮膚炎癥反應(yīng)和瘙癢,未來可應(yīng)用于特應(yīng)性皮炎的治療中。Wang等[35]證明黃芩素可通過直接抑制TRPV3的活性來改善香芹酚誘導(dǎo)的特應(yīng)性皮炎小鼠的皮膚炎癥。從植物中提取的TRPV3拮抗劑仍處于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。這些研究為治療特應(yīng)性皮炎提供了新的潛在藥物候選物,但目前還不足以將這些植物提取物和天然化合物用于臨床實(shí)踐,需要進(jìn)一步的臨床研究來確認(rèn)它們對(duì)特應(yīng)性皮炎患者的安全性和有效性。

3 TRPV3-EGFR通路與Olmsted綜合征

TRPV3的遺傳獲得功能突變可導(dǎo)致一種罕見的Olmsted綜合征先天性疾病,其特征是掌跖、口周角化病、脫發(fā)和嚴(yán)重瘙癢[36]。在一些病例中還觀察到其他癥狀,如甲營養(yǎng)不良、口腔白角化病、角膜病變等。研究表明TRPV3突變相關(guān)Olmsted綜合征患者在使用表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)抑制劑厄洛替尼后病情得到緩解,這一發(fā)現(xiàn)表明EGFR信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)于TRPV3突變引起的OS發(fā)病機(jī)制可能至關(guān)重要[37,38]。

EGFR是上皮生長因子細(xì)胞增殖和信號(hào)傳導(dǎo)的受體,通過促進(jìn)表皮細(xì)胞的增殖和遷移來促進(jìn)傷口愈合和皮膚再生。TRPV3通道與EGFR信號(hào)相互作用并調(diào)節(jié)EGFR信號(hào)傳導(dǎo),這種相互作用對(duì)于角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖和終末分化、毛發(fā)形態(tài)發(fā)生和皮膚屏障的維持至關(guān)重要。TRPV3通過Ca2+/CaMKII→TGFα/EGFR→PI3K→NF-kB信號(hào)通路促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。Cheng等[5]觀察到,缺乏TRPV3的小鼠毛發(fā)形態(tài)發(fā)生缺陷與缺乏EGFR的小鼠毛發(fā)形態(tài)缺陷極為相似,實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了TRPV3通道能通過調(diào)節(jié)TGF-α/EGFR信號(hào)傳導(dǎo)從而影響皮膚屏障建立和毛發(fā)生成。在角質(zhì)形成細(xì)胞中,TRPV3與EGFR形成信號(hào)復(fù)合物,其活性受EGFR偶聯(lián)信號(hào)通路的調(diào)節(jié)。低水平的TRPV3通道開放引導(dǎo)了鈣離子流入,以“反式激活”的方式促進(jìn)了TGF-α信號(hào)分子的產(chǎn)生,EGFR磷酸化水平升高[39],然后導(dǎo)致EGFR下游通路PI3K和NF-kB的激活,促進(jìn)細(xì)胞增殖和表皮增厚,調(diào)控皮膚屏障建立[10]。TGF-α對(duì)EGFR的激活觸發(fā)下游激酶的激活,即絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信號(hào)通路,從而產(chǎn)生最終效應(yīng)物,即細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular signal-regulated protein kinases, ERK)。EGFR對(duì)TRPV3的增敏作用是由ERK介導(dǎo)的,低水平的TRPV3誘導(dǎo)EGFR依賴性信號(hào)傳導(dǎo),進(jìn)而通過在正反饋回路中激活ERK來擴(kuò)增TRPV3[40]。

4 TRPV3與其他炎癥性皮膚病

炎癥性皮膚病是指皮膚的炎癥反應(yīng),表現(xiàn)為皮膚發(fā)紅、腫脹、瘙癢或脫屑。常見的炎癥性皮膚病,包括特應(yīng)性皮炎、銀屑病、酒渣鼻和燒傷后瘙癢,給患者帶來沉重負(fù)擔(dān)。炎癥性皮膚病的臨床表現(xiàn)各不相同,但可能具有共同的生理病理途徑。研究證明除特應(yīng)性皮炎外,其他炎癥性皮膚病也與TRPV3密切相關(guān)[41]。

TRPV3可促進(jìn)表皮增殖,表明TRPV3在促進(jìn)傷口愈合和調(diào)節(jié)瘢痕形成方面的潛力,但TRPV3的過度激活會(huì)導(dǎo)致瘙癢感。燒傷患者創(chuàng)傷愈合的過程中細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平的增加、TRPV3的表達(dá)增加,導(dǎo)致患者的瘢痕增生,同時(shí)促進(jìn)TSLP從角質(zhì)形成細(xì)胞中釋放,使瘢痕組織的瘙癢加重[42]。Kim等[43]在燒傷患者的瘢痕上使用TRPV3的激動(dòng)劑香芹酚,證明香芹酚會(huì)加重患者瘢痕的瘙癢,一般的抗組胺藥物很難減輕燒傷后的瘙癢,TRPV3的調(diào)節(jié)可能是燒傷患者瘙癢的一個(gè)可能的治療靶點(diǎn)。同時(shí)有研究發(fā)現(xiàn)濃度低于100 μM香芹醇可促進(jìn)人角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖,但在300 μM時(shí),細(xì)胞活力降低,這證明TRPV3存在非單調(diào)增殖效應(yīng),TRPV3的適度激活促進(jìn)增殖,強(qiáng)烈激活導(dǎo)致細(xì)胞死亡[10,44]。因此,找到合適劑量的TRPV3激活劑以促進(jìn)皮膚再生并最大限度地減少副作用是我們面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

酒渣鼻患者的免疫細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中TRPV3的免疫染色增加,TRPV3可能通過調(diào)節(jié)角質(zhì)形成細(xì)胞,在酒渣瘡的炎癥和纖維化過程中起作用[45]。而TRPV3與銀屑病的關(guān)系目前存在矛盾,臨床數(shù)據(jù)表明,TRPV3在銀屑病患者的角質(zhì)形成細(xì)胞中的表達(dá)顯著增加[46]。TRPV3的激活可誘導(dǎo)NO的產(chǎn)生,NO可調(diào)節(jié)血管緊張度和血管舒張,角質(zhì)形成細(xì)胞通過激活TRPV3釋放NO介導(dǎo)血管舒張進(jìn)而引發(fā)銀屑病的紅斑[47]。但?zcan等[48]采用PCR檢測(cè)銀屑病患者TRP通道的mRNA表達(dá)水平。與對(duì)照組相比,患者組的TRPV3基因表達(dá)水平降低,需要進(jìn)一步的研究證明TRPV3與銀屑病的具體關(guān)系。

5 小結(jié)與展望

TRPV3在皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞中表達(dá)最為豐富,對(duì)維持皮膚穩(wěn)態(tài)有著重要作用,TRPV3參與角質(zhì)形成細(xì)胞增殖、皮膚屏障形成、感覺傳導(dǎo)、毛發(fā)生長等生理過程,且與皮膚炎癥和瘙癢密切相關(guān)。目前越來越多的研究結(jié)果表明TRPV3在多種皮膚病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。雖然TRPV3可成為治療多種皮膚病的一個(gè)很有前景的治療靶點(diǎn),但TRPV3在瘙癢通路中的具體作用和TRPV3的臨床療效還需要進(jìn)一步證明。如何使TRPV3在治療方面發(fā)揮進(jìn)一步作用,我們?nèi)沃氐肋h(yuǎn)。