田甜

【摘 要】TRPV2通道是一種溫度敏感型TRP通道，能被高于52℃的傷害性高溫所激活，此外還可以響應(yīng)滲透壓、機(jī)械和化學(xué)等刺激，在維持機(jī)體生理功能中具有重要作用。與其他TRP通道相比，TRPV2通道的功能性研究存在重重困難，一方面是由于激活TRPV2通道的高溫刺激很難在生理?xiàng)l件下達(dá)到，另一方面由于缺乏靶向TRPV2通道的專(zhuān)一性抑制劑或激動(dòng)劑。我們綜述TRPV2通道的結(jié)構(gòu)以及生理學(xué)功能方面的研究進(jìn)展，旨在為全面了解TRPV2作用機(jī)制提供參考。

【關(guān)鍵詞】TRPV2通道；溫度感受；信號(hào)通路

0 前言

TRP通道最早發(fā)現(xiàn)在無(wú)脊椎動(dòng)物果蠅的視神經(jīng)中，當(dāng)光照射在果蠅的視神經(jīng)上，野生型果蠅發(fā)生持續(xù)性的光誘導(dǎo)電流，而一株突變體發(fā)生瞬時(shí)膜電位變化，于是將這個(gè)突變體蛋白命名為瞬時(shí)受體勢(shì)通道[1]。根據(jù)氨基酸序列相似性，將TRP通道分為：TRPC（canonical）、TRPV（vanilloid）、TRPA（ANKTM1）、TRPM（melastatin）、TRPP（polycystin）、TRPML （mucolipin）、 TRPN （NompC）七個(gè)亞家族，TRPN通道只存在于一些脊椎動(dòng)物如斑馬魚(yú)中，在哺乳動(dòng)物中不表達(dá)[2]。在TRP家族中，溫度敏感型TRP通道能夠感受溫度的變化，包括感受傷害性熱的TRPV1（≥42℃），TRPV2通道（≥52℃），感受非傷害性熱的TRPV3 （≥32℃），TRPV4（≥27℃）， 感受非傷害性冷的TRPM8（≤34℃）以及感受傷害性冷的TRPA1（≤17℃）[3]。

1 TRPV2通道的結(jié)構(gòu)

TRPV2與TRPV1序列相似性最高，最早也是作為T(mén)RPV1通道的類(lèi)似蛋白被發(fā)現(xiàn)的，為了更好地了解TRPV2通道，我們將TRPV2通道與TRPV1通道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。

如圖1所示，TRP通道結(jié)構(gòu)由N末端（NTD）、S1-S6跨膜螺旋、S5-孔道-S6結(jié)構(gòu)以及C末端（CTD）四部分組成。TRPV2通道的NTD結(jié)構(gòu)相對(duì)保守，包含六個(gè)錨蛋白重復(fù)序列（ARD），ARD中的33個(gè)殘基通過(guò)蛋白互作在細(xì)胞通路、構(gòu)建細(xì)胞骨架、轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞內(nèi)定位中起著重要的作用[6]。TRPV1通道的ARD（大約263個(gè)氨基酸）是三磷酸腺苷（ATP）或鈣調(diào)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，而TRPV2通道的ARD（大約246個(gè)氨基酸）并不能結(jié)合ATP或鈣調(diào)蛋白[7]。

在TRPV1與TRPV2通道中，位于錨蛋白重復(fù)序列和跨膜螺旋之間的連接區(qū)保守，連接區(qū)不僅在離子通道的溫度感受中起重要作用[8]，同時(shí)也建立了ARD、跨膜蛋白和附近啟動(dòng)子之間的通信網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示，TRPV2通道連接區(qū)的螺旋環(huán)螺旋（HLH）與S1前段螺旋（Pre-S1-Helix）構(gòu)成了一個(gè)類(lèi)似于V型的搖籃，剛好能夠容納位于細(xì)胞膜與胞質(zhì)交界處的TRP 區(qū)域。TRP 區(qū)域像是夾在連接區(qū)與S1前段螺旋之間的三明治，起著細(xì)胞膜內(nèi)外信息交流的作用。TRPV1通道的TRP 區(qū)域與S6螺旋形成一個(gè)直接穩(wěn)定的螺旋結(jié)構(gòu)，而TRPV2通道的S6螺旋通過(guò)一個(gè)環(huán)連接到TRP區(qū)域，意味著TRPV2通道的"偶聯(lián)"程度比TRPV1低。

2 TRPV2通道的生理學(xué)功能

表達(dá)在免疫系統(tǒng)中的TRPV2通道通過(guò)蛋白激酶A （PKA） 信號(hào)途徑，參與物理刺激引起的肥大細(xì)胞脫顆粒作用[9]。如圖2所示，PKA連接蛋白ACBD3先與TRPV2通道結(jié)合，將TRPV2通道連接到PKA上，使TRPV2通道在肥大細(xì)胞中被磷酸化激活，TRPV2通道的激活使胞內(nèi)鈣離子濃度升高，從而促進(jìn)肥大細(xì)胞脫顆粒[9]。TRPV2通道也通過(guò) PI3K信號(hào)途徑參與了巨噬細(xì)胞的吞噬作用，淋巴細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，以及胰島素的分泌。TRPV2通道通過(guò)PI3K信號(hào)途徑移位到細(xì)胞膜上，使細(xì)胞膜去極化，然后募集 Src 激酶， akt 激酶和蛋白激酶C到吞噬體上，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬作用[10]。TRPV2通道通過(guò)PI3K信號(hào)途徑與其他離子通道在免疫突觸處形成聚合體，促進(jìn)淋巴細(xì)胞的生長(zhǎng)[11]。溶血磷脂能夠誘導(dǎo)TRPV2通道移位到細(xì)胞膜上，使胞內(nèi)鈣離子濃度升高，高濃度的鈣離子促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞的繁殖[12]。在胰腺β細(xì)胞中TRPV2通道參與調(diào)節(jié)胰島素分泌，胰島素能激活PI3K，刺激TRPV2通道從胞內(nèi)移位到細(xì)胞膜上，使鈣離子濃度升高，鈣離子的流入又能進(jìn)一步促進(jìn)胰島素的分泌[13]。最近的一項(xiàng)研究報(bào)道，TRPV2通道可能通過(guò)鈣調(diào)磷酸酶依賴性途徑，調(diào)節(jié)棕色脂肪細(xì)胞的產(chǎn)熱和分化[14]。如圖2所示，TRPV2通道介導(dǎo)的鈣離子流入能夠激活鈣調(diào)磷酸酶，從而維持產(chǎn)熱基因的正常表達(dá)。而在TRPV2-/-小鼠中，產(chǎn)熱基因表達(dá)水平下降，脂肪組織增加，不能維持體溫[14]。除了維持產(chǎn)熱基因的正常表達(dá)，TRPV2通道也抑制棕色脂肪細(xì)胞的早期分化，在TRPV2-/-小鼠中，棕色脂肪細(xì)胞分化速度加快[15]。

3 討論

綜上所述，TRPV2通道廣泛地表達(dá)在組織和細(xì)胞中，能夠通過(guò)PKA、IP3K等信號(hào)途徑參與機(jī)體生理功能。由于機(jī)體復(fù)雜的內(nèi)環(huán)境以及缺乏專(zhuān)一性抑制劑和激動(dòng)劑，現(xiàn)有的工作大部分是使用基因敲除研究TRPV2通道的功能，或者使用TRPV2非專(zhuān)一性激動(dòng)劑和抑制劑檢測(cè)通道可能參與的生理學(xué)過(guò)程，導(dǎo)致一些問(wèn)題仍未解決，例如TRPV2通道能夠維持產(chǎn)熱基因的正常表達(dá)以及抑制棕色脂肪細(xì)胞早期分化，那么這種作用所依賴的上下游途徑是怎樣的？TRPV2通道在≥52℃高溫下被激活，體內(nèi)很難達(dá)到這么高的溫度刺激，TRPV2通道在體內(nèi)是怎樣行使溫度感受的功能？這些機(jī)制都需要進(jìn)一步研究，相信隨著TRPV2通道蛋白冷凍電鏡結(jié)構(gòu)的解析以及越來(lái)越多地研究手段的出現(xiàn)，TRPV2通道功能機(jī)制也將越加清晰。

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]