季 佳 馬真明 和 塍 朱暢榮 周文君 黃小蘭 李佳佳 李素華*

（1西南林業(yè)大學生命科學學院，云南昆明 650224；2云南省尋甸縣塘子街道辦事處畜牧科，云南昆明 655200；3云南省怒江州動物疫病預防控制中心，云南怒江 673200；4云南省西雙版納州動物疫病預防控制中心，云南西雙版納 666100；5齊魯動物保健品有限公司，山東濟南 250000）

胎兒脊柱、四肢、顱骨及胚牙的鈣化需要有足夠的鈣鹽，且胎兒的鈣營養(yǎng)全部來源于母體。研究顯示，母體在妊娠后期向胎兒轉運Ca2+的速度迅速增加，以滿足胎兒骨骼鈣化的需要[1]。為了滿足胎兒的鈣需求，妊娠期間母體的鈣代謝將發(fā)生適應性調節(jié)。胚泡著床后，胎盤逐漸形成，胎盤附著于子宮壁，通過臍帶和胎兒相連，臍帶是母體與胎兒之間進行物質交換的唯一器官，胎兒需要的鈣全部經(jīng)胎盤組織來自母體循環(huán)。母體—胎兒鈣轉運由胎盤上皮細胞介導，有2種機制分別是細胞內轉運和細胞旁路吸收；由于胎兒血液鈣的濃度高于母體，鈣從母體向胎兒的轉運是經(jīng)胎盤的主動轉運過程，鈣離子通路蛋白參與了這一主動轉運過程，參與妊娠母體鈣代謝的適應性調節(jié)。

1 鈣離子通道蛋白TRPV5/TRPV6概述

鈣離子通路蛋白主要包括電壓門控性鈣離子通路（Voltage Dependent Ca2+Channel，VDCC），受體激活的鈣通路 （Receptor Activated Ca2+Channel，RACC）。VDCC存在于興奮性較高的神經(jīng)元細胞和肌細胞上，與細胞的興奮收縮耦聯(lián)劑神經(jīng)遞質的釋放等功能密切相關[2]。RACC根據(jù)其功能可以分為配體門控型鈣離子通路和代謝型鈣離子通路。配體門控通路為非選擇性陽離子通路，對鈣離子雖具有一定的通透性，但是主要針對Na+、K+通透。代謝型離子通路通過磷脂酰肌醇信號通路與G蛋白耦聯(lián)受體（G Protein Coupled Receptor，GPCR）相聯(lián)系，通過啟動GPCR功能開放下游的鈣離子通路。這種通路分子在不同的細胞中具有不同的名稱，如 CAN（Ca2+Activated Non-selective cation channel），CRIC（Ca2+Release Induced Ca2+entry），ROCC（Receptor Operated Ca2+Channel），SOCC（Store Operated Ca2+Channel）以及TRP（Transient Receptor Potential）[3]。TRP即瞬時性受體電位通道，可以通過構象變化形成的開放或關閉功能來控制鈣離子發(fā)生跨細胞轉運。

哺乳動物TRP通道蛋白包括6個關聯(lián)的蛋白亞家族：即 TRPC、TRPV、TRPM、TRPP、TRPN、TRPL，其中與鈣離子相關的主要是TRPC、TRPV、TRPM等3個亞家族（C代表Canonical，M代表Melastatin，V代表Vanilloid[4]）。1999年，在對非洲爪蛙光滑卵母細胞的研究中發(fā)現(xiàn)了與鈣離子跨細胞膜轉運相關的通道蛋白，這2種蛋白均具有6次跨膜結構，且在跨膜結構5和6之間存在疏水性通道，與TRP通道類似，故將其歸屬于TRP超家族中的TRPV亞家族，并將其命名為新型上皮鈣離子通道TRPV5、TRPV6[5]。早期的動物試驗中證實因其存在于上皮組織，故將其分別命名為上皮鈣通道1（Epithelial Calcium Channel，ECaC1） 和上皮鈣通道 2（Epithelial Calcium Channel，ECaC2）[6]?；?TRPV5和TRPV6與鈣代謝及其調控密切相關，二者成為近年來鈣離子跨膜轉運研究的熱點。

TRPV5蛋白由729個氨基酸構成，TRPV6蛋白由725個氨基酸構成，二者有75%的同源性，蛋白具有的“孔道”是形成高鈣離子選擇性通過的關鍵，通常4個TRPV5和（或）TRPV6單體環(huán)繞1個中央孔形成的同源（或異源）四聚體孔道[4]。

2 妊娠母體鈣代謝的適應性調節(jié)

盡管在母畜妊娠早期母體可以滿足胎兒對鈣的需求，但在妊娠晚期胎兒的鈣需求量極大，此時妊娠期母體的鈣代謝將發(fā)生適應性調節(jié)，包括增強腸道對鈣的吸收以及減少腎臟鈣的排泄。

2.1 腸道鈣吸收功能增強

同位素標記法（多采用同位素48Ca、44Ca、42Ca）研究人體鈣代謝的生理活動顯示，妊娠期間鈣的吸收主要在小腸中完成，大部分鈣吸收通過空腸和回腸末端被動運輸。Kent等[7]研究口服鈣對血清鈣和尿鈣水平的影響發(fā)現(xiàn)，妊娠期間血清1，25-(OH)2D3（1，25二羥基維生素 D3，1，25-dihydroxy-vitamin D3） 含量增加，導致腸道鈣吸收顯著增加。進一步研究表明，1，25-(OH)2D3可以通過促進相關蛋白的合成，進而促進腸鈣吸收，包括腸道維生素D依賴性鈣結合蛋白（Vitamin D-dependent Calcium-binding Protein）、鈣結合蛋白 D9k（Calbindin D9k，CaBP-D9K）。對維生素D缺乏的妊娠大鼠施以促催乳素（Prolactin，PRL），可使大鼠腸道的鈣吸收增加，因此PRL可能對腸道1，25-(OH)2D3依賴性調節(jié)有一定影響[8]。

2.2 腎臟對鈣的重吸收增加

動物妊娠期間的肌酸肝清除率和腎小球過濾率顯著增加，大鼠從妊娠第2周起尿液中鈣含量增加了近2倍[1]。尿鈣的增加反映了腸道鈣吸收的增加（吸收性高鈣尿），對飲食中的鈣攝入進行控制，使尿液中鈣含量正?；蚵缘蚚7]。進一步研究發(fā)現(xiàn)，低鈣尿與1，25-(OH)2D3含量低有關，但與PTH（甲狀腺激素，Parathyroid Hormone）、降血鈣素和鈣離子含量等因素無相關性[9]。1，25-(OH)2D3含量變化以及妊娠高血壓原發(fā)性腎小管重吸收不足，可能是引起高鈣尿的主要原因。

3 TRPV5與TRPV6在動物妊娠鈣適應性代謝中的作用

胎兒需要的鈣全部來自母體，鈣離子由母體向胎兒轉運的過程是由胎盤上皮細胞介導主動轉運過程。這一主動轉運包括3步：首先鈣離子通過通路蛋白進入細胞；然后結合到鈣結合蛋白D28K（Calbindin-D28K，CaBP-D28K）或CaBP-D9K上并彌散到基底外側膜；最后經(jīng)鈉鈣交換器1（Na/Ca exchanger 1，NCX1）和ATP依賴性質膜鈣泵1b（Plasma Membrane Ca2+-ATPase 1b，PMCA1b） 排出[10]。

妊娠母體的鈣適應性調節(jié)過程通過鈣離子通路蛋白實現(xiàn)，研究證實TRPV5、TRPV6主要存在于腎臟、胎盤、骨組織、腸道、乳腺等與細胞鈣轉運功能相關的組織。Hoenderop等[10]發(fā)現(xiàn)TRPV5基因敲除的小鼠表現(xiàn)出鈣離子重吸收減少，有明顯的高血鈣發(fā)生，提示TRPV5和TRPV6參與了上皮細胞的鈣轉運機能。Benn等[11]研究在正常飲食條件下，TRPV6敲除組和TRPV6、鈣結合蛋白D9K雙敲除組PTH水平相比正常組顯著增高，表明TRPV5和TRPV6在鈣離子代謝過程中起著非常重要的作用。

3.1 TRPV5與TRPV6對腸道鈣吸收機能的調節(jié)

雖然利用TRPV5 cDNA探針Northern blotting檢測到TRPV5基因在鼠和兔的十二指腸中有強烈的表達信號[5]，但研究顯示小腸高表達的是TRPV6。小鼠從十二指腸到回腸的小腸段TRPV6基因的mRNA的表達量不斷減少，在大腸中也可以檢測到TRPV6的mRNA[12]。盡管在鼠回腸中難以檢測到TRPV6的mRNA，但利用TRPV6抗體進行免疫組化染色表明回腸中確實存在TRPV6蛋白，此外，TRPV6蛋白也存在于腸和陣攣性上皮細胞的局部頂端膜[13]。值得一提的是，山羊空腸中的TRPV6的mRNA和蛋白含量明顯高于十二指腸，在綿羊瘤胃中也存在活躍的Ca2+吸收通道，在這些部位可以檢測到TRPV6的mRNA和蛋白的表達[14]。TRPV6基因在小腸中與CaBP-D9k和PMCA1b等鈣轉運相關蛋白共表達，提示其介導腸鈣轉運，完成腸鈣跨細胞轉運[15]。細胞內鈣離子水平與細胞分化、增殖功能息息相關，誘發(fā)TRPV6通道失活會導致細胞內鈣離子內流減少，TRPV6失活會降低低鈣飲食下小鼠的高鈣吸收效率的適應能力[16]。

3.2 TRPV5與TRPV6對腎臟鈣重吸收機能的調節(jié)

在大鼠和小鼠腎臟中，TRPV5的mRNA明顯比TRPV6的豐富，TRPV5的mRNA約為TRPV6的10～20倍[17]。在人類腎臟中TRPV6的mRNA表達水平高于TRPV5，在馬的腎臟中，也顯示出同樣的結果[18]。因此，TRPV5可能在鼠類動物中承擔重要角色，而TRPV6可能在人和馬中承擔重要角色。

TRPV5主要在大鼠和小鼠腎臟遠曲小管后半段（Distal Convoluted Tubules2，DCT2） 和集合管（Connecting Tubules，CNT）段等得到高表達，尤其是在DCT2高表達，經(jīng)過CNT后表達減少，在腎臟組織中TRPV5和其他鈣離子運輸相關的蛋白質，CaBP-D28K、NCX1和PMCA1b共同存在，表明TRPV5通道蛋白與腎臟鈣離子重吸收關系密切[19]。使用RT-PCR方法對小鼠的腎小管檢測發(fā)現(xiàn)，在髓袢升支粗段可檢測到TRPV6的表達信號，利用TRPV6特異性受體檢測也證實，外髓質中的含量高于皮質，而內髓部基本不表達，這與TRPV6主要在腎臟髓袢升支粗段和近端小管發(fā)揮作用的結論相符[20]。

3.3 TRPV5與TRPV6對胎盤鈣轉運功能的調節(jié)

TRPV5與TRPV6這2種通路蛋白均表達于胎盤，TRPV5在合胞體滋養(yǎng)層的迷路區(qū)強烈表達，而TRPV6在海綿體滋養(yǎng)層結合區(qū)顯著表達。兩者在胎盤組織中的表達，提示其直接參與母體—胎兒鈣轉運過程，實現(xiàn)母體妊娠鈣代謝的適應性調節(jié)[21]。此外，在TRPV6基因敲除小鼠模型中證實了TRPV6在母體與胎兒Ca2+轉運過程中的作用。主要在小鼠的胎盤內和胎盤外卵黃囊臟層檢測到TRPV6基因的mRNA和蛋白，且小鼠妊娠期最后4天的胎盤中可以檢測到其表達量增加約14倍，以此來滿足胎兒骨組織礦物化時Ca2+需求。TRPV6基因敲除小鼠胎兒的母體—胎兒鈣轉運比野生小鼠降低40%，TRPV6基因敲除小鼠胎兒表現(xiàn)出低血鈣和低體重。因此，TRPV6在母體—胎兒Ca2+轉運通路中發(fā)揮著重要作用。在子癇前期主要的合胞體滋養(yǎng)層可以檢測到Ca2+運輸?shù)臏p少并伴隨著TRPV5、TRPV6和其他運輸?shù)鞍椎臏p少，這表明TRPV5、TRPV6參與了驚厥前期異常胎盤Ca2+轉運。

4 結論

綜上所述，妊娠期鈣適應性調節(jié)不論是腸鈣吸收增強還是腎鈣重吸收的增強均受到1，25-(OH)2D3、維生素E2、PTH、飲食鈣等因素調控。這些調控因素同時也影響著TRPV5和TRPV6對機體生理機能的調節(jié)。