索婷姣 蔣麗娜 趙自剛 （河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，張家口 075000）

瞬時(shí)受體電位（transient receptor potential，TRP）通道由700~2 000 個(gè)氨基酸殘基組成，位于細(xì)胞膜或胞內(nèi)細(xì)胞器膜上的一類重要的非選擇性陽離子通道，在研究果蠅光反應(yīng)異常突變時(shí)發(fā)現(xiàn)。目前，哺乳動(dòng)物TRP 通道家族可分為6 大亞家族，共28 種通道蛋白，具體包括 TRPC（TRP canonical）、TRPV（TRP vanilloid）、TRPM（TRP melastain）、TRPA（TRP ankyrin）、TRPP（TRP polycystin）和 TRPML（TRP mucolipin）通道亞家族。在諸多TRP 亞家族中，TRPM 通道分布最廣泛，生物學(xué)功能最多樣。TRPM亞家族包括TRPM1~TRPM8等8個(gè)成員。TRPM2通道是新近發(fā)現(xiàn)的一種非谷氨酸依賴性離子通道，通過介導(dǎo)陽離子內(nèi)流，尤其是Ca2+，參與體內(nèi)諸多信號(hào)通路的調(diào)節(jié)過程，從而參與多種病理過程中炎癥反應(yīng)的發(fā)生與進(jìn)展，進(jìn)而參與非感染性因素、感染性因素引起炎癥相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展。本文主要綜述TRPM2通道參與炎癥反應(yīng)，以及在炎癥反應(yīng)相關(guān)疾病中作用的研究進(jìn)展。

1 TRPM2通道的結(jié)構(gòu)與分布

1.1 TRPM2 通道的結(jié)構(gòu) 人類TRPM2 基因位于21q22.3 號(hào)染色體，由32 個(gè)外顯子組成，大小約為90 kb；TRPM2蛋白包含1 503個(gè)氨基酸（小鼠和大鼠均為1 507 個(gè)），分子質(zhì)量為170 kD。TRPM2 蛋白約含700 個(gè)氨基酸的N 末端區(qū)域，以及與之相連約300 個(gè)氨基酸的6 次跨膜結(jié)構(gòu)、約100 個(gè)氨基酸的高卷曲螺旋區(qū)域（coiled-coil region，CCR）、約30 個(gè)短氨基酸的連接區(qū)域以及其特有的約含300個(gè)氨基酸的C 末端腺苷二磷酸核糖（adenosine diphosphate ribose，ADPR）焦磷酸酶同源結(jié)構(gòu)域構(gòu)成［1］。作為6次跨膜蛋白（S1-S6），TRPM2 通道的離子通透區(qū)域位于S5 和S6 之間，其N 末端和C 末端均位于細(xì)胞內(nèi)。另有由25個(gè)氨基酸構(gòu)成相對保守、獨(dú)特的TRP結(jié)構(gòu)域，位于 S6 尾端的 C 末端。C 末端含有與 ADPR 焦磷酸酶NUDT9 高度同源的水解酶結(jié)構(gòu)域（NUDT9 homology domain，NUDT9-H，也稱Nudix 樣結(jié)構(gòu)域），用以結(jié)合ADPR，使通道開放，引起Na+、K+、Ca2+等陽離子進(jìn)入細(xì)胞［2］。

1.2 TRPM2通道的分布 TRPM2通道幾乎分布于所有的組織和細(xì)胞。具體的組織如腦、骨髓、胰腺、胃、腸、骨骼肌、脂肪、心臟、血管、胎盤等，其中大腦表達(dá)最高，而且在海馬體、大腦皮層、丘腦和中腦等組織中均有分布；具體細(xì)胞包括內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、心肌細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和胰島細(xì)胞等，其中樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DCs）表達(dá)最高［3］。

1.3 TRPM2 通道的激活和抑制 研究表明，氧化應(yīng)激過程中TRPM2依賴ADPR/聚ADP核糖聚合酶1（poly ADP-ribose polymerase 1，PARP-1），引起 Ca2+內(nèi)流［4］。TRPM2通道門控劑的潛在來源是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）糖水解酶，例如外切酶CD38。細(xì)胞內(nèi)外的CD38 通過水解 NAD+產(chǎn)生 cADPR 和 ADPR，激活TRPM2 通道。H2O2通過線粒體的 cADPR/ADPR 或PARP-1/PARG 途徑，協(xié)同激活TRPM2 通道。因此，ADPR 被認(rèn)為是TRPM2 通道最有效的激活劑。TRPM2通道的其他激活劑包括NAD、四氧嘧啶以及活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）、活性氮自由 基（reactive nitrogen species，RNS）和 H2O2等［5-6］。以上激活劑通過直接或間接的方式激活TRPM2 通道，引起相應(yīng)的生理或病理作用。其中，ROS 誘導(dǎo)的PKC激活和TRPM2-S的Ser39磷酸化，使TRPM2-S與 TRPM2 的解偶聯(lián)，解除了 TRPM2-S 對 TRPM2 的抑制，引起TRPM2通道開放［3］。

TRPM2 通道的拮抗劑包括鄰氨基苯甲酸（anthranilic acid，ACA）、12-deacetylscalaradial（DSD）、氟滅酸（flufenamic acid，F(xiàn)FA）、克霉唑和姜黃素、單磷酸腺苷（adenosine monophosphate，AMP）、8-溴-環(huán)二磷酸腺苷核糖（8-bromo-cyclodiphosphate ribose，8-Br-cADPR）和2-氨基乙氧基二苯（2-aminoethoxydiphenyl borate，2-APB）、還有一些金屬陽離子等［7-9］，目前尚無特異性拮抗劑。因此，深入研究、開發(fā)TRPM2 特異性抑制劑，有助于更好地了解TRPM2功能。

2 TRPM2通道參與炎癥反應(yīng)的免疫學(xué)基礎(chǔ)

2.1 激活TRPM2通道通過免疫細(xì)胞啟動(dòng)炎癥反應(yīng)的作用 鑒于TRPM2 通道在單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、DCs、T 淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞中大量表達(dá)［10］，且TRPM2通道通過控制外源性細(xì)菌衍生肽和內(nèi)源性炎癥趨化因子，引起中性粒細(xì)胞、DCs和巨噬細(xì)胞定向遷移，故TRPM2通道在炎癥發(fā)生中的作用受到關(guān)注。

當(dāng)發(fā)生細(xì)菌感染或組織損傷導(dǎo)致細(xì)胞損傷、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)時(shí)，細(xì)胞因子、趨化因子和CD38、NAD+底物在炎癥部位蓄積，CD38 將NAD+轉(zhuǎn)化為Ca2+、cADPR和ADPR，激活TRPM2通道，細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流，并與趨化因子受體連接協(xié)同，而持續(xù)Ca2+信號(hào)誘導(dǎo)細(xì)胞骨架肌動(dòng)蛋白的重排，并允許中性粒細(xì)胞遵循趨化梯度進(jìn)入炎癥部位。因此，在炎癥反應(yīng)發(fā)生過程中，激活TRPM2 通道促進(jìn)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生IL-8、IL-6、IL-10 以及 TNF-α，促進(jìn)炎癥反應(yīng)；抑制TRPM2 通道可以抑制中性粒細(xì)胞聚集與遷移，進(jìn)而減輕炎癥反應(yīng)［11］。在硫酸葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodium，DSS）誘導(dǎo)結(jié)腸炎的小鼠炎癥腸病模型中，敲除TRPM2 基因，明顯減少了C-X-C 趨化因子配體2（C-X-C motif chemokine ligand 2，CXCL2）表達(dá)、中性粒細(xì)胞浸潤，并緩解了重癥結(jié)腸炎的癥狀［12］。血管內(nèi)皮細(xì)胞（vascular endothelial cells，VECs）作為血管內(nèi)皮屏障的重要介質(zhì)，在炎癥損傷部位，大量產(chǎn)生的ROS，誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞和VECs 的TRPM2通道激活，細(xì)胞內(nèi)Ca2+增加，引起VECs損傷、血管通透性增加，同時(shí)中性粒細(xì)胞遷移能力增強(qiáng)，通過內(nèi)皮屏障，遷移到組織，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)與水腫形成［13］。

抑制T細(xì)胞的TRPM2通道活化，減少Ca2+內(nèi)流，進(jìn)而可以阻止刀豆蛋白A（concanavalin A，ConA）介導(dǎo)的 T 細(xì)胞死亡，從而影響 T 細(xì)胞的增殖能力［14］。激活DCs 的TRPM2 通道，促進(jìn)了DCs 的分化和遷移，而缺乏TRPM2 的DCs 則表現(xiàn)為成熟受損和趨化因 子 激 活 的 定 向 遷 移 受 損［11，15］。 H2O2通 過 激 活TRPM2 通道，引起Ca2+內(nèi)流，在單核細(xì)胞中觸發(fā)Pyk2 磷酸化，從而以Ras 依賴的方式活化Erk，誘導(dǎo)Rela 核轉(zhuǎn)位，進(jìn)而激活趨化因子IL-8/CXCL8 基因轉(zhuǎn)錄［16］。在人 U937 單核細(xì)胞系，TRPM2 通道活化介導(dǎo)了趨化因子產(chǎn)生，進(jìn)一步誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞的遷移和浸潤，引起組織損傷。siRNA 敲低TRPM2 表達(dá)，導(dǎo)致H2O2介導(dǎo)的Ca2+缺乏，從而減少隨后的核因子κB（nuclear factor κB，NF-κB）激活I(lǐng)K-8/CXCL8 趨化因子的基因轉(zhuǎn)錄［12］?？梢?，TRPM2 通道介導(dǎo)的 Ca2+內(nèi)流是ROS 刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的重要機(jī)制。此外，TRPM2 抑制劑FFA 通過調(diào)節(jié)Ca2+抑制了肥大細(xì)胞脫顆粒，減少炎癥反應(yīng)，改善食物過敏反應(yīng)［17-18］。

上述研究表明，TRPM2 激活導(dǎo)致持續(xù)的Ca2+內(nèi)流、免疫細(xì)胞定向遷移、細(xì)胞因子產(chǎn)生，加劇炎癥反應(yīng)和組織損傷；免疫細(xì)胞TRPM2通道的活化參與了炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)過程。

2.2 激活TRPM2 通道通過NLRP3 炎癥小體活化參與炎癥反應(yīng)的作用 核苷酸結(jié)合寡聚域樣受體蛋 白 3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3，NLRP3）炎癥小體活化參與多種病理過程中炎癥反應(yīng)的發(fā)生過程，TRPM2 通道活化參與了ROS 依賴性NLRP3 活化的過程，在NLRP3炎癥小體活化過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。研究表明，TRPM2 介導(dǎo)了脂質(zhì)體/晶體誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的NLRP3炎癥小體激活、IL-1β 釋放，引起炎癥反應(yīng)；TRPM2缺乏的巨噬細(xì)胞，NLRP3 炎癥小體活化和IL-1β 分泌的能力嚴(yán)重受損［19］。同樣，TRPM2-KO 或抑制TRPM2 通道消除了巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中ROS 依賴的 NLRP3 炎癥小體活化［20］。TRPM2 缺乏能夠降低由尿酸單鈉（monosodium urate，MSU）晶體誘導(dǎo)的NLRP3炎癥小體活化，從而減弱了MSU 晶體引起的炎癥反應(yīng)［21］。高滲透壓或氧化應(yīng)激引起的TRPM2通道激活，有助于角膜上皮細(xì)胞NLRP3 炎癥小體激活和IL-1β 高表達(dá)，提示TRPM2 可能抑制高滲透壓誘導(dǎo)的角膜上皮炎癥［22］。高血糖激活TRPM2通道，介導(dǎo)Ca2+內(nèi)流引起p47 phox 活化，增加ROS 生成及其與硫氧還蛋白相互作用蛋白介導(dǎo)的NLRP3 炎癥小體活化，引起炎癥反應(yīng)，是導(dǎo)致2型糖尿病的關(guān)鍵因素［23］。非感染因素引起肺損傷的研究發(fā)現(xiàn)，ROS通過激活TRPM2 通道介導(dǎo)NLRP3 活化參與了機(jī)械通氣引起的肺損傷，以及PM2.5 暴露引起的肺損傷［24-25］。在氧糖剝奪（oxygen-glucose deprivation，OGD）引起PC12 細(xì)胞損傷的模型上，敲低TRPM2 通道，抑制了 PC12 細(xì)胞的 NLRP3 活化、CSCL2 表達(dá)以及ROS 含量，從而降低炎癥反應(yīng)與細(xì)胞損傷［26］。在小鼠癲癇模型上，TRPM2-KO 顯著降低了海馬組織NLRP3 活化、CXCL2 mRNA 表達(dá)以及炎癥細(xì)胞因子IL-1β、TNF-α 等表達(dá)，從而降低神經(jīng)炎癥反應(yīng)，改善神經(jīng)功能［27］。體外抑制TRPM2表達(dá)，降低了白癜風(fēng)患者來源的角化細(xì)胞以及T 淋巴細(xì)胞的NLRP3 表達(dá)，降低T淋巴細(xì)胞因子的產(chǎn)生［28］。此外，在淀粉樣蛋白β 引起小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)的過程中，TRPM2通道活化也參與了 ROS 引起 NLRP3 的活化［29］。以上研究均提示，TRPM2 通道活化參與了多種因素誘導(dǎo)的NLRP3 炎癥小體活化、炎癥細(xì)胞因子分泌及炎癥反應(yīng)的發(fā)生、發(fā)展。因此，靶向TRPM2通道，可能有效治療與NLRP3 炎癥小體活化相關(guān)的炎癥疾病［20］。

2.3 激活TRPM2通道抑制炎癥反應(yīng)的作用 與前述研究報(bào)道不同的是，在許多病理過程中，激活TRPM2 通道反而會(huì)發(fā)揮抑制炎癥反應(yīng)的作用。研究發(fā)現(xiàn)，激活巨噬細(xì)胞TRPM2 通道，促進(jìn)Ca2+內(nèi)流，通過吞噬細(xì)胞膜去極化抑制了NADPH 氧化酶（NADPH oxidase，NOX）介導(dǎo)的ROS 產(chǎn)生，進(jìn)一步減輕炎癥反應(yīng)［30］；在腹腔注射脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）30 mg/kg，小鼠中，野生型（wild type，WT）小鼠存活率是 TRMP2-KO 小鼠的 5 倍；TRPM2 缺陷增加了趨化因子配體 2、IL-6 和 TNF-α 等的表達(dá)，促進(jìn)了炎癥反應(yīng)；TRPM2 通道活化抑制了巨噬細(xì)胞NOX 介導(dǎo)的ROS 產(chǎn)生，進(jìn)而抑制LPS 誘導(dǎo)的肺部炎癥反應(yīng)和損傷。針對盲腸結(jié)扎穿孔（cecal ligation and puncture，CLP）致膿毒癥小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，注射 CLP 后 24 h，TRPM2-KO 小鼠的血液、肝、肺和脾臟細(xì)菌負(fù)荷顯著多于WT 小鼠，死亡率增加，死亡率與細(xì)菌負(fù)荷呈正相關(guān)；TRPM2 通過增強(qiáng)免疫細(xì)胞的細(xì)菌殺傷能力提高宿主的防御能力，該作用是通過調(diào)節(jié)血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的［31］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在CLP 后，TRPM2-KO 小鼠腹膜巨噬細(xì)胞自噬、HO-1 活性降低，HO-1誘導(dǎo)劑在CLP 處理后的TRPM2-KO 小鼠腹膜巨噬細(xì)胞自噬、細(xì)菌清除率和存活率均增加，說明TRPM2通過HO-1增加腹膜巨噬細(xì)胞自噬提高清除細(xì)菌的能力［32］。

與上述研究相似的是，TRPM2 通道在不同細(xì)菌引起的感染性疾病也發(fā)揮了抑制炎癥反應(yīng)的作用。氣管滴注銅綠假單胞菌（pseudomonas aeruginosa，PA）攻擊后，與 WT 小鼠相比，TRPM2-KO 小鼠肺組織PA 保留率顯著增加、死亡率更高，該作用與定位在肺泡巨噬細(xì)胞吞噬體的TRPM2通道活化、增強(qiáng)吞噬體的酸化作用、進(jìn)而提高巨噬細(xì)胞的殺菌能力有關(guān)［33］。在大腸桿菌引起的敗血癥小鼠模型上，TRPM2-KO 小鼠表現(xiàn)出高死亡率，巨噬細(xì)胞清除細(xì)菌的能力減弱，引起宿主防御入侵細(xì)菌的能力下降，加重炎癥反應(yīng)；TRPM2 缺失不會(huì)直接影響溶酶體酸化，但可能會(huì)影響溶酶體與含大腸桿菌吞噬體的融合，從而降低巨噬細(xì)胞的殺菌能力；增加胞質(zhì)Ca2+濃度可以恢復(fù)TRPM-KO 小鼠腹膜巨噬細(xì)胞的殺菌活性，說明TRPM2通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞吞噬體成熟，在消除入侵的病原體中起著至關(guān)重要的作用［34］。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，TRPM2-KO 小鼠清除大腸桿菌能力降低的機(jī)制與骨髓中性粒細(xì)胞清除細(xì)菌的能力下降低以及分泌釋放彈性蛋白酶減少有關(guān)［35］。小鼠感染李斯特氏菌后，TRPM2-KO 小鼠中性粒細(xì)胞耗竭，對李斯特菌的清除能力下降，中性粒細(xì)胞TRPM2 通道缺乏促進(jìn)了細(xì)菌在小鼠的脾臟和肝臟中的傳播，肝膿腫數(shù)量增加，加重局部和全身炎癥反應(yīng)［36］。此外，長期感染幽門螺桿菌后，TRPM2-KO小鼠ROS、炎癥細(xì)胞因子產(chǎn)生增多，巨噬細(xì)胞氧化應(yīng)激增強(qiáng)，進(jìn)而表現(xiàn)出增加的胃部炎癥和減少的細(xì)菌定植［37］。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，免疫細(xì)胞的TRPM2通道激活以及通過NLRP3 炎癥小體活化參與了炎癥反應(yīng)的啟動(dòng)過程，這一過程主要是在氧化應(yīng)激、晶體誘導(dǎo)等非感染性因素作用下發(fā)生的，抑制TRPM2通道活性有利于減輕炎癥反應(yīng)；在LPS、PA、大腸桿菌等細(xì)菌性感染因素參與以及CLP 引起膿毒癥的病理過程中，TRPM2 通道活化則發(fā)揮了抑制炎癥反應(yīng)的作用，與巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫監(jiān)視細(xì)胞清除細(xì)菌的能力增強(qiáng)有關(guān)?？梢?，不同致病因素引起TRPM2通道活化在炎癥反應(yīng)中的作用不同，相關(guān)機(jī)制仍需要深入研究。作為感染性因素引起重度炎癥反應(yīng)的代表，膿毒癥的死亡率取決于感染的嚴(yán)重程度和宿主對感染的反應(yīng)，針對TRPM2 通道，對膿毒癥進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)、進(jìn)而干預(yù)炎癥反應(yīng)，可能為膿毒癥的治療提供新的治療策略。此外，非感染因素以及繼發(fā)性感染引起的炎癥反應(yīng)失控是重癥失血性休克難治的關(guān)鍵因素，且在失血性休克發(fā)生過程中，伴有急性失血引起的氧化應(yīng)激、腸源性感染，鑒于TRPM2 通道在炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用，故推測TRPM2 通道可能在失血性休克的發(fā)生發(fā)展中也具有重要的作用，但未見相關(guān)報(bào)道。今后應(yīng)加強(qiáng)TRPM2 通道在失血性休克發(fā)展進(jìn)程中的作用與機(jī)制研究，可能為防治重癥失血性休克提供新的思路。目前對于TRPM2 通道活化在炎癥反應(yīng)中的作用表現(xiàn)為兩種相反態(tài)度，這可能與細(xì)胞內(nèi)［Ca2+］變化后的病理生理作用密切相關(guān)。相信深入研究TRPM2通道活化通過引起［Ca2+］變化進(jìn)而參與炎癥反應(yīng)的機(jī)制，可進(jìn)一步拓展靶向TRPM2通道的藥物靶點(diǎn)，并為炎癥相關(guān)疾病提供新的治療策略。