经典瞬时受体电位C亚族5与动脉粥样硬化发生发展的关系

季一楠 郭瑞威

[摘要]经典瞬时受体电位通道C亚族5（TRPC5）是细胞膜上的一种非选择性阳离子钙库操纵性通道蛋白。在血管平滑肌细胞的迁移和增殖、内皮细胞的损伤和功能障碍、脂质的沉积等动脉粥样硬化形成过程中具有重要意义。本文就TRPC5的分子结构、通道激活机制和在动脉粥样硬化的发生发展中的作用作一综述。

[关键词]经典瞬时受体电位C亚族5;内皮细胞;脂质;动脉粥样硬化

中图分类号：R541.4

文献标识码：A文章编号：1009-816X（2019）01-0082-03

动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是冠心病的主要发病机制，在发达国家被称为“头号杀手”，我国AS患病率正呈上升趋势，心、脑血管疾病死亡人数日益增加。钙信号传导是一种复杂且多样化的系统，用于许多细胞过程和细胞信息的传递。研究发现，经典瞬时受体电位C亚族5（canonical transient receptor potential channel 5，TRPC5）是起源于细胞膜的一种非选择性阳离子钙库操纵性通道（store-operated channels，SOCs）蛋白，参与了动脉粥样硬化的发生机制，包括血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell，VSMC）的迁移和增殖、内皮细胞（endothelial cells，EC）的损伤和功能障碍、脂质的沉积等。本文就TRPC5的分子结构、通道激活机制和在动脉粥样硬化的发生发展中的作用作一综述。

1TRPC5的基本结构和表达

1969年，Cosens在研究果蝇突变体视觉传导缺陷时，首次发现了瞬时受体电位（transient receptor potential，TRP）[1]。TRP通道是存在于细胞膜上的一类重要阳离子通道，以四聚体的形式发挥功能，每个亚基包含6个跨膜结构域（S1-S6），细胞内的N端和C端在不同亚家族胞内区包含不同的保守结构域[2]。哺乳动物中存在28类不同TRP通道，依据氨基酸序列的同源性可划分为7个亚族，分别为TRPML、TRPC、TRPV、TRPM、TRPP、TRPA和TRPN[3]。TRPC是最早被发现的TRP成员，在心血管系统中普遍表达。哺乳动物的TRPC家族包括7个亚型：TRPC1、TRPC2、TRPC3、TRPC4、TRPC5、TRPC6 和TRPC7[4]。研究发现TRPC5通道蛋白在与心血管系统相关的多种细胞中均有表达，包括平滑肌细胞、内皮细胞、心肌細胞等[3]。

2TRPC5通道激活机制

TRPC5通道的激活是多种因素共同调节的结果，包括机械张力、氧化应激、内外源性配体和细胞内信号分子（如血管紧张素-II、内皮素-I、肾上腺素）[5]。激动剂与G蛋白耦联受体结合后，激活磷脂酶C，使4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（phosphatidy linositol bisphosphate，PIP2）水解生成1，4，5-三磷酸肌醇（inositol trisphosphate，IP3）。IP3介导Ca2+（钙离子）从内质网钙库中释放，钙库的耗竭激活细胞膜上的SOCs，Ca2+内流，细胞内的Ca2+增加，补充了钙库[6]。TRPC通道是最主要的SOCs通道，TRPC5通道主要在VSMC中被IP3激活产生持续的Ca2+内流，促使VSMC的增殖、迁移及表型转换。EC分泌一氧化氮（NO）、促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）等，间接作用于含有内源性TRPC5的通道而发挥功能[7]。

3TRPC5在动脉粥样硬化中的作用

AS发病机制大致是脂质聚集于受损的动脉内皮，氧化低密度脂蛋白胆固醇（oxLDL-C）加剧内皮的损伤，单核细胞和淋巴细胞从EC之间移入内膜下成为巨噬细胞，吞噬oxLDL-C，转化为泡沫细胞，形成早期的脂质条纹，充满氧化脂蛋白、过氧化物、超氧化离子的巨噬细胞分泌生长因子和促炎介质，促进斑块的生长和炎症反应;在生长因子的作用下VSMC迁移和增殖，同时可吞噬脂质，早期斑块形成。EC参与调节血管平滑肌细胞的增殖、转型、收缩、脂质代谢和基质分泌。EC在血管腔的表面形成一个抗凝血和抗血栓系统，产生NO、前列环素（PGI）等活性物质，在粥样斑块破裂、出血时可有效地防止血栓形成阻塞管腔。研究发现TRPC5通道在AS的发生和发展中发挥着重要的作用。

3.1TRPC5与平滑肌细胞：研究表明，VSMC中TRRC5通道与AS早期斑块的形成密切相关。马志勇等对脂蛋白E基因敲除（apoE-/-）的小鼠行右侧颈总动脉套管，加以高脂饮食，诱导早期AS斑块，实验8周末apoE-/-小鼠颈动脉套管处有明显粥样斑块，VSMC含量升高，检测TRPC5通道的mRNA及蛋白质表达明显高于颈动脉未套管组。应用TRPC5通道的特异性阻断抗体T5E3Ab可明显降低VSMC数量，与低剂量组相比，高剂量组进一步降低VSMC数量;GW27-e0944阻断剂阻断VSMC中的TRPC5通道从而减少VSMC的增殖抑制动脉粥样硬化斑块的发展[8，9]。

Fahy等[10]利用显性阴性（DN）-TRPC5转染人类隐静脉（HSV）细胞，确定了TRPC5在鞘氨醇-1-磷酸（S1P）对HSV细胞内钙浓度的影响中所起的作用;HSV划痕试验证实TRPC5可以被S1P激活，S1P是参与VSMC迁移的内源性信号传导磷脂，因此TRPC5通道的激活可有效促进VSMC的增殖和迁移，TRPC5通道可成为AS疾病预防和治疗的潜在药理学靶点。

3.2TRPC5与内皮细胞：TRPC5通道在AS内皮损伤和功能障碍中具有重要作用。动脉内膜损伤后，EC的迁移对于内皮的损伤愈合是必需的，TRPC5通道的激活是抑制动脉损伤再内皮化的关键因素[11]。研究表明，TRPC5在血管内皮中大量表达，TRPC5基因敲除的老年小鼠主动脉环内皮依赖性舒张受到显著促进;同时，EC中核端粒酶活性和NO的产生增强，内皮型一氧化氮合酶（eNOS）和沉默信息调节蛋白1（SIRT1）的表达上调[12]。细胞外核苷酸腺苷5'-三磷酸（ATP）能增加NO的产生和蛋白激酶G（PKG）的活性，抑制TRPC5减弱了ATP刺激的NOS活化[13]。NO对TRPC5通道没有直接作用，但可抑制内皮细胞中含有内源性TRPC5的通道，S-亚硝基-N-乙酰基青霉胺（SNAP）能通过蛋白激酶G使EC产生NO，引起血管舒张，SNAP能抑制牛主动脉内皮细胞（BAECs）内源性钙离子的进入，而TRPC5阻断抗体或显性失活突变体TRPC5对此过程具有抑制作用[7]。

3.3TRPC5与脂质：TRPC1和TRPC5可在脂肪细胞中表达，抑制TRPC1或TRPC5增加了循环脂联素的水平，循环脂联素是重要的抗炎和胰岛素敏化的脂肪因子，具有抗AS的作用[14]。Rosenbaum等报道，动脉损伤后脂质氧化产物激活TRPC6和TRPC5离子通道，导致细胞内钙增加，抑制EC的迁移;高胆固醇血症严重阻碍TRPC5基因敲除小鼠EC的愈合[11]。韩世盛等[15]在大鼠的单次尾静脉注射嘌呤霉素氨基核苷建立肾小球足细胞损伤大鼠模型，连续蒸馏水灌胃2周，与正常组比较，模型组大鼠尿素氮、尿酸、总胆固醇、甘油三酯上升，血清白蛋白水平降低，尿蛋白肌酐比增加，肾组织TRPC5、TRPC6蛋白及mRNA表达均升高[16]。Alawi等[17]研究了TRPC5在胆汁淤积小鼠模型中的作用，结果证实，TRPC5的激活有助于胆汁淤积，增加胆固醇、甘油三酯和磷脂水平。研究表明，他汀类药物可通过下调TRPC5蛋白的表达，从而延缓AS的进程。应用阿托伐他汀（20mg/d）干预的Apo E-/-动脉粥样硬化小鼠，与模型组相比，阿托伐他汀干预组的血脂明显下降，粥样斑块总面积明显减小，TRPC5在动脉内mRNA及蛋白表达水平明显下降;干预30周组TRPC5蛋白的表达明显高于干预20周组[18]。ox-LDL短期可刺激细胞内Ca2+增加，长期小剂量则通过激活IP3致Ca2+内流的增加[19]。证据显示，ox-LDL使TRPC5通道mRNA表达水平上调，50μg/ml的ox-LDL明显增加了VSMC内Ca2+的浓度和钙库依赖性钙内流，增加了VSMC的增殖和迁移，导致和加重了AS，而TRPC5通道特异性阻断剂T5E3Ab和钙螯合剂EGTA可抑制此过程[8]。综上所述，TRPC5与AS的发生机制有着密切的联系，TRPC5通道有望成为抗AS的新型药物作用靶点。TRPC5在人体各系统多有表达，TRPC5不仅是心血管系统疾病研究的热点。近年来，TRPC5在神经元性疾病、肾病、抗癌道路的研究也是重点关注的对象，具有广阔的发展前景。

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（收稿日期：2018-10-15）