间用于相互交流、产生特定行为的必备化学物质,属于两大多基因族:V1r和V2r,在啮齿类动物中已发现其受体)以及参与精子顶体反应。TRPC3主要分布于脑、胎盘、心脏、骨骼肌和平滑肌,参与的功能包括脑源性神经生长因子(BDNF)介导的神经分化、血管收缩、气道调节和抗原刺激引起的淋巴细胞免疫反应。最近还有报道TRPC3和体内另一种重要的钙调节器,钠钙交换体(NCX)偶联,钠离子通过TRPC3通道进入细胞内,激活NCX的反向转运,从而增加胞内钙离子浓度[7,8]。TRPC4分布于脑、睾丸、胎盘、肾上腺和内皮细胞,参与血管收缩、微血管渗透以及外侧膝状体谷氨酸(GABA)能神经的输入。TRPC4基因敲除小鼠呈现出主动脉内皮细胞的钙内流消失,一氧化氮(NO)合成受损,以及血管舒张功能减退。有研究者在建立的大鼠大脑中动脉阻塞性脑缺血(MCA0)模型上,观察到TRPC4 mRNA在纹状体、海马中有强表达,而在皮层中有弱表达。缺血组同侧纹状体TRPC4 mRNA表达与对照组相比显著增加,提示可能与急性期脑损伤有一定关系[9]。TRPC5主要分布于脑、肺、睾丸和胎盘,可能参与生长锥的形成和脑的发育。TRPC6分布于肺、心脏、脑和肌肉,可能参与血管收缩和血小板聚集。TRPC7分布于心脏、肺、眼、脑、脾脏和睾丸,现在对其参与的功能还不太了解[10]。
3 TRPC通道在中枢神经系统疾病中的研究现状
3.1 TRPC与神经元保护 Montell等[11]首先发现TRPC3在大鼠的脑桥神经元中有表达,并且可以被一个重要的神经生长因子——BDNF激活,引起内向的电流,提示 TRPC和神经生长因子的上下游关系。此后Li等[12]发现TRPC通道介导了BDNF引起的小脑颗粒细胞轴突导向的作用,提示TRPC参与了神经元发育和可塑性的过程。BDNF等神经生长因子可以激活TRPC通道,它们的作用十分广泛,不仅参与了中枢神经系统的发育,而且对于维持神经元的正常存活也起到至关重要的作用。Jia等[13]使用BDNF受体TrkB的阻断剂 K252a可以抑制这种保护作用。而TRPC通道的阻断剂SKF96365,可以非常明显地削弱BDNF的保护作用。
钙离子对神经元的存活和凋亡非常重要,谷氨酸细胞毒性及细胞内钙超载假说是目前较为公认脑损伤后引起神经元死亡的重要机制。具有谷氨酸受体的神经元,对脑损伤的刺激特别敏感,谷氨酸受体激活通过细胞膜配体门控性和电压依从性离子通道,促进钙离子内流导致神经元损伤和死亡,细胞内钙离子的增加可诱导蛋白激酶的过分激活及自由基的形成增加,继而损伤神经元。阻止细胞内钙的增加以及减少自由基的生成,都能保护神经元抵御损伤。Huang等[14]证明了TRPC3和TRPC6对于BDNF引起的小脑颗粒细胞轴突生长锥中的钙信号增加是非常重要的,细胞中控制存活的蛋白一般存在于胞体中,BDNF可以在培养的小脑颗粒细胞胞体上引起显著的钙离子浓度增加,而TRPC3和TRPC通道的阻断剂 SKF96365,以及它们的 siRNA,都可以显著地抑止BDNF在神经元胞体引起的钙离子水平的增加[15]。BDNF对神经元的保护作用主要是通过磷酸化蛋白激酶B(AKT)、细胞调节蛋白激酶(ERK)和CREB(cAMP反应元件结合蛋白)来实现的,研究结果显示,BDNF可以在小脑颗粒细胞上引起AKT、ERK和CREB磷酸化的增加。无论是TRPC的阻断剂SKF96365,还是特异性针对TRPC的siRNA,都可以明显地抑止BDNF引起的ERK和CREB的磷酸化。而AKT的磷酸化并没有受到影响。BDNF引起的 ERK和CREB的磷酸化依赖于TRPC3和TRPC6的开放,从而起到保护神经元的作用[11]。此外,Kim等[16]研究提示脑损伤后BNDF调节半胱氨酸蛋白酶caspase 3的活性发挥治疗作用,Henry等[17]发现颅脑损伤后BDNF通过作用于内源性神经祖细胞来增强神经的再生功能。赵志英等[18]发现经过hBDNF基因修饰的神经干细胞移植较单独神经干细胞移植疗效好。以上研究均提示TRPC通道可能参与了BDNF对神经元的保护作用。
3.2 TRPC与神经元凋亡 目前关于TRPC和细胞凋亡的关系的研究存在争议。Bollimuntha等[19]发现在人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y中激活或过表达TRPC1可减轻MPP+诱导的细胞凋亡,Marasa等[20]发现在小肠内皮细胞中TRPC1介导的钙离子内流抑制NFκB的激活诱导细胞凋亡。Shan等[21]发现在心肌细胞中,TRPC3的过表达可诱导心肌细胞的凋亡。尽管上述研究结论不一致,但已证实的是细胞内钙离子浓度与细胞损伤密切相关,TRPC可导致细胞内钙离子浓度的变化[22
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