謝 鋒，段廣靖，屈新亮，趙 博，江婭妮，顏偌楠，張嘉豪，歐 莉，高 峰，李 敏

（陜西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，陜西 咸陽 712046）

缺血性心臟?。╥schemic heart disease，IHD）是心血管系統(tǒng)疾病中常見且較為嚴(yán)重的疾病。近年來，IHD 發(fā)病率逐年升高，嚴(yán)重威脅人類的生命安全［1］。隨著社會的發(fā)展以及人們生活方式的改變，缺血性心臟病逐漸年輕化且增長趨勢明顯。中國心血管疾病相關(guān)病死例數(shù)約占居民總死亡例數(shù)的45%，遠(yuǎn)超惡性腫瘤等其他疾病而高居首位［2］。心肌缺血是造成當(dāng)今人類疾病死亡的主要原因之一，及時再灌注能夠減少心肌缺血帶來的損傷，但在恢復(fù)血流的同時也會帶來嚴(yán)重的再灌注損傷，有可能導(dǎo)致病情的進一步惡化［3］。這種因心肌缺血而恢復(fù)血流后造成的組織損傷稱為心肌缺血再灌注損傷（myocardial ischemia reperfusion injury ，MI/RI），其對心肌的結(jié)構(gòu)和功能會產(chǎn)生不可逆的傷害［4］。瞬時受體電位（transient receptor potential，TRP）通道超家族成員中TRPM、TRPC 和TRPV 與心肌缺血再灌注有密切關(guān)系［5-7］。在MI/RI 過程中，TRPM 亞家族參與細(xì)胞的增殖和凋亡；TRPC 通道參與介導(dǎo)胞漿內(nèi)的Ca2+內(nèi)流；TRPV 通道可被物理、機械、化學(xué)刺激激活而參與心肌缺血再灌注的發(fā)生和發(fā)展［8，9］。近年來，大量研究也證實TRP 通道在MI/RI 的調(diào)控中扮演著重要的角色。本文對TRP 家族中TRPM（TRPM2、TRPM4、TRPM7）、TRPC（TRPC3、TRPC6）和TRPV（TRPV1、TRPV2、TRPV4）的結(jié)構(gòu)特點及其分別對心肌的保護機制做以總結(jié)。

1 TRPM、TRPC 、TRPV 結(jié)構(gòu)特征及其在心血管系統(tǒng)分布情況

TRPM、TRPC、TRPV 通道具有6 個跨膜域（transmembrane，TM），在TM5 與TM6 之間具有通道孔［10］。在TRP 亞家族中，初級氨基酸序列相似性主要受跨膜片段的限制，通過細(xì)胞內(nèi)-NH2和-COOH 末端長度的不同而形成不同的結(jié)構(gòu)域［11］。TRP 各通道在-NH2末端有不同數(shù)量的錨蛋白，比如TRPCs 有3～4 個，TRPVs 有6 個，TRPAs有14～15 個，TRPNs 有29 個［12］。TRPMs 的-NH2末端由四段殘基組成，這四段殘基被指定為TRPM同源域。在TRPCs 和TRPMs 中，有一個小區(qū)域從-COOH 端延伸到TM6，即所謂的TRP 域，參與PIP2 調(diào) 控 通 道 的 激 活 和 脫 敏［13，14］。因 其 結(jié) 構(gòu) 域 的多樣性，TRP 家族可以通過多途徑對心肌缺血再灌注損傷進行干預(yù)。有學(xué)者應(yīng)用TR-PCR、免疫組化等方法，發(fā)現(xiàn)TRP 通道在不同種類的心肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中表達(dá)［15，16］。

2 TRPMs、TRPCs、TRPVs 與MI/RI

2.1 TRPMs 對MI/RI 的 調(diào) 控

TRPM 通道是TRP 通道超家族的一個亞群，在心肌細(xì)胞增殖中起著重要作用。TRPM2 是第二個被克隆的亞家族成員，在心臟、血管系統(tǒng)和造血細(xì)胞等組織中都有表達(dá)［17］。 文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，TRPM2 的激活對心肌缺血再灌注損傷是保護還是損害還存在一定的爭議。Miller 等［18］結(jié)扎TRPM2基因敲除組（TRPM2-/-）小鼠和正常組（WT）小鼠的冠狀動脈左前降支，30 min 后發(fā)現(xiàn)，兩者梗死面積相似，但TRPM2-/-組的+dp/dt 低于WT 組，相對于WT 組TRPM2-/-組小鼠心肌細(xì)胞鈣離子內(nèi)流減少，組織活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平升高，缺 氧 誘 導(dǎo) 因 子1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）、Forkhead box O（FoxOs）轉(zhuǎn)錄因子、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平降低，提示TRPM2 通道激活對MI/RI 具有保護作用。近年研究發(fā)現(xiàn)，TRPM2 對MI/RI 的保護機制可能是通過維持線粒體功能和減少線粒體ROS 的產(chǎn)生，促進鈣調(diào)蛋白-RACK1 相關(guān)的生理信號，均與Ca2+內(nèi)流有關(guān)［19］。相反，Hiroi 等［20］發(fā)現(xiàn)與WT 小鼠相比，基因TRPM2-/-敲除小鼠在MI/RI 后心肌梗死面積減少，心肌收縮功能改善。分別從WT 小鼠和TRPM2-/-中獲取中性粒細(xì)胞（polymorphonuclear leukocytes，PMNs），浸染W(wǎng)T 和TRPM2-/-小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有來自WT 小鼠的PMNs 導(dǎo)致WT 和TRP2-/-心臟的梗死面積增大，提示導(dǎo)致MI/RI 的原因可能是TRPM2 激活介導(dǎo)的再灌注區(qū)中性粒細(xì)胞的累積。以上結(jié)果均提示，TRPM2 通道參與了MI/RI 的調(diào)控，但是TRPM2 的激活是否對心肌缺血存在保護作用還有待進一步研究。

TRPM4 通道激活后參與MI/RI 的形成，導(dǎo)致心肌梗死。TRPM4 抑制劑（9-Phe）預(yù)處理可以減輕大鼠缺血再灌注后的心肌損傷，顯著改善受損心室的收縮功能。進一步研究發(fā)現(xiàn)，9-Phe 處理的MI/RI 大鼠心肌梗死面積顯著性減小。以上結(jié)果提示，TRPM4 的調(diào)控在逆轉(zhuǎn)MI/RI 引起的心肌損傷中具有重要作用，其機制可能與改善受損左心室收縮功能，抗心律失常有關(guān)［21］。

通 過 逆 轉(zhuǎn) 錄（reverse transcription，PCR）RT-PCR 檢 測MI/RI 后 心 肌 組 織 中TRPM1、TRPM2、TRPM3、TRPM4、TRPM5、TRPM6、TRPM7、TRPM8基因的表達(dá)水平，設(shè)立對照組、缺血組、缺血再灌注組，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，缺血組和缺血再灌注組TRPM2、TRPM4、TRPM6 表達(dá)水平無顯著性變化，TRPM7 表達(dá)水平顯著升高，且TRPM7 表達(dá)與心肌MI/RI程度呈正相關(guān)；TRPM1、TRPM3、TRPM5和TRPM8 在 心 肌 組 織 中 未 表達(dá)［22］。綜上，TRPM 通道的激活可能對心肌缺血再灌注不具有保護作用，通過其拮抗劑的應(yīng)用降低TRPM7 通道蛋白的表達(dá)水平可能會減輕心肌再灌注帶來的損傷。

2.2 TRPCs 對MI/RI 的 調(diào) 控

已有大量研究明確證實，細(xì)胞鈣離子（Ca2+）的實時精細(xì)調(diào)節(jié)參與或主導(dǎo)心肌的多種生理活動，如發(fā)生調(diào)節(jié)異常，則可能出現(xiàn)心肌損傷或死亡、細(xì)胞電生理紊亂等一系列病理生理改變［23］。心肌缺血時，線粒體內(nèi)Ca2+增多，且心肌再灌注加重。大 量Ca2+沉積在線粒體中，影響氧化磷酸化，導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)化異常，造成細(xì)胞死亡。實驗研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞膜鈣通道拮抗劑用于心肌缺血再灌注中，可縮小心肌梗死面積50% 左右［24，25］。這 些結(jié)論說明鈣超載是缺血后組織損傷的一個重要原因，TRPC3 和TRPC6是介導(dǎo)Ca2+內(nèi)流的主要因素，導(dǎo)致MI/RI。研究發(fā)現(xiàn)，阻斷TRPC 活性或TRPC 基因敲除對缺血再灌注后的心肌組織或細(xì)胞具有顯著性保護作用［26］。TRPC5 的下調(diào)可減少心肌缺血再灌注帶來的損傷，減少心肌梗死面積［27］。

有研究驗證TRPC3 抑制劑Pyr3 對小鼠心肌I/R 損傷的作用。通過暫時阻塞左前降支冠狀動脈，建立了鼠Ⅰ（30 min）/R（24 h）損傷模型。在再灌注前5 min，通過右頸靜脈以0、2.5、5 或10 mg/kg的濃度施用Pyr3，觀察到選擇性的TRPC3 抑制劑10 mg/kg Pyr3 可以顯著減少小鼠左心室的梗塞面積，并降低小鼠心肌細(xì)胞的凋亡率和炎癥反應(yīng)?？傊琓RPC3 可以作為預(yù)防I/R 損傷的候選靶標(biāo)，Pyr3 可以直接與TRPC3 通道蛋白結(jié)合，抑制TRPC3 通道活性，并改善與TRPC3 相關(guān)的心肌I/R 損傷［28］。有學(xué)者探索神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）對心肌梗死大鼠的保護作用機制是否與TRPC 有關(guān)，其采用左冠狀結(jié)扎法建立大鼠MI/RI 模型，分為正常組及TRPC3/6 siRNAs 組，發(fā)現(xiàn)相比于正常組，TRPC3/TRPC6 siRNA 組細(xì)胞存活率顯著降低，心肌細(xì)胞凋亡數(shù)量增加。提示BDNF 對心肌細(xì)胞凋亡的保護作用可能與TRPC3/6 通道有關(guān)［29］。

2.3 TRPVs 對MI/RI 的 調(diào) 控

TRPV1 通道激活后，刺激降鈣素基因相關(guān)肽（calcium gene related peptide，CGRP）和P 物質(zhì)（P substance，SP）的釋放，在缺血再灌注損傷過程中發(fā)揮心肌保護作用。辣椒平（capsazepine，CPZ）干預(yù)缺氧/復(fù)氧（hypoxia/reoxygenation，H/R）H9C2細(xì)胞后，細(xì)胞內(nèi)鈣離子含量增加，細(xì)胞凋亡數(shù)量增加、線粒體超氧化物含量降低，線粒體膜電位降低和抑制線粒體生物活性（以ATP 合成酶β 的表達(dá)為參考）［30］。反 之，用 辣 椒 素（capsaicine，CAP）干 預(yù)H/R 的H9C2心肌細(xì)胞，可減弱H/R 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。用CGRP837（一種CGRP 受體拮抗劑）和RP67580（一種SP 受體拮抗劑）來排除神經(jīng)肽的混雜作用，使用CGRP837 和RP67580 后再激活TRPV1，發(fā)現(xiàn)與TRPV1-/-組無顯著差異，結(jié)果提示TRPV1 可能是通過CGRP 和P 物質(zhì)參與對H/R 的保護作用。這種調(diào)節(jié)方式是否也在動物體內(nèi)存在還有待進一步探索，且其調(diào)節(jié)機制及通路尚不明確。以上結(jié)論為TRPV1 通道在缺血/再灌注損傷中的作用提供了一個新的認(rèn)識。

TRPV2 可在鈣穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用［31］。有學(xué)者通過基因芯片分析發(fā)現(xiàn)與假手術(shù)對照組相比，大鼠急性心肌梗死后左心室TRPV2 mRNA 表達(dá)明顯且特異性上調(diào)。通過大鼠心臟左前降支結(jié)扎開胸造成急性心肌梗死，用抗TRPV2 抗體和抗單核/巨噬細(xì)胞抗體進行左心室切片，免疫組化和免疫熒光染色，并對左心室來源的細(xì)胞進行流式細(xì)胞術(shù)分析，將TRPV2siRNA 瞬時轉(zhuǎn)染至大鼠肺泡巨噬細(xì)胞NR8383，用跨孔遷移法使其向大鼠心肌細(xì)胞系H9C2的缺氧條件培養(yǎng)液遷移，計算巨噬細(xì)胞向嵌入物底部遷移的數(shù)量。發(fā)現(xiàn)有TRPV2 表達(dá)的大鼠其梗死區(qū)周圍有巨噬細(xì)胞浸潤，抑制TRPV2 通道后，向缺氧心肌細(xì)胞條件培養(yǎng)液遷移的巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯減少，且在心肌梗死初期，在梗死區(qū)域周圍有大量炎性細(xì)胞浸潤［32］。在部分梗死區(qū)域周圍巨噬細(xì)胞中，陽離子通道TRPV2 明顯過表達(dá)。這種升高是TRPV2 獨有的，在TRP 基因超家族的其他成員中均未觀察到。提示TRPV2 基因的過表達(dá)對心肌的損傷可能是增強了梗死區(qū)域周圍巨噬細(xì)胞的吞噬活性。

TRPV4 在心臟和血管中高表達(dá)，可在MI/RI過程中被激活。TRPV4 拮抗劑（HC-067047G）干預(yù)小鼠心肌MI/RI，可顯著減小梗死面積，降低肌鈣蛋 白T 水 平，改 善 心 功 能［33，34］。有 研 究 者 采 用HC-067047 及TRPV4-/-進行研究，結(jié)果顯示可明顯減少梗死面積、肌鈣蛋白T 表達(dá)水平降低和改善心臟功能［35］。此外TRPV4 介導(dǎo)的過量Ca2+內(nèi)流可觸發(fā)凋亡因子caspase-3、Bax/Bcl-2 之間含量變化而導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡［36-40］。在MI/RI 中，HC-067047 對心肌細(xì)胞的保護作用被再灌注損傷補救激酶（reperfusion injury salvage kinase，RISK）通路特異性藥物阻斷劑所阻斷，顯示TRPV4 阻斷劑對心臟保護作用可能與RISK 通路的調(diào)控有關(guān)［41］。但目前尚無進一步研究來證實。

3 總結(jié)與展望

TRP 通道家族成員較多，其中在心肌細(xì)胞中表達(dá) 的 有TRPC（TRPC3、TRPC4、TRP5、TRPC6、TRPC7），TRPV（TRPV1、TRPV2、TRPV4），TRPM（TRPM2、TRPM2、TRPM7），TRPP2。與MI/RI 關(guān)系比較密切的主要有TRPM（TRPM2、TRPM4、TRPM7），TRPC（TRPC3、TRPC6）和TRPV（TRPV1、TRPV2、TRPV4）。TRP 通 道 在MI/RI 中扮演的角色不僅是保護作用，如TRPV4、TRPM4、TRPM2、TRPM7 的激活或過表達(dá)均可導(dǎo)致心肌不同程度的損傷，而TRPV2 和TRPV1 激活后則能減少缺血再灌注后心肌的損傷而發(fā)揮保護作用。該發(fā)現(xiàn)可能為研究心肌缺血再灌注損傷的保護機制提供新的切入點，篩選TRP 通道可作為一類治療缺血性心臟病的新型藥物靶點。TRP 通道作為現(xiàn)階段攻克缺血性心臟病的一個新的領(lǐng)域和方向，尚有以下科學(xué)問題需要進一步探索：（1）與心肌缺血的研究多停留在相關(guān)性的淺層次研究，而TRP 通道對MI/RI 的調(diào)控機制及通路均不明確；（2）目前已有的研究仍停留在單個TRP 亞家族與MI/RI 的研究，但是不同亞家族在研究中顯示有相同的藥理作用，如分別拮抗TRPV4、TRPM4、TRPM2、TRPM7 均可減少灌注對心肌的損傷，而發(fā)揮保護作用，因此采用多個TRP 通道治療MI/RI中聯(lián)合應(yīng)用的研究也顯得十分必要，有待進一步探索。除此之外，TRPA1 在心肌細(xì)胞中也有所表達(dá)，并且通過使用其阻斷劑ASP7663 發(fā)現(xiàn)相對于模型組，阻斷劑組的心肌梗死面積明顯減小且有顯著性差異［42］。而TRPV1 又參與了溫度［43］、化學(xué)［44］以及機械性刺激［45］所誘導(dǎo)的相關(guān)疼痛的產(chǎn)生，與心肌梗死所產(chǎn)生的疼痛有關(guān)。所以，對TRPA1 作用及其機制的進一步探索及拮抗劑的合理應(yīng)用對心肌缺血再灌注損傷有深遠(yuǎn)意義。

作者貢獻(xiàn)度說明：

謝鋒，段廣靖，屈新亮，趙博，江婭妮，顏偌楠，張嘉豪：文獻(xiàn)搜集與整理；高峰，謝鋒：寫作；歐莉，李敏：修改論文。