基于TRPV4离子通道浅谈“久行伤筋,久立伤骨”在膝骨关节炎(骨痹)中的致病作用

"久行伤筋、久立伤骨"是中医理论对膝骨关节炎(骨痹)致病因素的客观诠释,与现代医学中机械应力增加诱发或加重膝骨关节炎的作用不谋而合。TRPV4通道是一种参与感知压力阈值的瞬时感受器电位通道,具有能将机械应力刺激整合、转化为化学信号,从而诱发或加重软骨损伤的能力,可被视为膝骨关节炎(骨痹)中"久行伤筋,久立伤骨"致病作用的内在分子机制。这为利用中医理论阐明膝骨关节炎发病机制提供了佐证,并为膝骨关节炎药物治疗带来了新思路。

超级化激活环核苷酸门控阳离子通道4、连接蛋白43和平足蛋白在小鼠胚胎心的表达与心传导系的发生

目的探讨小鼠胚胎心传导系的发生机制。方法用抗心肌肌球蛋白重链(MHC)、抗超级化激活环核苷酸门控阳离子通道4(HCN4)、抗缝隙连接蛋白43(CX43)和抗平足蛋白(podoplanin)抗体,对40只胚龄9～16d小鼠胚胎心进行连续石蜡切片并免疫组织化学或免疫荧光染色。结果胚龄9d,较强的HCN4阳性表达集中在MHC阴性的静脉窦壁,随心脏发育,HCN4较强阳性表达逐渐向窦房结转移。胚龄11d开始,CX43阴性表达显示部位特异性。CX43阴性染色经窦房结沿右心房背侧壁和左、右静脉瓣向房室管背侧壁延伸。胚龄13d,左、右静脉瓣与房间隔底部融合后,进一步延续为房室管背侧壁发育中的CX43阴性染色的房室结,继而与室间隔顶部CX43阴性的房室束相连。胚龄9～10d,在MHC阳性心肌、心包腔背侧壁脏壁中胚层心肌前体细胞及静脉窦周间充质均显示podoplanin阳性表达。胚龄11～13d,podoplanin阳性间充质细胞沿心脏外表面扩展形成podoplanin阳性间皮样心外膜。结论心脏发育早期,主起搏点位于静脉窦壁,起搏电位的产生早于收缩功能的发生。CX43阴性心肌是发育中的心传导系心肌,在胚龄11d即可观察到心传导系早期雏形。podoplanin参与促进心肌前体细胞向心肌细胞的分化。

超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4基因与心脏节律发生、发展及预后的关系

超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4基因在心脏节律的发生、发展及预后中有着重要的作用。研究表明,HCN4基因为窦房结起搏细胞产生自动节律的基础,也可影响心脏传导系统功能发育,其突变与病窦综合征有着密切的关系。通过HCN4起搏通道基因的转染技术构建生物心脏起搏器具有重要的生理意义。

TRPV4通道抑制剂对大鼠创伤性脑损伤后血脑屏障破坏的保护机制研究

目的:探讨TRPV4通道抑制剂对创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)后血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)破坏的具体保护机制。方法:制备大鼠TBI模型;应用TRPV4通道抑制剂HC067047或PKC-δ抑制剂Rottlerin检测TBI后BBB通透性、大鼠神经功能评分和脑损伤区域微血管内皮紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2表达的变化。结果:与假手术组比较,大鼠TBI后,BBB通透性明显增加,脑神经功能评分降低,同时紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的表达明显减少,差异均有统计学意义(P<0.05);与TBI模型组比较,给予HC067047或Rottlerin后,其BBB通透性、神经功能评分、紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的改变均被部分逆转,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:TBI介导的BBB损伤可能通过TRPV4通道调控PKC-δ信号通路进而影响紧密连接蛋白ZO-1和ZO-2的表达实现;抑制TRPV4通道功能或PKC-δ信号分子均能够部分减轻TBI诱导的BBB损伤,本研究可能为临床TBI的治疗提供新思路。

不同发育时段大鼠心肌组织中超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4阳性细胞的分布特征

目的探讨超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4(HCN4)在不同发育时期大鼠心肌组织中各类细胞的表达规律,为进一步研究HCN4对心肌的作用提供形态学依据。方法出生1 d、1月、3月、6月健康SD大鼠各15只。取新鲜心脏,石蜡切片和冷冻切片,利用免疫组织化学和荧光技术观察不同发育时段大鼠心肌组织HCN4阳性细胞的表达分布情况及形态学特征。利用Western blotting技术观察左右心室HCN4的蛋白含量。结果免疫组织化学和荧光染色结果显示,HCN4阳性细胞在出生后1 d、1月、3月、6月的血管平滑肌细胞,心内膜和血管的内皮细胞,心外膜的间皮细胞、成纤维细胞,大量心房肌细胞和少量心室肌细胞、传导组织细胞均有表达,但不同部位的表达细胞数量不均;Western blotting结果显示,心室HCN4蛋白随着月龄的增加表达逐渐降低。结论 HCN4在大鼠心肌组织中的表达随年龄的增加逐渐下降,但增殖能力较强的细胞持续存在,提示HCN4可能对心肌组织中的多种细胞的生存起调控作用。

超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4在大鼠心肌成纤维细胞和心肌细胞中的表达

目的:探讨超极化激活环核苷酸门控阳离子通道4(HCN4)在大鼠体内和体外心肌成纤维细胞、心肌细胞中的表达分布及其增龄变化。方法:SD大鼠分为新生组(1~3 d),成年组(17个月)和老年组(22个月),每组8只,其中4只用于冰冻切片,另4只用于PCR;取新生SD大鼠心,酶消化法分离培养原代心肌成纤维细胞和原代心肌细胞。用免疫荧光、免疫组织化学检测原代心肌成纤维细胞和原代心肌细胞HCN4的表达;免疫印迹、实时荧光定量PCR检测原代心肌成纤维细胞HCN4的表达,用实时荧光定量PCR检测不同月龄大鼠心肌组织HCN4的表达。结果:体外细胞培养显示,成纤维细胞和原代心肌细胞中均表达HCN4。组织切片显示,新生、成年和老年大鼠心肌成纤维细胞和部分心肌细胞表达HCN4。P1~P4代成纤维细胞的免疫印迹和实时荧光定量PCR结果显示HCN4随着成纤维细胞代次增加,表达量逐渐降低;不同月龄大鼠左心室的实时荧光定量PCR结果显示随着大鼠月龄增加,HCN4的表达量逐渐降低,其结果与培养的细胞表达一致。结论:HCN4在心肌成纤维细胞和部分心肌细胞中表达。随增龄变化,心肌细胞和成纤维细胞HCN4的表达量逐渐下降。

肥胖时局部增多的过氧亚硝酸盐损伤内皮细胞TRPV4离子通道功能引起高血压

血管内皮细胞当中的钙离子可以介导内皮依赖的超极化从而使得血管舒张,这些钙离子可以来自内质网,或者通过细胞膜上的离子通道进入细胞。血管内皮细胞中A-激酶铆定蛋白150(A-kinase anchoring protein 150,AKAP150EC)-瞬时受体电位离子通道4(transient receptor potential vanilloid 4 channel,TRPV4EC)信号通路激活可以介导胞外的钙离子内流从而使得血管舒张。内皮依赖性舒张功能损伤又是肥胖诱导的高血压的重要发病机制。

TRPV4在眼病理生理功能中的研究进展

瞬时受体电位香草醛受体4(TRPV4)是一种非选择性阳离子通道,负责感知细胞肿胀、温度、机械牵张、剪切应力和渗透压的变化,通过调节跨膜钙信号进而影响基因表达、细胞形态和细胞骨架等构建。TRPV4在全身广泛表达。在眼内,TRPV4在角膜、晶状体、睫状体、小梁网和视网膜等组织均有功能性表达。本文就TRPV4在眼内各个组织中的表达及生理病理功能方面进行阐述。随着TRPV4在眼部病理生理功能中的深入研究,TRPV4在角膜损伤修复、青光眼及视网膜血管生成方面可能成为潜在的新兴药物靶点,但仍需进一步的深入研究。

新型钙离子通道蛋白TRPV6在胃癌组织中的表达及其临床意义

目的:探究新型钙离子通道蛋白TRPV6在胃癌中的表达及其临床意义。方法:收集2010年5月至2013年3月在我院行手术切除并经病理证实的胃癌组织和相应的癌旁组织标本各65份,采用免疫组化SP法检测胃癌及癌旁组织中TRPV6蛋白的表达;以不同浓度的TRPV6拮抗剂2-氨基乙酯二苯基硼酸(2-amino ethyl two phenyl boronic acid,2-APB)处理胃癌MGC-803细胞,分别采用CCK-8法、流式细胞术和Transwell法检测胃癌MGC-803细胞的增殖、细胞凋亡和迁移能力,采用Western blotting检测细胞中TRPV6、AKT/p-AKT和p-GSK3β蛋白的表达。结果:与癌旁组织相比,胃癌组织中TRPV6蛋白的阳性表达率明显增高[95.4%(62/65)vs 36.9%(24/65),P<0.01],且其表达水平与瘤块大小、淋巴结及远处转移和DUKES分期有关(P<0.05)。2-APB以剂量和时间依赖方式显著抑制胃癌细胞MGC-803的增殖,诱导其凋亡,并使胃癌细胞迁移力减弱(P<0.05)。2-APB明显下调胃癌细胞MGC-803中TRPV6、p-AKT和p-GSK3β蛋白的表达(P<0.05)。结论:TRPV6在胃癌组织中高表达,以2-APB拮抗TRPV6蛋白则显著抑制MGC-803细胞的增殖和迁移能力并诱导细胞凋亡,其机制可能与下调p-AKT/GSK3β信号通路有关。

瞬时感受器电位离子通道香草素受体亚家族Ⅳ在帕金森病细胞模型中介导PC12细胞炎症反应的机制

目的探讨瞬时感受器电位离子通道香草素受体亚家族Ⅳ(TRPV4)在帕金森病(PD)细胞模型中介导PC12细胞炎症反应的机制。方法2023年6―8月,用1-甲基-4-苯基吡啶离子(MPP^(+))建立PD细胞模型,用TRPV4特异性抑制剂HC067047抑制TRPV4。将培养的PC12细胞采用随机数字表法分为四组:对照组、HC067047组、MPP^(+)组、HC067047+MPP^(+)组。细胞毒性检测试剂盒(CCK-8)检测各组细胞的增殖活力。蛋白印迹法和酶联免疫吸附测定(ELISA)检测各组细胞TRPV4和炎症因子白细胞介素-18(IL-18)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平变化。结果与对照组1.00±0.08相比,MPP^(+)组TRPV4的表达量2.14±0.20明显升高(P<0.001)。与对照组1.00±0.01相比,MPP^(+)组的PC12细胞活力0.65±0.08明显降低(P<0.01),而HC067047能明显回复MPP^(+)引起的细胞活力0.83±0.07降低(P<0.01)。与对照组相比,MPP^(+)组的IL-181.96±0.27和IL-61.92±0.18、IL-1β(874.61±108.09)ng/L和TNF-α(791.28±106.88)ng/L明显升高(P<0.001),HC067047能明显抑制MPP^(+)引起的IL-181.45±0.11和IL-61.58±0.22、IL-1β(626.28±84.53)ng/L和TNF-α(592.94±86.9)4 ng/L明显升高(P<0.01或P<0.05)。结论TRPV4参与了MPP^(+)诱导的PD细胞模型的炎症反应,抑制TRPV4有抗炎作用。

大脑星形胶质细胞TRPV4通道在神经血管耦合中的作用研究进展

大脑的正常生理功能依赖于神经活动与血流动力学之间的紧密配合,这种机制称为神经血管耦合,其对于神经元兴奋所致的大脑局部血流的分配具有重要意义。

参仙升脉口服液对病态窦房结综合征小鼠ROS表达的影响和对HCN4离子通道的调控作用

目的:探讨参仙升脉口服液对病态窦房结综合征(SSS)小鼠窦房结线粒体活性氧(ROS)释放的影响及其对环化核苷酸调控阳离子通道蛋白亚型4(HCN4)离子通道的调控作用,探讨参仙升脉口服液改善SSS的作用机制。方法:30只C57B6小鼠随机分为假手术组、SSS组和参仙升脉口服液治疗组(SXSM组),每组10只。通过Alzet渗透压泵泵入血管紧张素Ⅱ(ANGⅡ)建立SSS小鼠模型,SXSM组小鼠给予0.2 mL·d-1参仙升脉口服液灌胃,持续28 d。观察各组小鼠心电图并分析心率,HE和Masson染色观察各组小鼠窦房结组织病理形态表现,免疫荧光法检测各组小鼠窦房结组织中ROS和HCN4水平,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组小鼠窦房结组织中电压门控Na+通道α亚单位SCN5A、L-型电压依赖钙离子通道α1C亚基(CACNα1C)蛋白和电压依赖性钙通道α1G亚基蛋白(CACNα1G)mRNA表达水平,Western blotting法检测各组小鼠窦房结组织中SCN5A、CACNα1C、CACNα1G和HCN4蛋白表达水平。结果:与假手术组比较,SSS组小鼠心率明显降低(P<0.05),窦房结组织中细胞出现溶解坏死,未见细胞核,结缔纤维组织大量增生,窦房结组织中ROS水平升高(P<0.05),HCN4水平降低(P<0.05),SCN5A mRNA和蛋白表达水平明显降低(P<0.05),CACNα1C和CACNα1G mRNA和蛋白表达水平明显升高(P<0.05),HCN4蛋白表达水平明显降低(P<0.05);与SSS组比较,SXSM组小鼠心率明显升高(P<0.05),窦房结组织中结缔纤维组织少量增生,细胞部分坏死溶解,ROS水平降低(P<0.05),HCN4水平升高(P<0.05),SCN5A mRNA和蛋白表达水平升高(P<0.05),CACNα1C和CACNα1G mRNA和蛋白表达水平明显降低(P<0.05),HCN4蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。结论:参仙升脉口服液能够提高心率,抑制SSS小鼠窦房结组织中ROS的释放,抑制窦房结纤维化,其机制与调控HCN4离子通道有关。

TRPV4通道抑制剂对创伤性脑损伤后血脑屏障破坏的保护作用

目的:探讨TRPV4通道抑制剂对创伤性脑损伤(traumatic braininjury,TBI)后血脑屏障(blood-brainbarrier,BBB)破坏的作用和可能机制。方法:采用自由落体致伤法制备大鼠TBI模型;采用伊文思蓝定量评估法检测TRPV4抑制剂HC067047对TBI后不同时间点BBB通透性变化的影响;应用干湿重法检测HC067047对各组大鼠脑组织含水量的影响;采用Westernblot法检测脑损伤区域微血管内皮紧密连接蛋白Occludin和Caudin-5表达的变化。结果:大鼠TBI后,BBB通透性明显增加,于3 d达峰值。给予TRPV4抑制剂HC067047后,其BBB通透性较相同时间点的假手术组明显降低;同时大鼠TBI后3 d,脑组织含水量明显增加,并且Occludin和Caudin-5的表达明显减少;给予HC067047处理后,脑组织含水量和Occludin、Caudin-5的表达明显恢复,差异均有统计学意义。结论:TRPV4通道抑制剂对TBI后BBB破坏具有保护作用,其机制可能是通过恢复脑损伤区域微血管内皮紧密连接蛋白Occludin和Caudin-5的表达实现。

大鼠背根神经节在受压迫后TRPV4通道蛋白表达对痛阈的影响

目的测定受压不同时间后大鼠背根节上TRPV4通道蛋白的表达变化及对痛阈的影响。方法健康雄性Wistar大鼠49只,49只老鼠随机分成正常对照组(7只)、7天组(14只)、14天组(14只)和28天组(14只),后面三组每组分成手术组和假手术组两个小组,分别于7天、14天、28天处死。正常对照组不做任何处理,手术组大鼠麻醉后,将"L"形状的钢棒的一端插入椎管内,使之压迫神经根。假手术组除了不插钢棒外,其余操作同手术组。结果痛阈值在手术组术后7、13天明显下降,27天有回升,但是与假手术组和空白对照组相比存在显著性差异(P<0.05);与手术前1天相比存在显著性差异(P<0.05)。TRPV4通道蛋白的表达,手术组与假手术组和空白对照组相比存在显著性差异(P<0.05);手术组14天、28天与7天组相比存在显著性差异(P<0.05)。结论 TRPV4通道可能与大鼠背根节受到持续压迫后异常痛觉的产生有关。

张力敏感性阳离子通道在气道黏液基础分泌中的介导作用

目的探讨节律性压力波维持气道黏蛋白(MUC)基础性分泌的主要信号节点。方法采用气/液相界面法培养人气道上皮16HBE细胞,模拟正常呼吸所产生的节律性压力波作用于培养细胞,分为静态对照组、节律性压力波组、节律性压力波+张力敏感性阳离子通道(TRPV4)拮抗剂钌红、节律性压力波+维拉帕米、节律性压力波+蛋白激酶C抑制剂(GF109203x)共5组,通过激光共聚焦观察Ca2+浓度变化,RT-PCR检测TRPV4mRNA表达,West-ern bolt检测MARCKS及SNAP-23水平,ELISA检测MUC(2、5AC和5B)分泌情况。结果节律性压力波组胞内Ca2+浓度(312.34±17.08)和TRPV4 mRNA(0.63±0.03)较静态对照组(196.16±35.06,0.28±0.05)显著增高(P<0.01),RR干预后明显降低(P<0.01);同时MUC(2、5AC和5B)分泌,pMARCKS及pSNAP-23蛋白水平明显增高(P<0.01),给予Ca2+及PKC抑制剂预处理后,上述各指标蛋白均降低(P<0.01)。结论 TRPV4参与节律性压力波维持气道上皮基础性MUC分泌平衡,此过程籍以激活Ca2+/PKC/MARCKS信号通路实现。

急性低氧运动中大鼠前额皮质TRPV4通道蛋白的免疫组化研究

为了探讨大鼠前额皮质TRPV4通道蛋白在低氧环境中运动时变化规律,本研究采用H.E.染色和免疫组化方法分析了不同氧浓度环境下递增负荷运动大鼠的前额皮质的病理变化情况以及TRPV4通道蛋白的表达情况。结果显示,模拟4 500 m海拔低氧高度运动至第5级大脑皮质出现静脉淤血、胶质细胞嗜神经现象,与常氧运动第8级情况相似;随着运动负荷的递增,大鼠前额皮质TRPV4的表达量均显著升高;模拟4 500 m海拔低氧组各级运动组TRPV4表达量均显著高于常氧组。结论:与常氧运动相比较,大鼠急性低氧环境递增负荷运动可以导致脑组织病理变化提前发生,并提高脑组织中TRPV4通道蛋白的表达量。这一研究结果将为中枢神经细胞膜钙离子通道在低氧运动中枢疲劳提前这一现象中所起作用的研究提供有价值的资料。

TRPV4在小鼠脑血管内皮细胞中的表达及对血管张力调节作用研究

目的比较瞬时受体电位(TRP)通道家族中香草素受体亚家族(TRPV)和经典瞬时感受器电位亚家族(TRPC)在小鼠脑、心和肝微血管内皮细胞表达差异,寻找脑微血管中具有特异性高表达亚型,阐明其对脑动脉血管舒张的调节作用。方法挖掘GEO数据库中芯片表达谱数据,分析各个通道亚型差异表达情况,再采用免疫组化检测TRPV4、TRPP2和TRPC1在脑基底动脉中表达情况,血管张力实验检测TRPV4通道在调节小鼠脑基底动脉舒张中的效应。结果通过分析表达谱数据显示,在小鼠脑、心和肝三种微血管内皮中,TRPV4通道在脑微血管内皮细胞显著高表达,而TRPC3通道显著低表达。TRPV4、TRPP2和TRPC1在脑基底动脉内皮和平滑肌层也显著表达。TRPV4通道激动剂GSK1016790A能浓度依赖地舒张苯肾上腺素引起的脑基底动脉收缩,而且其舒张效应可以被TRPV4通道阻断剂HC067047所阻断。结论与心和肝血管内皮细胞相比,TRPV4通道在小鼠脑血管内皮细胞中显著高表达,可能在调节脑血管内皮功能中具有重要意义。

TRP离子通道在瘙痒中的作用及机制研究进展

瘙痒是由多种原因引起的令人不快的皮肤感觉,虽然瘙痒不会威胁到生命,但长期慢性瘙痒会严重影响患者的生活质量。瞬时感受器电位离子通道(transient receptor potential ion channels, TRP)参与从感觉到皮肤平衡的生理过程。大量研究已经证实,许多瘙痒介质诱发的痒与TRP离子通道的激活有关。该文首先就瘙痒与疼痛的区别进行阐述,并就TRP离子通道在多种瘙痒介质诱发瘙痒中的作用及机制进行详细阐述,为瘙痒治疗提供新的思路。

TRPV4在心血管疾病中作用的研究进展

瞬时受体电位阳离子通道V亚家族成员4(transient receptor potential cation channel subfamily V member4,TRPV4)是瞬时受体电位阳离子通道(transient receptor potential cation channel, TRP)家族成员,是一种非选择性阳离子通道,对Ca^(2+)离子具有适中通透性,对Na^(+)和Mg^(2+)少量通透(PCa/PNa约为6~10,PCa/PMg约为2~3)。TRPV4在心血管系统表达广泛,主要表达于血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、心肌细胞和成纤维细胞等,可调节血管张力和血管通透性,参与机械信号传导等。

神经系统中TRPV4的研究进展

瞬时感受器电位离子通道香草素受体4 (TRPV4)是一种在生物体内分布广泛、能通透Ca2+的非选择性阳离子通道。研究表明TRPV4在多种神经系统疾病的发生发展过程中都有表达变化,因此,本文就TRPV4在神经系统中的研究进展及其与疾病的关系进行综述。