瞬時受體電位通道在食管疾病中的作用及機制研究進展

吳靜，余曉云綜述 沈磊審校

瞬時受體電位(transient receptor potential,TRP)通道家族是廣泛表達于哺乳動物不同細胞類型和組織中的非選擇性陽離子通道蛋白，其參與多種生理和病理過程，如傳導感覺信號、炎性反應調控、通道功能異常狀態致各種疾病相關等[1]。近年來，越來越多的研究發現[2-3]，TRP通道與內臟高敏感、食管癌等食管疾病狀態密切相關，不同亞型的TRP通道在各種食管疾病中發揮著不同的作用。因此，改變特定TRP通道的活性，或許能為食管疾病治療提供新的思路。本文主要綜述TRP通道在食管疾病中的作用機制及臨床應用前景，有望為未來的研究提供新見解。

1 TRP通道家族概述

根據氨基酸序列和拓撲結構的差異進行分類，TRP家族有6種亞型存在于哺乳動物中，包括TRPC、TRPV、TRPM、TRPA、TRPP、TRPML[4]。TRP多由4個亞基組成同型或異型四聚體結構，每個亞基以6個跨膜結構域(S1～S6)的形式存在于質膜中，S5和S6之間有1個成孔環路，兩側是胞內由多種結構域組成的N和C末端，從而形成功能性通道以適應細胞內外的刺激。除了對Ca2+具有特異性的TRPV5和TRPV6，以及對一價陽離子具有高度選擇性的TRPM4和TRPM5之外，TRP通道均可滲透一價和二價離子[5]。它們廣泛分布于中樞和外周神經系統，也存在于哺乳動物的非神經細胞中。TRP通道充當多種和特定刺激的分子傳感器，可被溫度、pH、滲透壓等多種外源性或局部內源性刺激激活或致敏。在神經細胞中，TRP通道激活可導致質膜去極化，引發Ca2+內流，增加動作電位的產生，促使刺激信號到達自主和中樞神經系統，引起反射和感覺。在非興奮性細胞中，TRP通道主要參與調節細胞內鈣濃度，參與血管舒張和細胞增殖等多種生理病理過程。此外，某些TRP通道還存在于特定的細胞器中(包括纖毛和溶酶體)，通過不同機制調控相關細胞器的活動[6]。

1.1 TRPC TRPC是TRP家族中的經典型，包括7個成員(TRPC1～7)，其中TRPC2是人類的假基因，在人類和猿猴中不表達[4-5]。TRPC蛋白形成非選擇性陽離子通道，定位于細胞質膜上，通過G蛋白耦聯受體、酪氨酸激酶受體、低滲溶液、機械刺激等方式激活。TRPCs不僅參與神經功能的調節，還在炎性反應、心臟重構、腫瘤發生發展等發揮作用。目前TRPC6的基因突變已被證實與遺傳性疾病(如局灶性節段性腎小球硬化癥)有關[7]，同時也有研究提示其對食管癌的發展進程有促進作用[8]。

1.2 TRPV TRPV是TRP家族中的香草家族[5]，其中 TRPV1～4可由植物中香草醛、辣椒素等激活，屬于熱敏感TRP通道。TRPV1是迷走神經無髓鞘傳入神經元的C纖維中高表達的疼痛、熱傳感器，在食管黏膜固有層、結直腸等部位表達水平高，對酸敏感，與食管黏膜炎性反應、內臟高敏感有關[9]。而同亞族的TRPV2會在高溫(>52°C)條件下被激活，其在支配胃腸道的內在抑制性運動和外在神經元中表達，有助于胃適應性松弛和小腸松弛，同時參與介導細胞存活、增殖、轉移的信號通路，在不同類型的癌癥中具有一定的致癌作用[10]。此外，TRPV4在溫度(>27°C)、機械刺激、花生四烯酸的代謝產物條件下激活，作為滲透壓和機械壓力的傳感器，介導信號傳導[4]。

1.3 TRPM TRPM是TRP家族中的褪黑素家族[5]，由8個成員(TRPM1～8)組成。TRPM7是正常組織和細胞中廣泛表達的具有蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的離子通道，在細胞和全身鎂穩態中發揮重要作用。另外作為冷感受器的TRPM8，選擇性地表達在初級感覺神經元的亞群中，并且可以通過低溫和化學物質(如薄荷醇[11])激活，從而誘發感覺異常。還可通過調控磷脂酰肌醇3-激酶/絲蘇氨酸蛋白激酶/糖原合成酶激酶- 3β信號通路的激活、調節細胞在缺氧等應激條件下的耐受能力，參與調控腫瘤細胞的增殖、遷移和凋亡，參與腫瘤的發生發展[12]。

1.4 TRPA TRPA是TRP家族中的錨蛋白型[5]，其中TRPA1是哺乳動物中TRPA家族的唯一成員，可被溫度(<17°C)激活。TRPA1存在于疼痛感受神經細胞膜上，調節促進長期反應和觸發回避行為的疼痛感覺通路，因此阻斷TRPA1功能有望減輕機體疼痛感，TRPA1拮抗劑(如芥子油)或許可改善刺激性暴露引起的神經源性炎性反應。

2 TRP通道與食管疾病的關系

眾所周知，食管中有多種TRP通道蛋白表達，各自發揮著不同的作用，如傳導信號、調控炎性介質等[1]。目前已發現多種TRP通道(TRPV1、TRPV2、TRPV4、TRPA1、TRPM7和TRPM8)與食管相關疾病密切相關，其在內臟高敏感、食管癌等疾病中已被廣泛研究。對于內臟高敏感狀態，TRP通道蛋白首先充當外界刺激的感受器，同時可通過增加活化、降低激活閾值或改變傳入遞質的表達來調節機體對外界刺激的效應程度。除了外來刺激激活外，在組織損傷或炎性反應釋放時內源性促炎介質可以激活G蛋白耦聯受體超家族受體，導致TRP通道致敏和激活，從而放大疼痛和神經源性炎性反應[13]。在胃食管反流病、嗜酸性食管炎等食管高敏感狀態下，食管中的傷害性刺激可以通過TRPs介導后脊髓和迷走傳入神經并產生感覺異常[2，14]。而在腫瘤相關研究中發現[8,10]，TRP通道參與了癌細胞的生長、增殖、遷移，在食管癌的發生和發展中起關鍵作用。此外，也有研究證明在食管角質形成細胞中高表達的TRPV4參與食管損傷修復過程，其介導食管角化細胞的ATP釋放，通過ATP降解產物腺苷作用于A2B腺苷受體，從而降低體外傷口愈合率[15]。

2.1 胃食管反流病 胃食管反流病(gastroesophageal reflux disease, GERD)是常見的消化系統疾病，全球患病率為2.5%～51.2%，并有升高趨勢[16]。GERD臨床主要表現為反酸、胃灼熱、燒心等癥狀，多數患者臨床癥狀是食管對酸的敏感性增加所致[17]，表現為內臟高敏感。GERD不僅嚴重影響患者生活質量，而且增加了食管炎、食管狹窄、巴雷特食管和食管腺癌的發病風險。目前GERD的主要治療局限于質子泵抑制劑等抗酸藥物，對于難治性、PPI耐藥患者仍未有切實有效的治療方式。近年來，越來越多的研究提示，TRP通道參與了GERD的發生發展，這或許可以為GERD的臨床治療提供新思路。

目前有研究發現[18]，GERD患者食管黏膜中TRPV1的表達水平增高，且根據Ma等[19]的研究報道，將食管上皮細胞暴露于酸性環境下(pH=5.0)會增加TRPV1的表達，同時導致ATP釋放及炎性細胞因子IL-8、單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)和巨噬細胞炎性反應蛋白1α(MIP-1α)的上調，這表明TRPV1的活化與炎性反應密切相關。另外有研究發現[3,20]，TRPV1拮抗劑會抑制食管迷走神經結節/頸靜脈神經元C纖維對酸誘導的作用，表明酸暴露或酸誘導引起的食管炎可能使初級感覺神經元敏感。TRPV1的過度表達導致內臟感覺神經元的興奮性增強形成食管高敏感狀態，因此靶向作用于TRPV1通道的藥物可能成為對常規治療無反應的GERD患者的潛在治療方法。

2021年發表的一項研究發現，反流性食管炎大鼠模型的食管括約肌中TRPV2通道蛋白和神經生長因子的表達顯著增加，口服TRPV2抑制劑曲尼司特可顯著改善大鼠的體質量減輕、食管病變和上皮厚度等問題，結果表明，抑制性運動神經元中TRPV2的上調與食管炎模型中的食管括約肌松弛有關[21]。TRPV2抑制劑可能有利于GERD的治療，但其具體機制尚未可知，仍需要進一步研究。

Yu等[11]研究發現，TRPM8多在食管迷走神經TRPV1陽性的頸靜脈神經元中表達，且TRPM8激動劑(薄荷醇)也選擇性誘發頸靜脈神經元(非結節神經元)C纖維神經末梢的動作電位，闡述了TRPM8在食管感覺轉導中的獨特作用。2019年Banovcin等[22]發現給予薄荷醇灌注后，健康受試者是相對不痛苦的冷感覺，而GERD患者則轉變為相對痛苦的灼燒感。2022年新發表的研究也提示灌注薄荷醇會降低食管上段基礎壓力，同時可以減少由食管內快速空氣膨脹引起的二次蠕動的頻率[23]。這些研究證據證實了TRPM8通道在改善食管感覺或食管痙攣的可行性，為GERD和食管痙攣等病癥的臨床治療提供新方法。

2.2 食管癌 食管癌是我國高發腫瘤之一，據2021年全球癌癥報告統計，2020年全球約有食管癌新發病例60.4萬例，死亡病例50.4萬例，位居惡性腫瘤發病、死亡的第7位和第6位，其中東亞地區我國發病率最高[24]。因此，降低我國食管癌的發病率和病死率，成為當前亟待解決的重大公共衛生問題。食管癌發病的內在機制仍在不斷探索，目前已經證實TRP通道在食管癌的發生和發展中起關鍵作用。

Zhou等[25]發現TRPV2通過影響WNT/β-連環蛋白或基底細胞癌信號傳導來調節腫瘤進展，對62例食管鱗狀細胞癌(ESCC)患者的食管組織研究發現，TRPV2在ESCC的過表達與食管癌預后不良有關，并提出將其作為早期切除ESCC患者的新型預后生物標志物和ESCC的新型治療靶點。而Huang等[26]檢測了一種非腫瘤性人食管鱗狀細胞和2種食管鱗狀細胞癌細胞，發現TRPV1、TRPV2和TRPV4蛋白在ESCC細胞中上調，TRPV1和TRPV4的過度活化促進了ESCC細胞的增殖和遷移。以上作為熱敏通道的TRPVs可能在食管鱗癌的發生發展中發揮關鍵作用。

已有研究發現，TRPC6在人食管鱗癌組織的表達明顯高于正常食管組織，其調節細胞內Ca2+濃度和周期蛋白依賴性激酶1，抑制TRPC6會減少ESCC細胞鈣信號傳導并誘導細胞周期阻滯[30]。另外，在2013年發表的前瞻性臨床研究中發現[31]，TRPC6過表達與ESCC患者的預后不良相關，且在局部晚期ESCC中該通道高表達患者總體生存時間明顯縮短。因此根據細胞G2/M期對輻照最敏感，或許使用TRPC6的抑制劑可作為有效的放射增敏劑，增強輻照的抗增殖作用，使新輔助放化療加TRPC6抑制劑有望成為局部晚期ESCC高TRPC6表達患者的特異性治療策略。

2.3 嗜酸性食管炎 TRPA1是在傷害感受器中廣泛表達的陽離子通道，在感覺神經元和傷害性傳入纖維中選擇性表達。Liu等[14]發現在嗜酸性食管炎(EoE)豚鼠模型中，長時間的抗原攻擊使食管感覺神經元和傳入神經C纖維中的TRPA1敏感。而后續研究也發現[32]，使用TRPA1拮抗劑刺激腺苷(腺苷誘導食管中樞性感覺致敏)A2受體可以誘導結節C纖維致敏，提示TRPA1可能參與嗜酸性食管炎的發病過程[33]。然而最近一項研究發現，在質子泵抑制劑難治性食管反流患者中，食管動力無效患者與食管動力正常患者的潛在機械感受器(包括TRPA1、TRPV1、TRPV4)的表達沒有差異，提示潛在機械感受器的表達與食管收縮減弱無關[34]。由此看來，TRPA1主要參在食管的感覺性傳導，而與食管運動方面聯系較少，仍需進一步研究。

3 小 結

近年來研究發現，在內臟高敏感狀態下，TRP通道主要作用是感覺傳導和參與炎性反應，在疾病進一步發展、治療和干預措施中已展現出明顯的潛力；同時TRP通道是食管癌治療的潛在靶點，其通路的抑制或激活可調控腫瘤細胞凋亡、增殖、轉移，也可以根據其參與腫瘤細胞周期的機制，使用拮抗劑或激活劑輔助癌癥患者臨床治療。目前TRP通道在食管相關疾病的分子機制仍需進一步探索，也應繼續深入其與感覺神經元之間的傳導機制和在腫瘤細胞發揮作用的具體途徑，從而發現特異性的靶點來應對內臟高敏感和相關腫瘤的發生發展，為難治性GERD、食管癌等患者提供更佳的治療策略，進而改善預后。