瞬时受体电位 (TRP) 离子通道

　　瞬时受体电位TRP(transient receptor potential)离子通道是一类在外周和中枢神经系统分布很广泛的通道蛋白。到目前为止，有超过30个TRP通道家族成员在哺乳动物中被克隆。TRP通道均为六次跨膜蛋白,其N末端和C末端均在胞内,第五和第六跨膜结构域构成非选择性阳离子孔道。TRP离子通道负责各种感官反应包括热、冷、疼痛、压力、视觉和味觉，目前,它们最公认的功能是介导感觉信号的传递，其他功能包括调节细胞钙平衡和影响发育等。TRP通道可被多种因素调节,包括温度、渗透压、pH值、机械力,以及一些内、外源性配体和细胞内信号分子。TRP通道家族包含七个亚家族：TRPV，TRPA，TRPC，TRPM，TRPML，TRPN和TRPP。

　　TRP通道家族分布

　　瞬时受体电位 (TRP) 离子通道作为非选择性阳离子通道，普遍对钙离子具有高度选择性。Ca2+对TRP离子通道具有双向调控作用，例如某些TRP通道亚型(如TRPM2)需要细胞内有Ca2+的存在才能激活通道，但Ca2+对于大部分TRP通道亚型呈现抑制现象，细胞内钙离子浓度增加后，会抑制通道活性，使内流的钙离子减少，从而防止胞内钙离子超载。这种效应是通过Ca2+与CaM(Calmodulin，钙调蛋白)结合后进行调控，这种抑制效应会产生钙浓度依赖性的通道脱敏现象，这也是TRP通道在膜片钳实验中较难记录的重要原因。

　　Ca2+对TRP离子通道的双向调控作用

　　TRPA1通道结构与分布

　　TRPA1 通道与电压门控离子通道的整体结构一致。它是同源四聚体结构，每个亚基包含六个跨膜螺旋domain(S1-S6)和细胞内 N 端和 C 端(如图所示)。其中 S1-S4 代表电压传感域 (VSD)，S5和S6 形成通道孔和选择性过滤器，反应性赖氨酸和半胱氨酸残基显示在 N端结构域内。家族性发作性疼痛综合征 (FEPS) 中突变的残基显示在 S4 的细胞内末端，Ca 2+ 结合区域显示在 C 端。

　　TRPA1通道结构图

　　TRPA1是一种存在于各种组织和器官中的非选择性阳离子通道，它主要表达于感觉神经元中，如肺、皮肤和大脑中的初级感觉神经元，以及肽能神经元，尤其是哺乳动物背根神经节(DRG)、三叉神经节(TG)、结节神经节(NG)和颈静脉神经节中的神经元。此外，TRPA1也存在于一些非神经元细胞和组织中，包括血管内皮细胞和软骨细胞。

　　TRPA1的生理功能

　　TRPA1作为冷敏感离子通道，可被内源性和外源性化合物刺激、冷刺激、机械刺激和各种炎症介质所激活。TRPA1的激活与冷感觉的产生和传导、疼痛调节以及炎症物质的调节密切相关。此外，TRPA1还与某些非神经元区域的超敏和过度兴奋有关，并在哮喘、神经病理性疼痛、慢性瘙痒、偏头痛、胃肠运动障碍、焦虑和认知功能障碍的病理生理学中发挥重要作用。

　　TRPA1：治疗疼痛的重要靶点

　　近年来，人们致力于研发TRPV1的拮抗剂作为新型镇痛药，尽管大量临床前研究数据证实了TRPV1在炎症和神经病理性疼痛中起到重要调节作用。但遗憾的是，临床结果并没有达到预期，在健康受试者的I期临床实验中出现了两个主要问题：机体温度升高和热痛阈值升高。这两个令人担忧的不良反应限制了TRPV1拮抗剂的进一步发展。值得一提的是，对新型TRPA1拮抗剂的初步研究并没有报道对啮齿类动体温有明显影响。此外，TRPV1和TRPA1的另一个区别在于病理条件下，激活TRPV1通道开放的内源性激动剂需要很高的浓度才能激活TRPV1通道，而如此高的浓度即使是在炎症活组织损伤部位也很难达到。相比之下，在不同的病理生理条件下，实验动物和人体身上检测到的TRPA1内源性激动剂的浓度水平是完全能够开放TRPA1通道。因此，与TRPV1相比，TRPA1通道更有可能阻断TRP调控的急性伤害性感觉，痛觉超敏和痛觉过敏中的作用。

　　TRPA1与炎症疼痛

　　TRPA1通道在炎性疼痛中通过两个方面进行调控。一方面，TRPA1通道的激活可促进炎症因子的释放和伤害性感受器敏感性增强。另一方面，TRPA1刺激通常与促炎神经肽SP/NKA或CGRP的释放有关，它们通过促进血管舒张、血浆蛋白泄漏和对免疫细胞的刺激作用，协调一种前馈促炎机制[4]。在炎症部位发现的各种物质其中有许多被确定为TRPA1通道的激活剂或调节剂。TRPA1可通过PLC/Ca2+信号通路参与缓激肽的兴奋作用，是缓激肽诱导伤害性感受器超敏反应的重要下游靶点。动物实验研究结果显示，通过使用TRPA1特异性阻断剂，可以明显减轻福尔马林所致的实验大鼠炎性疼痛反应[5]。

　　TRPA1和神经性疼痛

　　神经源性慢性疼痛由外周和中枢神经损伤所导致，与炎性痛不同，神经源性疼痛与明显的组织炎症状态无关，而依赖于神经系统的损伤和功能紊乱，常常是由于外周神经的损伤引起。最近在不同动物模型中获得的结果表明，TRPA1参与不同类型的神经性疼痛，例如糖尿病性神经病变和化疗药引起的神经病变等。

　　周围神经病变是糖尿病常见的特征性并发症[6]，可引起皮肤疼痛，常为灼烧性疼痛。有报道称，TRPA1拮抗可以减轻链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病啮齿动物模型的机械过敏和超敏反应[7]。

　　抗癌药物的一种常见副作用是化疗诱导的外周神经病变(CIPN)，其症状通常包括四肢的感觉异常和感觉迟钝、自发性疼痛、机械和热过敏，导致长期和致残性疾病[8]。TRPA1的异常表达与CIPN小鼠模型中诱发的机械性和冷过敏反应有显著的关系，化疗药物并不能直接激活TRPA1.而是通过干扰线粒体的能量代谢，导致外周神经组织发生氧化应激、炎症反应等，从而激活TRPA1通道或诱导其异常表达，在CIPN模型中给与TRPA1阻断剂治疗可逆转外周组织发生的能量代谢障碍和氧化应激现象。

　　总结

　　慢性疼痛是一个重要的健康问题，它导致世界各地许多人的生活质量下降。TRPA1通道作为疼痛转导机制已被深入研究，TRPA1拮抗剂针对急性疼痛和慢性疼痛的 1 期和 2 期临床试验正在规划阶段，以取代传统使用的成瘾性强的阿片类镇痛药。TRPA1在炎症和组织损伤中发挥重要作用,它涉及不同类型的疼痛，因此TRPA1是一种极好的候选镇痛药物的治疗靶点，用于治疗不同来源的急性疼痛和偏头痛。

　　结语

　　我们实验室关于TRPA1通道已在FLIPR和手动膜片钳平台进行了完整的靶点验证，包括该靶点的强效激动剂Cinnamaldehyde和抑制剂Ruthenium Red。

　　FLIPR assay validation-Agonist：激动剂验证

　　FLIPR assay validation-Antagonist：拮抗剂验证

　　手动膜片钳阳性药Ruthenium Red验证结果:

　　参考文献

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