ТРПМ8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | TRPM8 , LTRPC6, TRPP8, транзиторный рецепторный потенциал катионного канала подсемейства M, член 8, trp-p8, LTrpC-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 606678; МГИ : 2181435; гомологен : 23433; GeneCards : TRPM8; OMA :TRPM8 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Канал транзиентного рецепторного потенциала катионного канала подсемейства M (меластатин) член 8 (TRPM8), также известный как рецептор холода и ментола 1 (CMR1), представляет собой белок , который у людей кодируется геном TRPM8 . [5] [6] Канал TRPM8 является основным молекулярным преобразователем холодовой соматосенсорики у людей. [5] [7] Кроме того, мята может десенсибилизировать область посредством активации рецепторов TRPM8 (рецептор «холода»/ментола). [8]
Канал TRPM8 представляет собой гомотетрамер , состоящий из четырех идентичных субъединиц с трансмембранным доменом с шестью спиралями (S1–6). Первые четыре, S1–4, действуют как датчик напряжения и позволяют связывать ментол , ицилин и подобные агонисты канала . S5 и S6 и соединительная петля, также часть структуры, составляют пору, неселективный катионный канал, который состоит из высококонсервативной гидрофобной области. Для высокого уровня специфичности в ответ на холодовые и ментоловые стимулы, которые в конечном итоге приводят к потоку ионов через белковый канал, требуется ряд разнообразных компонентов. [9] [10]
TRPM8 — это ионный канал : при активации он позволяет ионам Na + и Ca2 + проникать в клетку, что приводит к деполяризации и генерации потенциала действия. Сигнал проводится от первичных афферентов (типа C- и A-дельта), что в конечном итоге приводит к ощущению холода и боли от холода. [5]
Белок TRPM8 экспрессируется в сенсорных нейронах и активируется холодными температурами и охлаждающими агентами, такими как ментол и ицилин , тогда как WS-12 и CPS-369 являются наиболее селективными агонистами TRPM8. [11] [12]
TRPM8 также экспрессируется в предстательной железе , легких и мочевом пузыре, где его функция не совсем понятна.
Суперсемейство транзиторных рецепторных потенциальных каналов (TRP), включающее рецепторы ментола (TRPM8) и капсаицина ( TRPV1 ), выполняет множество функций в периферической и центральной нервной системе . В периферической нервной системе TRP реагируют на стимулы от температуры , давления , воспалительных агентов и активации рецепторов . Роли рецепторов в центральной нервной системе включают рост нейритов, сигнализацию рецепторов и эксайтотоксическую гибель клеток в результате вредных стимулов. [13]
McKemy et al. , 2002 предоставили некоторые из первых доказательств существования рецептора, активируемого холодом, во всей соматосенсорной системе млекопитающих. [5] Используя кальциевую визуализацию и подходы, основанные на патч-клампе , они показали реакцию нейронов дорсального корешкового ганглия (DRG) , что воздействие холода, 20 °C или ниже, приводит к ответу в виде притока кальция. Было показано, что этот рецептор реагирует как на холодные температуры, ментол, так и на аналогичные известные теперь агонисты рецептора TRPM8. Он работает совместно с рецептором TRPV1 для поддержания допустимого диапазона пороговых температур, в котором наши клетки чувствуют себя комфортно, а наше восприятие этих стимулов происходит в спинном и головном мозге, которые интегрируют сигналы от различных волокон с различной чувствительностью к температуре. Нанесение ментола на кожу или слизистые оболочки приводит непосредственно к деполяризации мембраны , за которой следует приток кальция через потенциалзависимые кальциевые каналы , что свидетельствует о роли TRPM8 и других рецепторов TRP в опосредовании нашего сенсорного взаимодействия с окружающей средой в ответ на холод таким же образом, как и в ответ на ментол. [14]
В отличие от рецептора TRPV1 ( капсаицина ), который усиливается низким pH, было показано, что кислые условия подавляют реакцию TRPM8 Ca 2+ на ментол и ицилин ( агонист рецептора ментола). Предполагается, что рецепторы TRPV1 и TRPM8 действуют вместе в ответ на воспалительные состояния: TRPV1, посредством протонного действия, усиливает жжение боли, в то время как кислотность ингибирует TRPM8, блокируя более приятное ощущение прохлады в более тяжелых случаях боли. [15]
Было опубликовано множество исследований, изучающих эффект применения L-ментола в качестве модели сенсибилизации TRPM8. [5] [16] Основной консенсусный вывод заключается в том, что сенсибилизация TRPM8 усиливает ощущение холодовой боли, также известное как холодовая гипералгезия . [5] Был проведен эксперимент в двойном слепом двухстороннем перекрестном исследовании путем нанесения 40% L-ментола на предплечье с использованием этанола в качестве контроля. Активация канала рецептора TRPM8 (основного канала рецептора ментола) привела к повышению сенсибилизации к стимулу ментола. Чтобы исследовать механизмы этой сенсибилизации, Васнер и др. , 2004, провели блокаду проводимости волокон A поверхностного лучевого нерва в другой группе субъектов. Это привело к снижению вызванного ментолом ощущения холода и гипералгезии, поскольку блокировка проводимости волокон A привела к ингибированию класса ноцицепторов нервных волокон группы C, необходимых для передачи ощущения боли. Они пришли к выводу, что ментол сенсибилизирует периферические ноцицепторы C, чувствительные к холоду, и активирует специфические для холода волокна A-дельта. [5] [7] [17]
Как это часто бывает в ответ на многие другие сенсорные стимулы, существует множество экспериментальных доказательств десенсибилизации реакции человека рецепторов TRPM8 на ментол. [5] Тестирование, включающее введение ментола и никотинсодержащих сигарет некурящим, что вызвало то, что они классифицировали как раздражающую реакцию, после первоначальной сенсибилизации, показало снижение реакции у субъектов с течением времени, что само по себе способствовало возникновению десенсибилизации. Этанол , обладающий схожими раздражающими и десенсибилизирующими свойствами, использовался в качестве контроля для никотина, чтобы отличить его от реакции, вызванной ментолом. Было замечено, что рецептор ментола сенсибилизирует или десенсибилизирует на основе клеточных условий, а ментол вызывает повышенную активность в Ca 2+ -потенциально-зависимых каналах, которая не наблюдается в этаноле, циклогексаноле и других раздражающих контрольных образцах, что предполагает наличие специфического молекулярного рецептора. Dessirier et al. , 2001, также утверждают, что перекрестная десенсибилизация рецепторов ментола может происходить посредством неизвестных молекулярных механизмов, хотя они предполагают важность Ca2+ в снижении возбудимости клеток способом, аналогичным тому, который имеет место в рецепторе капсаицина . [18]
Мутагенез участков фосфорилирования протеинкиназы С в TRPM8 (серины и треонины дикого типа заменены аланином у мутантов) снижает десенсибилизирующую реакцию. [19]
Кариофиллен ингибирует TRPM8, который помогает млекопитающим улучшить переносимость холода при низких температурах окружающей среды. [20]
Клифф и др. , 1994, провели исследование, чтобы узнать больше о свойствах рецептора ментола и о том, обладает ли ментол способностью к перекрестной десенсибилизации с другими раздражающими рецепторами. Известно, что капсаицин перекрестно десенсибилизирует с другими раздражающими агонистами, тогда как о ментоле такой информации не было. В исследовании участвовали субъекты, полоскавшие рот либо ментолом, либо капсаицином в течение длительного времени с регулярными интервалами. Было сделано три важных вывода о перекрестной десенсибилизации: 1) оба химических вещества самодесенсибилизируются, 2) рецепторы ментола могут десенсибилизироваться в ответ на капсаицин, и, что самое новое, 3) рецепторы капсаицина сенсибилизируются в ответ на ментол. [21]
В поисках соединений, активирующих холодовый рецептор TRPM8, соединения, вызывающие ощущение охлаждения, были найдены в парфюмерной промышленности. Из 70 соответствующих соединений следующие 10 вызвали связанный с этим ответ на увеличение [Ca2+] в клетках HEK293, трансфицированных mTRPM8, используемых для идентификации агонистов. Экспериментально идентифицированные и широко используемые агонисты рецептора ментола включают линалоол , гераниол , гидроксицитронеллаль , ицилин , WS -12 , Frescolat MGA, Frescolat ML, PMD 38 , Coolact P, M8-Ag и Cooling Agent 10. [15] [16] Традиционно используемые агонисты включают ментол [22] и борнеол . [23]
BCTC, тио-BCTC, капсазепин и M8-An [24] были идентифицированы как антагонисты рецептора TRPM8. Эти антагонисты физически блокируют рецептор холода и ментола, связываясь с доменом S1-S4 , чувствительным к напряжению , предотвращая реакцию. [15]
Холодные пластыри традиционно использовались для обезболивания или облегчения боли, вызванной травматическими повреждениями. [29] Основной механизм обезболивания, вызванного холодом, оставался неясным до открытия TRPM8.
Одна исследовательская группа сообщила, что TRPM8 активируется химическими охлаждающими агентами (такими как ментол ) или когда температура окружающей среды падает ниже примерно 26 °C (79 °F), что предполагает, что он опосредует обнаружение холодных тепловых стимулов первичными афферентными сенсорными нейронами афферентных нервных волокон . [30]
Три независимые исследовательские группы сообщили, что у мышей, у которых отсутствует функциональная экспрессия гена TRPM8, серьезно нарушена способность определять холодные температуры. [31] Примечательно, что у этих животных отсутствуют многие разнообразные аспекты сигнализации холода, включая восприятие холода и болезненного холода, сенсибилизацию к холоду, вызванную травмой, и анальгезию, вызванную охлаждением. Эти животные дают много информации о молекулярных сигнальных путях, которые участвуют в определении холода и болевых стимулов. Многие исследовательские группы, как в университетах, так и в фармацевтических компаниях, в настоящее время активно занимаются поиском селективных лигандов TRPM8 для использования в качестве нового поколения нейропатических анальгетиков. [16] [24]
Низкие концентрации агонистов TRPM8, таких как ментол (или ицилин), оказались антигипералгезирующими при определенных условиях [32] , тогда как высокие концентрации ментола вызывали как холодовую, так и механическую гипералгезию у здоровых добровольцев. [17]
Мыши с нокаутированным геном TRPM8 не только показали, что TRPM8 необходим для ощущения холода, но также показали, что TRPM8 опосредует как холодовую, так и механическую аллодинию в моделях нейропатической боли на грызунах. [33] Кроме того, недавно было показано, что антагонисты TRPM8 эффективны в устранении установившейся боли в моделях нейропатической и висцеральной боли. [34] [24]
Повышение уровня TRPM8 в тканях мочевого пузыря коррелирует с болью у пациентов с синдромами болезненного мочевого пузыря. [35] Кроме того, уровень TRPM8 повышается во многих линиях клеток рака простаты, и Dendreon/Genentech используют агонистический подход для индукции апоптоза и гибели клеток рака простаты. [36]
Каналы TRPM8 могут быть мишенью для лечения рака простаты . TRPM8 — это андроген -зависимый Ca 2+ канал, необходимый для выживания и роста клеток рака простаты. Иммунофлуоресценция показала экспрессию белка TRPM8 в ER и плазматической мембране андроген-чувствительной клеточной линии LNCaP . TRPM8 был экспрессирован в андроген-нечувствительных клетках, но не было показано, что он необходим для их выживания. Путем нокаута TRPM8 с помощью siRNA, нацеленных на мРНК TRPM8 , была показана необходимость рецептора TRPM8 в андроген-зависимых раковых клетках. Это имеет полезные последствия с точки зрения генной терапии , поскольку существует так мало вариантов лечения для мужчин с раком простаты. Как андроген-регулируемый белок, функция которого теряется по мере развития рака в клетках, белок TRPM8, по-видимому, особенно важен для регуляции уровня кальция и недавно был предложен в качестве фокуса новых препаратов, используемых для лечения рака простаты. [37]
В данной статье использован текст из Национальной медицинской библиотеки США , являющийся общественным достоянием .