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瞬时受体势(transient receptor potential,TRP)通道是一类在机体内广泛分布的非选择性阳离子通道,参与疼痛、温度、机械、渗透压和毒性刺激的传导。根据氨基酸序列相似性,可将哺乳动物中的TRP通道分为六个亚家族:TRPC、TRPV、TRPA、TRPM、TRPP以及TRPML。TRPV2是一种温度敏感型TRP通道,能够被高于52℃的伤害性高温所激活,因此是一种伤害性感受器。TRPV2通道的表达分布广泛,在不同的组织中发挥着多样化的功能,相关的作用机制目前尚不清楚,这是由于激活TRPV2通道的52℃的高温刺激很难在生理条件下达到;另一方面由于缺乏专一性的抑制剂和激动剂,导致TRPV2的功能性研究存在重重困难。TRPV2是一种非选择性的阳离子通道,激活后的TRPV2通道可以通透二价阳离子(Ca2+、Mg2+)以及一些单价阳离子(Na+、K+),而经由开放后的TRPV2通道内流的二价阳离子由于介导多种信号通路的活化而反过来又作用于离子通道,对离子通道的功能具有反馈调节作用。比如,经由TRPV2通道内流进入细胞的Ca2+能够激活磷脂酶C(PLC)信号通路引起细胞膜上的PIP2含量的降低,从而导致TRPV2通道发生脱敏反应,使TRPV2通道功能降低。我们前期的预实验结果显示,不同于Ca2+负调控TRPV2通道功能,生理浓度范围的Mg2+能够有效增强TRPV2通道活性,在本文中,我们开展了 Mg2+增强TRPV2通道功能的作用机制研究,取得了如下主要研究结果:1)细胞膜外的Mg2+呈浓度依赖性地增强TRPV2通道电流。利用膜片钳技术和钙离子荧光成像方法分别观察到了 Mg2+对2-APB诱导的TRPV2通道电流具有显著增强作用,并且这种增强作用具有浓度依赖性。此外,Mg2+还能够有效增强温度激活的TRPV2通道电流,降低TRPV2通道的温度激活阈值,提示Mg2+对TRPV2通道电流的增强作用是广泛存在的。2)Mg2+对TRPV2通道活性的增强作用发生在细胞内侧。膜片钳实验中,若降低TRPV2通道激动剂2-APB的浓度以减少通道的开放数目,从而降低进入细胞内的Mg2+量,则观察不到Mg2+对TRPV2活性的增强;此外,在细胞内施加Mg2+的螯合剂EDTA和EGTA同样可以有效阻断Mg2+对TRPV2的增强作用。这两方面的实验结果进一步提示Mg2+是从胞内侧发挥增强TRPV2通道电流的效应。3)位于细胞膜内侧S4-S5连接区的两个位点,S526和T522,在Mg2+对TRPV2活性调节中具有重要作用。由于这两个关键性氨基酸残基属于潜在的磷酸化反应位点,我们因此探讨了磷酸化与去磷酸化反应对TRPV2通道的功能调节作用。4)磷酸化修饰TRPV2下调通道活性,而Mg2+介导的去磷酸化反应则增强TRPV2通道功能。使用PKC激动剂PMA刺激细胞之后,TRPV2通道对2-APB敏感性降低;与之相反地是,当在细胞内施加磷酸酶抑制剂时,则能有效抑制Mg2+对TRPV2通道电流的增强作用。据此我们推测Mg2+是通过激活磷酸酶去磷酸化TRPV2通道而增强TRPV2通道活性。5)Mg2+代谢平衡与TRPV2通道所介导的伤害性感受。在上述实验结果的基础上,将主要通透Mg2+的TRPM7通道与TRPV2通道共表达,激活TRPM7通道提高细胞内的Mg2+浓度同样可以有效增强TRPV2通道功能。综上所述,我们的研究结果表明磷酸化与去磷酸化TRPV2通道对调节通道活性具有重要作用,研究结果丰富了调节TRPV2通道的有效手段,同时也提示细胞内的Mg2+代谢平衡可以通过调节TRPV2通道活性而在机体的伤害性感受中具有重要功能。