肾小管生理学和病理生理学中的TRPC通道：我们知道什么？

在过去几年中，瞬时受体电位（TRP）通道的研究急剧增加。TRP通道在细胞适应环境变化中充当传感器和效应器。在这里，我们回顾了研究TRPC通道在肾小管系统中的生理和病理生理作用的文献，重点是TRPC3和TRPC6。TRPC3在Ca2+中起关键作用体内平衡并参与跨细胞Ca2+近端小管和集合管的重吸收。TRPC3 还传递集合管主细胞的渗透敏感性，并与加压素诱导的 AQP-2 膜易位有关。常染色体显性遗传性多囊肾病（ADPKD）通常可归因于PKD2基因的突变。TRPC3被认为在ADPKD样条件下具有有害作用。TRPC6的肾小管特异性生理功能尚未完全阐明。其在缺血再灌注损伤中的病理生理作用是一个有争议的主题。然而，TRPC6似乎参与肾细胞癌的肿瘤发生。总之，TRPC通道与肾小管系统的多种疾病相关。有必要进一步阐明他们的病理生理学，以更好地了解某些肾脏疾病，并最终创造新的治疗靶点来改善患者护理。

1. 简介

瞬时受体电位（TRP）通道是细胞适应环境应激的关键传感器和效应器[1]。29个通道细分为七个亚科。典型TRPC1-7、香草受体TRPV1-6、间弹力司他丁TRPM1-8、强霉素TRPA1、多囊蛋白TRPP2/3/5、黏液磷脂TRPML1-3和无机械感受器电位C TRPN1亚家族均有定义[2]。TRPC通道是四聚体，属于非选择性阳离子通道。它们对一价和二价阳离子（包括Na，K，Ca）都具有瞬时渗透性++2+或锌2+.单体亚基组装形成四聚体结构。子单元可以属于相同或不同的 TRPC 实体。根据氨基酸序列和功能类比，可以在人类中区分三个亚群，它们之间最好是异聚的——TRPC1、TRPC4/5和TRPC3/6/7[3]。六个跨膜段（S1-S6）连接形成TRPC单体。阳离子渗透孔由每个亚基的S5和S6片段产生[4]。门控活动的调节受制于多种机制，通常与GQ/11- 和受体酪氨酸激酶相关磷脂酶C途径，G我和 Go蛋白质以及细胞内钙2+商店 [3，5]。例如，蛋白激酶C可以通过磷酸化直接激活TRPC通道[6]。机械应激和氧化应激也会改变TRPC门控行为[7，8，9]。DAG敏感性（1，2-二酰基甘油）是磷脂酶C途径影响TRPC3、TRPC6和TRPC7活性的关键特征[10]。此外，低基础浓度的DAG可以通过TRPC6的药理学变构调节来激活通道[11]。相比之下，TRPC1、TRPC4和TRPC5对DAG不敏感[6]。然而，TRPC4被磷酸二酯酶-5抑制剂间接激活，如使用人胚胎肾293和前列腺平滑肌细胞系所证明的那样。环鸟苷-单磷酸（cGMP）被磷酸二酯酶-5降解。当后者被抑制时，cGMP可以刺激蛋白激酶G（PKG），而蛋白激酶G又磷酸化并激活TRPC4，最终导致胞质[Caa2+] [12]. 此外，TRPC通道在炎症中起关键作用。例如，TRPC6在小胶质细胞中被活化B细胞（NF-κB）依赖性的核因子κ轻链增强子中的淀粉样蛋白β蛋白上调[13]。另一方面，上调的TRPC6通道抑制信号传感器和转录激活因子（STAT）信号传导，并促进糖尿病肾病肾小管细胞的增殖和炎症过程[14]。TRPC6在糖尿病肾病中的作用见[15，16]。在支气管上皮细胞中，TRPC6 在脂多糖 （LPS） 暴露和随后的 Toll 样受体 4 （TLR-4）/磷脂酰肌醇 3 激酶 （PI3K）/蛋白激酶 B （Akt） 信号传导后过表达。以下TRPC6依赖性激活ERK1/2、p38和NF-κB触发细胞因子相关炎症反应[17]。

几个结构域富集了细胞质TRPC-单体-末端，能够与一系列分子参与者相互作用。一个线圈结构域和四个安基林结构域位于NH2-终点。它们参与TRPC亚基的四聚化，从而参与TRPC通道功能的调节。TRP结构域位于COOH末端，是其他TRP通道亚型的链接位点。COOH端子还包括一个线圈域和一个钙调蛋白和IP3-R结合位点，调节商店操作的通道激活[7，18] (图1).

图1瞬时受体电位典型（TRPC）结构示意图。

六个跨膜段（编号为1至6）有助于单体的形成。COOH （C） 和 NH2（N）终端具有不同的域，可实现进一步的渠道交互。这些包括线圈结构域 （CC）、安基林结构域 （ANK）、TRP 盒 （TRP）、钙调蛋白和 IP3-R结合位点（CIRB）。不同的TRPC实体之间存在不同的外部潜在糖基化位点[19]（（A）;灵感来自[20]）。来自相同或不同TRPC实体的四种单体组装形成同源或异四聚体。跨膜段5和6之间的环有助于阳离子渗透孔（P）（（B）;从上方查看）。

最后一个领域涉及通过 CA 对 TRPC6 的正向监管2+心血管系统中的CaM依赖性激酶II[21]。细胞溶质升高 [Caa2+]可以激活CaM激酶，从而进一步增强Ca。2+通过钙的活化流入2+-渗透通道，包括TRPC6[21]。这是一种可能影响不同组织（包括肾小管系统）的生理和病理生理状况的机制。事实上，几个TRPC渠道都深入参与了CA的参与。2+可能导致细胞增殖、细胞迁移等的信号传导。[18]. 某些TRPC成员也参与受体操作的Ca。2+入口（ROCE）和商店经营的CA2+进入（SOCE），两种机制都调解受监管的CA2+涌入[18]。磷脂酶C裂解PIP2（磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸盐）在DAG（1，2-二酰基甘油）和IP中3（肌醇-1，4，5-三磷酸），分别对ROCE和SOCE至关重要。如前所述，DAG 可以直接激活 TRPC 子家族的成员，而 IP3与内质 IP 结合3-受体诱导钙2+从内质网（ER）释放。由此产生的ER耗竭由基质相互作用蛋白1（STIM1）感知，该蛋白与Orai1（钙释放激活的钙通道蛋白1）相互作用，介导商店操作的Ca。2+进入。TRPC1作为商店运营渠道也发挥着重要作用，而进一步的TRPC渠道则调节Orai1并最终调节SOCE [6，18，22，23]。

肾单位是肾脏生理学的功能单位。肾单位细分为肾小体（肾小球和鲍曼囊的化合物）和由近端、中间和远端小管组成的肾小管系统，这些小管流入集合管。原发尿在肾小球滤过屏障处获得，并通过许多不同的重吸收管机制转化为次发尿[24] (图2).

图2肾小管系统的示意图。

肾小球（棕色）产生一期尿液，流入近端回旋小管（红色）。然后，它到达近端直小管，然后最终进入Henle的环，该环由薄（深蓝色）和厚（绿色）部分组成。后者将尿液引流到远端回旋小管（紫色），然后通过连接小管到达集合管（浅蓝色），此处未特别显示[24]。（A-D）中详述的放大倍数揭示了肾小管Ca的生理机制2+重吸收。大约 98% 的过滤钙2+被重新吸收。约 65% 在近端小管中被重吸收，25% 在厚升肢中被重吸收，8% 在远端和连接小管中被重吸收。在这种情况下，收集管道的作用可以忽略不计。大部分加州2+近端小管的重吸收是细胞旁性质的，部分由顶端钠/质子交换剂 3 （NHE3） 和基底外侧 Na/K-ATP 酶介导的跨细胞 Na 重吸收驱动。跨细胞途径和TRPC3、质膜钙ATP酶1（PMCA1）和Na/Ca的作用++++2+-交换器 1 （NCX1） 将在下面 （A） 讨论。粗壮的升肢具有调节的细胞旁钙2+由Na/K/2Cl介导的Na重吸收驱动的重吸收+++—共转运蛋白（NKCC2）和Na / K-ATPase。就负反馈回路而言，重吸收了钙++2+可以激活基底外侧钙敏感受体（CaSR），从而减少Na重吸收和细胞旁claudin介导的Ca。+2+重吸收（B）。然而，在远端和连接小管中，Ca2+重吸收具有跨细胞性质。钠通过上皮Na通道（ENaC）或Na / Cl进入细胞++—共转运蛋白（NCC）并使用Na / K-ATP酶将其留在基底外侧。后者驱动Na / Ca+++2+-交换器1（NCX1），具有基础钙的功能2+用质膜钙ATP酶4（PMCA4）放电。顶端钙2+使用香草样瞬时受体电位 5 通道 （TRPV5） 进入。跨细胞转运由钙结合素D-28k（CB28）（C）介导。钙流明2+浓度由集合管中的钙感应受体（CaSR）感应。它们的激活导致抑制水通道蛋白-2 （AQP-2） 介导的 H2O在主细胞中的重吸收和插层细胞中H-ATP酶的活化，随后的尿液酸化最终降低了晶体沉淀的可能性。基底外侧 H+2O 转运通过水通道蛋白-3 和 -4 （AQP-3/4） 发生 （D）。灵感来自 [25]。

肾小管系统是几种激素环的基础，例如RAAS或加压素系统，在酸碱和离子-水稳态中必不可少[26，27]。从病理生理学的角度来看，肾小管功能受损可能引起实质性损害。例如，高度代谢活跃的近端小管细胞可因多种疾病而受损，导致急性肾损伤[28，29]。此外，一个不安的 CA2+重吸收可促进晶体沉淀，并伴有肾结石，导致炎症和纤维化，最终导致慢性肾脏病[30，31，32]。此外，肾细胞癌等恶性过程起源于肾小管系统[33]。简而言之，肾小管系统不仅对肾脏生理学至关重要，而且对当今仍然具有挑战性的众多病理生理过程也至关重要，因为其中大多数还不能得到令人满意的治疗。

自从有证据表明TRPC6基因突变可导致局灶性和节段性肾小球硬化症（FSGS）[34]以来，对肾脏TRPC通道的研究急剧增加。TRPC6与肾小球通透性选择性及其在肾蛋白尿性疾病中的关联一直备受关注[35]。然而，TRPC6不仅见于肾小球，也见于肾小管系统[36]。在过去的几年中，越来越多的研究调查了肾小管中的TRPC通道，尤其是TRPC3和TRPC6。然而，TRPC6在肾小管生理学中的作用仍未得到充分研究。研究表明，TRPC6可促进皮质集合管中血流刺激的内皮素-1（一种钠和水重吸收的自分泌抑制剂）的产生[37，38]。TRPC通道在肾小球中的作用及其参与蛋白尿、糖尿病和慢性肾脏疾病以及肾纤维化详见其他专题[15，16，35，38，39]。我们在此总结TRPC通道在肾小管系统的特定生理学和特定病理生理学中的含义。

2. TRPC6 在经历缺血再灌注损伤的肾小管细胞中是一个有争议的参与者

急性出血或中毒性休克等多种疾病可引起肾缺血再灌注损伤 （RIRI）。RIRI的特征是大量组织损伤，是急性肾损伤的常见原因[40]。急性肾损伤可定义为前1日血清肌酐基线升高5.41倍[<>]。活性氧（ROS）的产生，钙2+超负荷和免疫应答是RIRI后急性肾损伤中肾小管损伤促进的关键因素[42]。肾小管损伤也被认为是CKD的驱动因素[43]。近端肾小管细胞具有活跃的代谢，因此尤其受到缺血再灌注（I/R）期间可能发生的氧化应激的威胁[29，44，45，46，47，48]。例如由血栓栓塞引起的灌注中断导致从有氧细胞代谢过渡到厌氧细胞代谢，并伴随ATP产生受损（三磷酸腺苷）。这反过来又与酸化和细胞内[Na]和细胞外[K]增加有关。随后，用补偿性Ca进行膜去极化++2+内流诱导蛋白酶的活化，从而导致细胞死亡。突然再灌注伴有复氧，可大量释放活性氧[49]。ROS包括自由基、氧阴离子和过氧化氢[50]。氧化爆发严重损害组织 - 细胞保护性ROS清除剂在缺血再灌注后被禁用 - 导致不同形式的细胞死亡，包括细胞凋亡，坏死，坏死，焦亡，铁死亡等。[51]. 缺血和再灌注都会导致严重的组织损伤[51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，63]。2013年，一项针对大鼠样本的生物信息学分析显示，与对照组相比，TRPC6在RIRI损伤组织中上调[64]。进一步的研究支持RIRI中TRPC6的上调[65]。文献不一致，因为与假组织相比，在I/R组织中也观察到TRPC6的下调[66，67]。RIRI期间释放的ROS参与TRPC6表达和门控活性的调节以及自噬的启动[8，50，68]。改变后的 CA2+由氧化还原敏感的TRPC6通道介导的信号传导与ROS引起的肾损伤有关[8，9]。自噬是一种动态循环细胞过程，在溶酶体环境中分解细胞成分，这是由自噬体的形成引起的，以响应缺血再灌注损伤中的氧化应激[69，70，71，72，73]。再灌注后迅速增强，最终推迟RIRI凋亡活性的增加。微管相关蛋白1A/1B轻链3（LC3-II/LC3-I）、p62和B细胞淋巴瘤2（Bcl-2）/Bax印迹联合苏木精和伊红以及末端脱氧核苷酸转移酶dUTP切口末端标记（TUNEL）染色的密度分析显示，使用PI3K抑制剂3-甲基腺嘌呤（3-MA）抑制自噬会加重组织损伤[40]。这些结果有助于RIRI中自噬细胞保护功能的概念。

Hou等人认为TRPC6介导的Ca。2+内流调节通过 H 进行氧化应激的近端小管细胞中的自噬通量2O2暴露。事实上，基础和氧化应激相关的自噬都可以通过TRPC6的过表达或沉默而减少或增加[69]。此外，TRPC6 SAR7334沉默的近端小管细胞在H2O2暴露。此外，在SAR7334沉默TRPC6后，线粒体通透性转变阳性细胞（ROS损伤的标志）显着减少。其他证据表明，通过TRPC6沉默增加自噬通量会减弱氧化应激凋亡[69]。此外，已经证明了 PI3K/Akt/mTOR 和 ERK1/2 通路参与 ROS 暴露后 TRPC6 驱动的自噬抑制。TRPC6介导的Ca的机制2+提出了导致Akt和ERK磷酸化的信号传导，阻止了自噬，但增强了对ROS的凋亡。然而，相互矛盾的证据表明，I/R损伤促进细胞自噬，并在肾小管上皮HK-2细胞中过表达TRPC6加速[74]。Hou等人的建议并未被Shen等人反驳，他们观察到细胞凋亡不受TRPC6的影响[75]。反过来，他们认为TRPC6可能抑制坏死性凋亡，从而在RIRI中发挥保护作用[75]。TRPC6表达恢复（缺血性损伤后降低）有助于缓解集合管用药前促红细胞生成素后RIRI诱导的急性肾小管损伤[38，76]。此外，坏死抑素-1，一种受体相互作用的蛋白激酶-1抑制剂（RIP1），被证明可以缓解RIRI;这种效应可能由缺氧诱导因子-1α（HIF-1α/miR-26a/TRPC6/聚（ADP-核糖）聚合酶1（PARP1）途径介导[67]。Shin等人表明，L-鸟氨酸依赖性钙敏感受体的激活可以减少ROS的产生并阻止H2O2-通过TRPC依赖性ROCE诱导近端肾小管细胞坏死，从而缓解急性肾损伤[77]。有趣的是，最近的另一项研究显示，TRPC6小鼠、TRPC6抑制剂治疗小鼠和野生型小鼠在RIRI后肾功能和肾小管损伤没有差异[42]。TRPC6抑制不影响急性肾损伤的短期结局[42]。-/-

除了研究TRPC6的作用外，Zn的功能2+在RIRI也进行了研究。锌是一种微量元素，主要参与生物体的多种生理过程[78]。TRPC6 显著有助于跨膜 Zn2+-运输和锌2+自身在自噬中起关键作用[66，79，80，81]。锌2+缺血和再灌注细胞中的含量增加。TRPC6敲低或TRPC6在氧-葡萄糖剥夺和复氧（OGD-R）人肾-2（HK-2）细胞中的过表达将分别导致Zn减少或增加2+-flow—后者伴随着增强的自噬通量。锌2+显著改善了OGD-R HK-2细胞的活力，降低了坏死率[74]。最近的一项研究揭示了TRPC6和Zn的作用2+抑制肾小管上皮细胞的焦亡，从而减弱RIRI[66]。焦亡是一种程序性坏死细胞死亡形式，由NLRP3（核苷酸结合和寡聚结构域样受体（NLR）家族pyrin结构域（含3）诱导，激活gasdermin D在质膜中形成孔，导致促炎细胞溶解[1]。有趣的是，锌不足2+据认为，水平可介导ROS暴露后NLRP3炎症小体的激活，并随后诱发焦亡[66，83]。动物RIRI模型和OGD-R HK-2细胞均用于提供TRPC6抑制增强RIRI自发光活性和加剧肾损伤的证据。锌2+锌指蛋白A20的流入和上调抑制NF-κB的活化，NF-κB在NLRP3活化中起关键作用，似乎控制了RIRI中TRPC6的细胞保护和抗发烧光作用[66，84]。

综上所述，我们可以得出结论，TRPC6 参与 Caa2+和锌2+在RIRI中发出信号。有关文献对管状TRPC6在RIRI中的功能不一致。然而，Ca2+TRPC6等进入通道可能在肾上皮细胞中起双重作用[85]。需要进一步的研究来澄清RIRI背景下的这一讨论。更好地了解TRPC6在RIRI中的功能很重要，因为它可能导致靶向药物开发。

3. TRPC6驱动肿瘤发生和肾细胞癌的进展

未解决的钙2+信号传导通常参与肿瘤发生[86，87]。肾细胞癌（RCC）是一种影响肾脏的非常常见的癌症[88]。全世界每年报告超过300万例RCC新发病例[000，89]。存在不同的肾细胞癌亚型。透明细胞实体（90-70%）是最常见的RCC类型，紧随其后的是状（80%）[15，91]。两者都起源于近端小管[92]。从生物学和临床的角度来看，透明细胞肾细胞癌（ccRCC）和非ccRCC是完全不同的病理，因此，各自的肿瘤特异性治疗也是如此。在许多局部病例中，单一的根治性疗法通常是手术切除。然而，研究表明，33%被认为已治愈的患者复发[30]。经典化疗或放疗不能用于治疗RCC[88]。重点需要放在特定的肿瘤生物学、微环境或血管形成上[90]。不幸的是，不同肾细胞癌类型的确切发病机制尚不清楚。尽管如此，加州2+可渗透的TRPC6通道应该与受体操作的Ca有关2+RCC细胞的进入。此外，与ccRCC组织中的TRPC6、TRPC3或TRPC4相比，TRPC5表达是迄今为止增加最多的[93]。免疫组织化学显示，与健康组织相比，RCC组织中TRPC6反应性显著更强[94]。根据Fuhrmann的肿瘤核分级与检测到的TRPC6量呈正相关，表明TRPC6在肿瘤发生和肿瘤进展中具有显着功能[94]。Song等人研究了抑制ACNH细胞中TRPC6的作用，ACNH细胞是1979年从一名22岁男性在转移性肾细胞癌背景下的恶性胸腔积液中启动的细胞系[95]，并揭示了肝细胞生长因子诱导的（HGF）细胞增殖显着减少。此外，通过siRNA6转染抑制TRPC3-mRNA导致通过G的转化时间增加2ACHN细胞中有丝分裂的/M期，最终提供足够的时间来确保有效的DNA修复机制[94]。一般来说，TRPC6门控钙2+流入已被证明在G的过渡中至关重要2几种不同细胞类型的/M期[96]。HGF是一种多效性糖蛋白，能够增加ACHN细胞中TRPC6的表达，可刺激c-met信号传导，这是状RCC肿瘤发生、进展和血管形成的主要参与者[92，97，98]。MET信号传导也介导ccRCC中的VEGF耐药性[92]。事实上，在遗传性状RCC的情况下，HGF-酪氨酸激酶膜受体MET（间充质-上皮过渡因子）的功能获得突变导致不受控制的促癌作用[99]。随后，Kim等人研究了赖氨酸缺陷蛋白激酶1-促进（WNK1）TRPC6-NFAT（活化T细胞的核因子）途径在ccRCC发展中的相关性。WNK1控制管状电解质稳态。因此，它通过涉及效应子的各种信号级联调节多个离子通道和转运蛋白的分布，例如STE20-脯氨酸富丙氨酸激酶（SPAK）和氧化应激反应激酶1（OSR1），以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）[100]。因此，WNK1功能受损可导致101型假性醛固酮减少症[102，1]。此外，有证据表明WNK103在肿瘤发生中的关键作用[1]。在ccRCC的背景下，上调的WNK4刺激磷脂酰肌醇4-激酶IIIα（PI4KIIIα）酶，该酶控制磷脂酰肌醇-5，6-二磷酸依赖性PLC-β信号传导，导致DAG介导的TRPC1激活。WNK6-TRPC1通路激活NFATc1信号传导，进而被认为增强ccRCC细胞系中WNK6和TRPC1的表达。与这些报道一致，受NFATc104信号传导调控的c-Myc基因在RCC中经常过表达[1]。此外，Kim等人表明WNK6激活的TRPC<>是受体操作的Ca的重要参与者。2+流入ccRCC细胞系，如Caki1和ACHN中。功能分析表明，在TRPC1、WNK6和PI1KIIIα的敲低模型中，ACHN和Caki4细胞的集落形成能力降低。细胞数量也减少了。TRPC6-NFATc1通路的抑制显着降低了ccRCC细胞的存活和增殖。这些结果等支持WNK1驱动的TRPC6-NFATc1通路是ccRCC细胞增殖和迁移的关键组成部分[93]。相比之下，对人转移性肾细胞癌培养的研究表明，TRPC6参与SOCE，SOCE抑制不影响细胞增殖[105]。除了TRPC6之外，TRPC1在RCC的管状播放器的上下文中也值得一提。TRPC1对于包括癌细胞在内的迁移细胞的极性和方向性至关重要[18]。最近的一项研究调查了 trpc1 在 ccRCC 组织中的表达，并证明了 TRPC1 表达水平与肿瘤分级之间存在正相关关系。作者假设TRPC1可能通过Ca增强细胞增殖2+条目和 CA2+-NFATc3信号通路导致ccRCC生长，伴随着更高的肿瘤分级。然而，TRPC1的相关性仅限于TNM分期的生物标志，并表明RCC的长期预后[106]。

综上所述，TRPC6是不同RCC实体肿瘤发生和肿瘤进展的关键因素[93]。WNK1下游效应物MAPK抑制剂已被提出用于治疗RCC[107]。同样，WNK1或TRPC6，以及状实体中的MET[92]，可能是RCC抗增殖治疗的新靶点。

4. TRPC3是CA中的细胞保护关键参与者2+近端小管的重吸收

TRPC3在近端小管和集合管中表达[31，108，109，110]。大约65%-70%的肾小管钙重吸收是在近端小管进行的[111]。细胞旁机制占主导地位。难以解释解决管腔突然升高的机制[Caa2+]，一直保留[109]。出于这个原因，可诱导的跨细胞途径可能优于简单的细胞旁渗透和扩散过程。钙敏感受体（CaSR）的顶端化合物（一种三类G蛋白偶联受体）和TRPC3已被提出在跨细胞钙中起关键作用2+近端小管细胞的重吸收[109，112]。CaSR（在肠道、肾脏和甲状旁腺中表达）是细胞外钙的主要成分2+稳态，可激活近端小管中的SOCE和ROCE通路[109，113，114]。尽管如此，ROCE仍然在很大程度上负责Ca。2+进入近端小管细胞[109]。碱性高钙尿环境导致TRPC3缺陷的近端小管细胞从ROCE转换到SOCE[31，32，115] (图3).

图3TRPC3在近端小管细胞中的建议作用。

细胞分为两半。左半部分显示了TRPC3在近端小管中的生理功能。钙流明2+ activates the calcium sensing receptor (CaSR), which triggers in turn the G-protein associated phospholipase C pathway. DAG is generated and increases TRPC3 activity. Receptor-operated Ca2+ entry (ROCE) results. Basolateral players including the plasma membrane Ca2+-ATPase 1 (PMCA1) and the Na/Ca+2+-exchanger 1 (NCX1) mediate the basal Ca2+出口。右半部分显示TRPC3缺陷的近端小管细胞，暴露于碱性高钙血症条件下。SOCE途径超过ROCE途径。然后，ER应激和ROS生成随之而来，以及随后的钙化，炎症，纤维化和细胞凋亡。细胞碎片积聚并促进结石形成，从而加剧肾小管损伤。建议 TRPC3 有助于预防这种加重的管腔 Ca。2+浓度，随后减弱最终细胞损伤。灵感来自[31，109]。

随后细胞内过量[Caa2+]可导致ER应激（内质网）和ROS产生[32，115，116]。NPS-2143 是一种 CaSR 抑制剂，可减少 TRPC3 缺陷近端小管细胞中的 SOCE、ROS 生成和 ER 应激。这证明了CaSR依赖性TRPC3激活的细胞保护功能，因为高钙尿症后SOCE相关的下游级联损伤事件减少。管腔过多 [Ca）2+]可以激活CaSR并启动磷脂酶C信号传导。生成的 DAG 消息传递可以增强 TRPC3 门控 Ca2+近端小管流入。因此，Henle环中的高钙尿症和随后的磷酸钙晶体形成可能受到限制[109，117]。基底外侧钙2+-外排介质，如质膜Ca。2+-ATP酶1（PMCA1）或Na / Ca+2+-交换器 1 （NCX1） 完成了跨上皮钙结合素介导的 Caa 的概念2+近端小管的重吸收过程[109] (图3).口服葡萄糖酸钙给药后，TRPC3门控增强改变管腔[Ca]2+] [32]. TRPC3在CA中的关键作用2+TRPC3敲除后高钙尿症的发生支持重吸收[109]。尽管不太可能，但CaSR-TRPC3激活也可能降低管腔[Caa2+]通过增加紧密连接相关的副细胞Ca2+渗透率[109]。高钙尿症是磷酸钙晶体成核的基底，显示磷酸钙和混合结石形成的初步阶段[117，118，119，120，121]。这个序列——总结为成岩作用——在碱性环境中得到加强。CaSR可以通过管腔碱化致敏，最终增强增加的Ca。2+重吸收[31，122]。这些情况用于促进乙酰唑胺给药后实验设计中的晶体成核[31]。乙酰唑胺可抑制近端肾小管碳酸酐酶（肾酸碱平衡中的重要成分）诱发代谢性酸中毒，同时伴有肾小管碱化并促进晶体形成[123]。随后的肾小管晶体摄取可激活NF-κB—NLRP3—IL-1β通路，触发IL-6和TGF-β1分泌，这是推进肾纤维化和炎症的关键因素[32，124，125，126，127]。如组织学提示，TRPC3敲低以及纤维化（TGF-β1、FN-1和SMa）和炎症（IL-1β、IL-6、单核细胞化学引诱蛋白-1（MCP1）、NF-κB和NLRP3）标志物增加，会加剧肾小管纤维化和炎症[31，128]。NF-κB通路也与ER应激诱导的细胞凋亡有关[129，130]。葡萄糖酸钙治疗后出现的高钙尿症增加了ER应激相关基因（如C/EBP同源蛋白和M18S）的表达[32]。同样，近端小管细胞的凋亡活性增加，特别是当TRPC3沉默时[32]。细胞外钙紊乱2+浓度还可以引起反应性ROS产生，驱动氧化细胞损伤，导致细胞凋亡、纤维化、炎症等，同时伴有肾功能下降[31，32，131，132，133，134，135]。由此产生的细胞碎片促进成岩，形成恶性循环[136，137]。因此，TRPC3可能导致肾钙质沉着症和结石症中CKD的延迟和减速[31]。

总之，TRPC3 对 CA 至关重要。2+近端小管的重吸收及其表达受损可导致高钙尿症，并通过晶体形成和钙化支持纤维化和炎症，从而导致急性和慢性肾脏病[115]。由于 TRPC3 缺乏症加剧了近端肾小管损伤和晶体形成，因此将 TRPC3 在高钙尿症诱导的晶体形成和通过重吸收过量管腔钙引起的肾小管损伤中的预防作用是合理的。

5. TRPC3 参与加压素依赖性 AQP-2 运输、渗透压感觉和 CA。2+收集管道中的重吸收

自3年Khayyat等人广泛评价TRPC2020在肾脏中的功能[110]以来，对该主题的研究很少。因此，为了完整起见，我们仅简要报告最重要的发现，但请参阅Khayyat等人进行详细综述[110]。集合管（CD）由主细胞（PC）和四种类型的插层细胞（IC）组成[138]。虽然主细胞是离子-水平衡的重要参与者，包括钙2+重吸收，插层细胞在酸碱稳态中起关键作用[138，139]。TRPC3和TRPC6在集合管的主细胞中表达，如水通道蛋白2共定位（AQP-2）所示[108，140]。精氨酸加压素或抗利尿激素（ADH）是主细胞离子-水平衡的主要调节因子[141]。与基底外侧V2加压素受体（一种G蛋白偶联受体）结合可激活环磷酸腺苷和蛋白激酶A（cAMP/PKA）途径，增强AQP-2和TRPC2的膜运输[3，140]。精氨酸加压素作用的持续时间长部分归因于“非规范”β-逮捕素142/1依赖性V2R内化保留cAMP-PKA信号传导。后者应该由内体逆转录体复合物终止，这是内体蛋白质分选机制的关键组成部分[2，143]。提供了足够的证据，将精氨酸加压素对TRPC144阳性主细胞的抗钙利尿作用归因于TRPC3阳性主细胞，这些主细胞在V3R激活后将TRPC2和AQP-2易位到顶膜，从而使顶基底钙2+助焊剂最终抵消了浓缩抗利尿剂时钙晶体的形成[140，145，146]。另一方面，TRPC3本身有助于AQP-2易位到顶膜 - 因为AQP-2膜运输可能需要TRPC3依赖性[Ca2+]我提高—根据TRPC3在水稳态中的另一个关键作用[146]。有趣的是，根尖CaSR活化发生在抗利尿期间 - 一种以严重尿浓度为特征的状态 - 并且已被提出触发Caa2+重吸收以限制晶体沉淀。此外，CaSR信号传导可减少加压素诱导的AQP-2膜在负反馈环内的易位，从而形成不太严重的浓缩尿液并预防肾结石[147]。此外，集合管不仅对精氨酸加压素或醛固酮等内分泌因素敏感，而且对管腔环境的改变敏感，包括渗透梯度或流速的变化。[钙2+]我通常介导细胞在水离子平衡、增殖速率等方面的行为的适应。[148，149，150]。有证据表明，低张力可诱发 TRPC3 门控钙2+-进入并启动下游渗透敏感信号级联，该级联由额外的 Ca 增强2+从细胞内储存中释放，导致细胞行为适应[151] (图4).然而，目前尚不清楚通道本身是否通过其长S3段（例如）是低张力传感器[10]，还是只是渗透敏感信号传导的第二个参与者[110]。相比之下，TRPV4是介导细胞对肾小管流动改变反应的关键参与者，不受TRPC3等渗透性改变的影响[110，152，153]。在这个例子的基础上，我们可以追溯TRP通道的多样性及其在细胞适应环境变化的背景下对传感器和效应器的多种不同角色的需求。

图4 TRPC3在集合管道中的假定功能。

精氨酸加压素刺激 V2 加压素受体 （V2R）。触发信号通路，导致环磷酸腺苷（cAMP）的产生和蛋白激酶A（PKA）的激活。水通道蛋白-2 （AQP-2） 和 TRPC3 的膜运输以及抗利尿基因表达得到增强（CREB 或 cAMP 反应元件结合蛋白）。TRPC3 参与 CA2+通过启动Ca重吸收和感知低张力2+直接和间接刺激 AQP-2 膜运输的信号传导。AQP-2 和 AQP-3/4 分别介合顶端和基底外侧 H2O 沿渗透梯度流动。上皮Na通道（ENaC）和肾髓外K通道（ROMK）介导根尖Na内流和K外排。++++

总之，TRPC3 是由集合管中的精氨酸加压素刺激触发的下游信号通路中的关键参与者。刺激TRPC3可用于增加AQP-2突变体的运输，从而导致某些形式的肾性尿崩症。相比之下，TRPC3抑制对于逆转过度水潴留可能至关重要，在某些疾病（包括充血性心力衰竭）中可能具有临床益处[151]。

6. 线粒体TRPC3在常染色体显性遗传性多囊肾病样病中驱动有害的钙摄取并介导细胞增殖

ADPKD 或常染色体显性遗传性多囊肾病是一种遗传性疾病，其特征是多发性双侧肾囊肿导致进行性肾衰竭。这是终末期肾病的常见病因[154]。在大多数情况下，ADPKD是由影响非选择性钙通道多囊蛋白1或多囊蛋白2（TRPP2、PKD2、PC2）的功能缺失引起的，这些突变在生理上参与调节各种细胞功能，包括液体转运、分化、增殖、细胞粘附和细胞凋亡[155，156]。细胞钙2+通过通道功能降低而改变，导致腺苷酸环化酶随着 cAMP 的产生而活化。后者刺激蛋白激酶A和Ras/Raf/细胞外调节信号激酶（ERK）途径，促进细胞增殖和膀胱发生[157，158，159]。目前对ADPKD发病机制的认识总结见[155]。有趣的是，氧化应激和线粒体代谢紊乱与ADPKD的发病机制有关[159，160，161，162]。细胞和线粒体ROS和钙相互相互作用。其中一种失调可能会严重影响另一种[163，164]。TRPC3，加州的关键球员2+信号传导也存在于线粒体内膜中，可直接与NADPH氧化酶2相互作用，从而调节氧化剂的产生，如心肌细胞所示[159，165，166，167]。TRPC3和TRPC7作为TRPP2突变通道杂聚物的组分参与受体操作的Ca中2+既往有人提出，内涌导致ADPKD的细胞增殖和膀胱生成不受控制[168]。用TRPP3-siRNA转染人有条件永生化的近端肾小管上皮细胞（ciPTEC）和小鼠集合导管细胞（IMCD2）在ADKPD样条件下显示TRPC3上调[159]。TRPC3 在 TRPP1 敲低时诱导细胞增殖、ERK 活化和线粒体功能障碍与 NCX2 相互作用。线粒体TRPC3在TRPP2敲低后也上调并参与线粒体Ca。2+促进线粒体功能障碍的流入伴ROS生成受损驱动细胞增殖[159]。有趣的是，多囊蛋白-2被证明可以调节钙稳态参与者，包括IP。3受体STIM1、TRPV4和TRPC1[156]。然而，TRPC1、TRPC6和TRPC7的表达水平在TRPP2敲低后保持不变[159]。

总之，TRPC3在TRPP2敲低细胞中上调并损害线粒体钙，线粒体钙伴有线粒体功能障碍，从而驱动细胞增殖。TRPC3已被提出作为治疗各种不同疾病的用药策略[169]。同样，TRPC3可能成为治疗最常见的遗传性肾病ADPKD的新焦点。

7. 结束语

本文综述了目前对肾脏肾小管中瞬时受体电位典型通道的生理和病理生理作用的认识和理解。在此背景下，最近的研究主要集中在TRPC3和TRPC6上。TRPC6的小管特异性生理功能尚不清楚[38]，而TRPC3在Ca中起关键作用。2+近端小管和集合管稳态，如其 Ca 所示2+重吸收功能。从病理生理学的角度来看，提供的证据表明TRPC6参与肾细胞癌的出现和进展。然而，其在缺血再灌注损伤伴急性肾损伤中的作用存在争议。相比之下，TRPC3是高钙尿症的保护性参与者，而其上调和有害作用已在常染色体显性遗传性多囊肾病样疾病中得到证实。总而言之，TRPC通道在肾脏的肾小管中实现多种功能。众所周知，它们参与严重疾病，如急性或慢性肾损伤，但也参与肾细胞癌。然而，有些报告需要谨慎解释，因为关于某些主题的工作只完成了很少。需要更多的研究来进一步阐明和证实这一未被重视的章节，并最终实现对严重病理生理状况的更好分子理解。进一步靶向治疗的后续开发可能会导致更好的临床护理。

Englisch CN, Paulsen F, Tschernig T. TRPC Channels in the Physiology and Pathophysiology of the Renal Tubular System: What Do We Know? Int J Mol Sci. 2022 Dec 22;24(1):181. doi: 10.3390/ijms24010181. PMID: 36613622; PMCID: PMC9820145.