Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Transient потенциал рецепторов катионитового канала подсемейства М (melastatin) элемент 8 (TRPM8), также известный как холода и ментола рецептора 1 (CMR1), представляет собой белок , который у человека кодируется TRPM8 гена . [5] [6] Канал TRPM8 является основным молекулярным преобразователем холодовой соматосенсии у человека. [5] [7] Кроме того, мяты могут снижать чувствительность области за счет активациирецепторов TRPM8 (рецептор «холода» / ментола). [8]

Структура [ править ]

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 каналов . S5 и S6 и соединительная петля, также являющиеся частью структуры, составляют пору, неселективный катионный канал, который состоит из высококонсервативной гидрофобной области. Для высокой специфичности реакции на холод и ментоловые стимулы, которые в конечном итоге приводят к потоку ионов через белковый канал, требуется ряд разнообразных компонентов. [9] [10]

Функция [ править ]

TRPM8 представляет собой ионный канал : при активации он позволяет ионам Na + и Ca 2+ проникать в клетку, что приводит к деполяризации и генерации потенциала действия. Сигнал передается от первичных афферентов (типа C- и A-дельта), что в конечном итоге приводит к ощущению холода и холодной боли. [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 простате , легких и мочевом пузыре, где его функция недостаточно изучена.

Роль в нервной системе [ править ]

Потенциал канала переходных рецепторов (ГТО) надсемейство, который включает в себя ментол (TRPM8) и капсаицина рецепторов ( TRPV1 ), служат различные функции в периферической и центральной нервной систем . В периферической нервной системе TRP реагируют на стимулы от температуры , давления , воспалительных агентов и активации рецепторов . Роли рецепторов в центральной нервной системе включают разрастание нейритов, передачу сигналов рецептора и гибель экситоксических 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 методы визуализации кальция и патч-зажим , они показали реакцию нейронов ганглиев дорсального корешка (DRG), что воздействие холода, 20 ° C или ниже, приводит к ответу в виде притока кальция. Было показано, что этот рецептор реагирует как на низкие температуры, так и на ментол и аналогичные известные теперь агонисты рецептора TRPM8. Работает совместно с TRPV1рецептор для поддержания допустимого диапазона пороговых температур, в котором наши клетки чувствуют себя комфортно, и наше восприятие этих стимулов происходит в спинном и головном мозге, которые объединяют 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 в окружающей среде. так же, как и в ответ на ментол. [14]

Свойства [ править ]

pH-чувствительность [ править ]

В отличие от рецептора TRPV1 ( капсаицина ), который усиливается низким pH, кислотные условия, как было показано, ингибируют ответ TRPM8 Ca 2+ на ментол и ицилин ( агонист рецептора ментола). Предполагается, что рецепторы TRPV1 и TRPM8 действуют вместе в ответ на воспалительные процессы: TRPV1 за счет действия протонов усиливает жжение при боли, в то время как кислотность подавляет TRPM8, чтобы блокировать более приятное ощущение прохлады в более тяжелых случаях боли. [15]

Сенсибилизация [ править ]

Были опубликованы многочисленные исследования, изучающие эффект применения L-ментола в качестве модели для сенсибилизации TRPM8. [5] [16] Согласно первичному консенсусу , сенсибилизация TRPM8 увеличивает ощущение холодной боли, также известной как холодовая гипералгезия . [5] Эксперимент проводился в рамках двойного слепого двустороннего перекрестного исследования с нанесением 40% L-ментола на предплечье с использованием этанола в качестве контроля. Активация канала рецептора TRPM8 (первичный канал рецептора ментола) приводила к повышенной сенсибилизации к ментоловому стимулу. Чтобы изучить механизмы этой сенсибилизации, Wasner et al. , 2004, исполнила A fiberблокада проведения поверхностного лучевого нерва у другой группы испытуемых. Это привело к уменьшению вызванного ментолом ощущения холода и гипералгезии, поскольку блокирование проводимости волокна А привело к ингибированию класса ноцицепторов нервных волокон группы С, необходимых для передачи ощущения боли. Они пришли к выводу, что ментол сенсибилизирует чувствительные к холоду периферические ноцицепторы C и активирует специфичные к холоду A-дельта-волокна. [5] [7] [17]

Десенсибилизация [ править ]

Как это часто бывает в ответ на многие другие сенсорные стимулы, существует много экспериментальных доказательств снижения чувствительности человеческих рецепторов TRPM8 к ментолу. [5] Тестирование, включающее введение некурящих и никотинсодержащих сигарет с ментолом , которое вызывало то, что они классифицировали как раздражающую реакцию, после первоначальной сенсибилизации, показало снижение реакции у субъектов с течением времени, что свидетельствует о снижении чувствительности. Этанол с аналогичными раздражающими и десенсибилизирующими свойствами использовался в качестве контроля для никотина, чтобы отличить его от реакции, индуцированной ментолом. Было замечено, что рецептор ментола сенсибилизирует или десенсибилизирует в зависимости от клеточных условий, а ментол вызывает повышенную активность в отношении Ca 2+.- каналы с ограничением по напряжению, которые не наблюдаются в этаноле, циклогексаноле и других раздражающих элементах, что указывает на специфический молекулярный рецептор. Dessirier et al. , 2001, также утверждают, что перекрестная десенсибилизация рецепторов ментола может происходить с помощью неизвестных молекулярных механизмов, хотя они выдвигают гипотезу о важности Ca2 + в снижении возбудимости клеток аналогично тому, как это происходит в рецепторе капсаицина . [18]

Мутагенез сайтов фосфорилирования протеинкиназы C в TRPM8 (серины и треонины дикого типа, замещенные аланином у мутантов) снижает десенсибилизирующий ответ. [19]

Кариофиллен ингибирует TRPM8, который помогает млекопитающим улучшить переносимость холода при низких температурах окружающей среды. [20]

Кросс-десенсибилизация [ править ]

Клифф и др. , 1994, провели исследование, чтобы узнать больше о свойствах рецептора ментола и о том, обладает ли ментол способностью кросс-десенсибилизировать с другими химическими рецепторами раздражителя. Было известно, что капсаицин вызывает перекрестную десенсибилизацию с другими агонистами раздражающего действия, хотя та же информация не была известна о ментоле. В исследовании участвовали субъекты, длительное время полоскавшие ментол или капсаицин с регулярными интервалами. Было сделано три важных вывода о кросс-десенсибилизации: 1) оба химических вещества вызывают самодесенсибилизацию, 2) рецепторы ментола могут десенсибилизировать в ответ на капсаицин , и, что самое новое, 3) рецепторы капсаицина становятся сенсибилизированными в ответ на ментол. [21]

Лиганды [ править ]

Агонисты [ править ]

В поисках соединений, активирующих рецептор холода TRPM8, в парфюмерной промышленности были найдены соединения, вызывающие ощущение холода. Из 70 релевантных соединений следующие 10 вызывали ассоциированный ответ увеличения [Ca2 +] - в клетках HEK293, трансфицированных mTRPM8, используемых для идентификации агонистов. Экспериментально определены и широко используемые агонисты рецептора включают ментол линалоол , гераниол , гидрокси- цитронеллаль , icilin , WS-12 , Frescolat MGA , Frescolat ML , PMD 38 , CoolAct P , M8-Ag и охлаждающий агент 10 . [15] [16]

Антагонисты [ править ]

BCTC, тио-BCTC , капсазепин и M8-An [22] были идентифицированы как антагонисты рецептора TRPM8. Эти антагонисты физически блокируют рецептор холода и ментола, связываясь с доменом чувствительности к напряжению S1-S4 , предотвращая реакцию. [15]

  • PF-05105679 cas: [1398583-31-7].
  • M8 B
  • AMTB
  • 5-бензилокситриптамин [23]

Клиническое значение [ править ]

Холодные пластыри традиционно использовались для обезболивания или облегчения боли, вызванной травматическими повреждениями. [24] Механизм, лежащий в основе анальгезии, вызванной холодом, оставался неясным до открытия TRPM8.

Одна исследовательская группа сообщила, что TRPM8 активируется химическими охлаждающими агентами (такими как ментол ) или когда температура окружающей среды опускается ниже примерно 26 ° C, предполагая, что он опосредует обнаружение холодовых тепловых стимулов первичными афферентными сенсорными нейронами афферентных нервных волокон . [25]

Три независимые исследовательские группы сообщили, что у мышей, у которых отсутствует функциональная экспрессия гена TRPM8, серьезно нарушена их способность определять низкие температуры. [26] Примечательно, что эти животные испытывают недостаток во многих различных аспектах передачи сигналов холода, включая холодное и ядовитое восприятие холода, сенсибилизацию к холоду, вызванную травмой, и обезболивание, вызванное охлаждением. Эти животные хорошо разбираются в молекулярных сигнальных путях, которые участвуют в обнаружении холодных и болезненных раздражителей. Многие исследовательские группы, как в университетах, так и в фармацевтических компаниях, в настоящее время активно участвуют в поиске селективных лигандов TRPM8 для использования в качестве нейропатических анальгетиков нового поколения . [16][22]

Низкие концентрации агонистов TRPM8, таких как ментол (или ицилин), при определенных условиях оказываются антигипералгезическими [27], тогда как высокие концентрации ментола вызывают как холодовую, так и механическую гипералгезию у здоровых добровольцев. [17]

Мыши с нокаутом 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. [28] Кроме того, недавно было показано, что антагонисты TRPM8 эффективны в обращении установленной боли на моделях нейропатической и висцеральной боли. [29] [22]

Повышение активности TRPM8 в тканях мочевого пузыря коррелирует с болью у пациентов с болезненными синдромами мочевого пузыря. [30] Кроме того, TRPM8 активируется во многих клеточных линиях рака простаты, и Dendreon / Genentech используют агонистический подход для индукции апоптоза и гибели клеток рака простаты. [31]

Роль в раке [ править ]

Каналы TRPM8 могут быть мишенью для лечения рака простаты . TRPM8 - это андроген- зависимый канал Ca 2+, необходимый для выживания и роста клеток рака простаты . Иммуннофлуоресценция показала экспрессию белка TRPM8 в ER и плазматической мембране андроген-чувствительной клеточной линии LNCaP . TRPM8 экспрессировался в нечувствительных к андрогенам клетках, но не было показано, что он необходим для их выживания. Путем нокаута TRPM8 с помощью миРНК, нацеленных на мРНК TRPM8, была показана необходимость рецептора TRPM8 в андроген-зависимых раковых клетках. Это имеет полезные последствия с точки зрения генной терапии., так как существует очень 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 регулирования уровня кальция и недавно был предложен в качестве основного средства для новых лекарств, используемых для лечения рака простаты. [32]

См. Также [ править ]

  • TRPM
  • Рутений красный

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000144481 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000036251 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ a b c d e f g h Андерсен Х. Х., Мёллер Г., Винтер Р., Эскелунд П., Арендт-Нильсен Л. (август 2013 г.). «Обзор актуального L-ментола с высокой концентрацией как трансляционной модели холодовой аллодинии и гипералгезии» . Европейский журнал боли . 18 (3): 315–325. DOI : 10.1002 / j.1532-2149.2013.00380.x . PMID 23963768 . S2CID 35385748 .  
  6. Перейти ↑ Clapham DE, Julius D, Montell C, Schultz G (декабрь 2005 г.). "Международный союз фармакологии. XLIX. Номенклатура и взаимосвязь между структурой и функцией временных каналов рецепторного потенциала". Фармакологические обзоры . 57 (4): 427–50. DOI : 10,1124 / pr.57.4.6 . PMID 16382100 . S2CID 17936350 .  
  7. ^ a b Olsen RV, Андерсен HH, Møller HG, Eskelund PW, Arendt-Nielsen L (2014). «Соматосенсорные и вазомоторные проявления индивидуальной и комбинированной стимуляции TRPM8 и TRPA1 с использованием местного L-ментола и транс-коричного альдегида у здоровых добровольцев». Eur J Pain . 18 (9): 1333–42. DOI : 10.1002 / j.1532-2149.2014.494.x . PMID 24664788 . S2CID 34286049 .  
  8. ^ Werkheiser JL, Ролс С.М., Коуэн A (октябрь 2006). «Агонисты мю- и каппа-опиоидных рецепторов противодействуют вызванному ицилином дрожанию мокрых собак у крыс». Европейский журнал фармакологии . 547 (1–3): 101–5. DOI : 10.1016 / j.ejphar.2006.07.026 . PMID 16945367 . 
  9. ^ Педретти A, C Marconi, Беттинелли I, Vistoli G (май 2009). «Сравнительное моделирование четвертичной структуры канала TRPM8 человека и анализ его свойств связывания». Биохим. Биофиз. Acta . 1788 (5): 973–82. DOI : 10.1016 / j.bbamem.2009.02.007 . PMID 19230823 . 
  10. Diver MM, Cheng Y, Julius D (сентябрь 2019 г.). «Структурное понимание ингибирования и десенсибилизации TRPM8» . Наука . 365 (6460): 1434–1440. DOI : 10.1126 / science.aax6672 . PMC 7262954 . PMID 31488702 .  
  11. ^ Шерхели М.А. и другие. (2007). «Селективные агонисты TRPM8: новая группа нейрофатических анальгетиков» . Журнал FEBS . 274 (s1): 232. DOI : 10.1111 / j.0014-2956.2007.05861_4.x . PMC 7163963 . 
  12. ^ Шерхели М.А. GG; Ак ВЕ; Jf D; HH (октябрь 2008 г.). «Производное ментола WS-12 селективно активирует временные рецепторные потенциальные ионные каналы меластатина-8 (TRPM8)» . Pak J Pharm Sci . 21 (4): 370–8. PMID 18930858 . 
  13. Перейти ↑ Moran MM, Xu H, Clapham DE (июнь 2004 г.). «Ионные каналы TRP в нервной системе». Curr. Opin. Neurobiol . 14 (3): 362–9. DOI : 10.1016 / j.conb.2004.05.003 . PMID 15194117 . S2CID 2410787 .  
  14. ^ McKemy DD, Neuhausser WM, Julius D (март 2002). «Идентификация холодовых рецепторов показывает общую роль TRP-каналов в термочувствительности». Природа . 416 (6876): 52–8. DOI : 10.1038 / nature719 . PMID 11882888 . S2CID 4340358 .  
  15. ^ a b c Берендт Х. Дж., Германн Т., Гиллен С., Хатт Х., Йосток Р. (февраль 2004 г.). «Характеристика мышиного холодного ментолового рецептора TRPM8 и ваниллоидного рецептора типа 1 VR1 с использованием анализа с помощью флюориметрического устройства для считывания изображений планшетов (FLIPR)» . Br. J. Pharmacol . 141 (4): 737–45. DOI : 10.1038 / sj.bjp.0705652 . PMC 1574235 . PMID 14757700 .  
  16. ^ a b c Патель Р., Гонсалвес Л., Леверидж М., Мак С. Р., Хендрик А., Брайс Н. Л., Дикенсон А. Х. (октябрь 2014 г.). «Антигипералгезические эффекты нового агониста TRPM8 у невропатических крыс: сравнение с местным ментолом» . Боль . 155 (10): 2097–107. DOI : 10.1016 / j.pain.2014.07.022 . PMC 4220012 . PMID 25083927 .  
  17. ^ a b Wasner G, Schattschneider J, Binder A, Baron R (май 2004 г.). «Местный ментол - человеческая модель боли от холода путем активации и сенсибилизации C ноцицепторов» . Мозг: журнал неврологии . 127 (Pt 5): 1159–71. DOI : 10,1093 / мозг / awh134 . PMID 14985268 . 
  18. ^ Dessirier JM, O'Mahony M, Карстенс E (май 2001). «Раздражающие свойства ментола для полости рта: сенсибилизирующий и десенсибилизирующий эффекты многократного применения и перекрестная десенсибилизация к никотину». Physiol. Behav . 73 (1–2): 25–36. DOI : 10.1016 / S0031-9384 (01) 00431-0 . PMID 11399291 . S2CID 11433605 .  
  19. Перейти ↑ Abe J, Hosokawa H, Sawada Y, Matsumura K, Kobayashi S (2006). «Са2 + -зависимая активация PKC опосредует ментол-индуцированную десенсибилизацию временного рецепторного потенциала M8». Neurosci. Lett . 397 (1–2): 140–4. DOI : 10.1016 / j.neulet.2005.12.005 . PMID 16380208 . S2CID 23638727 .  
  20. ^ Чжоу, Вэньлян; Ян, Шилонг; Ли, Боуэн; Не, Юнган; Луо, Анна; Хуан, Гуанпин; Лю, Сюэфэн; Лай, Рен; Вэй, Фувэн (2020-12-02). «Почему дикие гигантские панды часто валяются в конском навозе» . Труды Национальной академии наук . DOI : 10.1073 / pnas.2004640117 . ISSN 0027-8424 . PMID 33288697 .  
  21. Перейти ↑ Cliff MA, Green BG (март 1996). «Сенсибилизация и десенсибилизация к капсаицину и ментолу в полости рта: взаимодействия и индивидуальные различия». Physiol. Behav . 59 (3): 487–94. DOI : 10.1016 / 0031-9384 (95) 02089-6 . PMID 8700951 . S2CID 45406823 .  
  22. ^ a b c Патель Р., Гонсалвес Л., Ньюман Р., Цзян Флорида, Голдби А., Рив Дж., Хендрик А., Тилл М., Ханна Д., Алмонд С., Брайс Н., Дикенсон А. Х. (апрель 2014 г.). «Новый антагонист TRPM8 снижает гиперчувствительность к холоду после повреждения периферических нервов у крыс». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии . 349 (1): 47–55. DOI : 10,1124 / jpet.113.211243 . PMID 24472724 . S2CID 10407715 .  
  23. ^ ДеФалко, Джефф; Steiger, Daniel; Дурадо, Мишель; Эмерлинг, Даниэль; Данктон, Мэтью AJ (декабрь 2010 г.). «5-Бензилокситриптамин как антагонист TRPM8». Письма по биоорганической и медицинской химии . 20 (23): 7076–7079. DOI : 10.1016 / j.bmcl.2010.09.099 . PMID 20965726 . 
  24. Перейти ↑ Sikandar S, Patel R, Patel S, Sikander S, Bennett DL, Dickenson AH (сентябрь 2013 г.). «Гены, молекулы и пациенты - новые темы для руководства клиническими исследованиями боли» . Европейский журнал фармакологии . 716 (1–3): 188–202. DOI : 10.1016 / j.ejphar.2013.01.069 . PMC 3793871 . PMID 23500200 .  
  25. ^ Баутиста DM, Siemens J, Глейзер JM, Tsuruda PR, Basbaum А.И., Stucky CL, Jordt SE, Julius D (2007). «Рецептор ментола TRPM8 является основным детектором холода в окружающей среде». Природа . 448 (7150): 204–208. DOI : 10,1038 / природа05910 . PMID 17538622 . S2CID 4427901 .  
  26. ^ Daniels RL, McKemy DD (2007). «Мыши, оставленные без внимания: комментарий к фенотипу TRPM8-nulls» . Молочная боль . 3 (1): 23. DOI : 10,1186 / 1744-8069-3-23 . PMC 1988789 . PMID 17705869 .  
  27. ^ Праудфут CJ, Garry Е.М., Cottrell DF, Рози R, Anderson H, Robertson DC, Fleetwood-Walker SM, Mitchell R (август 2006). «Обезболивание, опосредованное рецептором холода TRPM8 при хронической невропатической боли». Текущая биология . 16 (16): 1591–605. DOI : 10.1016 / j.cub.2006.07.061 . PMID 16920620 . S2CID 18467791 .  
  28. ^ Colburn RW, Любин ML, Stone DJ - младший, Ван Y, Лоуренс D, D'Andrea MR, Brandt MR, Liu Y, Flores CM, Цинь N (май 2007). «Ослабленная чувствительность к холоду у мышей без TRPM8». Нейрон . 54 (3): 379–86. DOI : 10.1016 / j.neuron.2007.04.017 . PMID 17481392 . S2CID 17703702 .  
  29. ^ Lashinger ES, Steiginga MS, Hieble JP, Leon LA, Gardner SD, Nagilla R, Davenport EA, Hoffman BE, Laping NJ, Su X (сентябрь 2008 г.). «AMTB, блокатор каналов TRPM8: доказательства активности у крыс при гиперактивном мочевом пузыре и синдроме болезненного мочевого пузыря». Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 295 (3): F803–10. DOI : 10,1152 / ajprenal.90269.2008 . PMID 18562636 . 
  30. ^ Мукерджи G, Yiangou Y, Corcoran SL, Selmer IS, Smith GD, Benham CD, Bountra C, Агарвал С.К., Ананд P (2006). «Холодный и ментоловый рецептор TRPM8 при расстройствах мочевого пузыря человека и клинических корреляциях» . BMC Urology . 6 : 6. DOI : 10,1186 / 1471-2490-6-6 . PMC 1420318 . PMID 16519806 .  
  31. ^ «Дендреон: борьба с раком, изменение жизни» . Корпорация Дендреон. 21 сентября 2005 г. Архивировано из оригинального 28 октября 2008 года . Проверено 31 октября 2008 .
  32. ^ Zhang L, Barritt GJ (ноябрь 2004). «Доказательства того, что TRPM8 является андроген-зависимым каналом Ca2 +, необходимым для выживания клеток рака простаты» . Cancer Res . 64 (22): 8365–73. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-04-2146 . PMID 15548706 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Клэпхэм Д.Е., Джулиус Д., Монтелл С., Шульц Г. (2006). "Международный союз фармакологии. XLIX. Номенклатура и взаимосвязь между структурой и функцией временных каналов рецепторного потенциала". Pharmacol. Ред . 57 (4): 427–50. DOI : 10,1124 / pr.57.4.6 . PMID  16382100 . S2CID  17936350 .
  • Воец Т., Овсяник Г., Нилиус Б. (2007). «ТРПМ8». Handb Exp Pharmacol . Справочник по экспериментальной фармакологии. 179 (179): 329–44. DOI : 10.1007 / 978-3-540-34891-7_20 . ISBN 978-3-540-34889-4. PMID  17217067 .

Внешние ссылки [ править ]

  • TRPM8 + белок, + человек по медицинским предметным рубрикам Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)

Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в общественном достоянии .