在過去幾年中，瞬時受體電位（TRP）通道的研究急劇增加。TRP通道在細胞適應環境變化中充當傳感器和效應器。在這裡，我們回顧了研究TRPC通道在腎小管系統中的生理和病理生理作用的文獻，重點是TRPC3和TRPC6。TRPC3在CA2+中起關鍵作用體內平衡並參與跨細胞Ca2+近端小管和集合管的重吸收。TRPC3 還傳遞集合管主細胞的滲透敏感性，並與加壓素誘導的 AQP-2 膜易位有關。常染色體顯性遺傳性多囊腎病（ADPKD）通常可歸因於PKD2基因的突變。TRPC3被認為在ADPKD樣條件下具有有害作用。TRPC6的腎小管特異性生理功能尚未完全闡明。其在缺血再灌注損傷中的病理生理作用是一個有爭議的主題。然而，TRPC6似乎參與腎細胞癌的腫瘤發生。總之，TRPC通道與腎小管系統的多種疾病相關。有必要進一步闡明他們的病理生理學，以更好地了解某些腎臟疾病，並最終創造新的治療靶點來改善患者護理。

1. 簡介

瞬時受體電位（TRP）通道是細胞適應環境應激的關鍵傳感器和效應器[1]。29個通道細分為七個亞科。典型TRPC1-7、香草受體TRPV1-6、間彈力司他丁TRPM1-8、強黴素TRPA1、多囊蛋白TRPP2/3/5、黏液磷脂TRPML1-3和無機械感受器電位C TRPN1亞家族均有定義[2]。TRPC通道是四聚體，屬於非選擇性陽離子通道。它們對一價和二價陽離子（包括Na，K，Ca）都具有瞬時滲透性++2+或鋅2+.單體亞基組裝形成四聚體結構。子單元可以屬於相同或不同的 TRPC 實體。根據胺基酸序列和功能類比，可以在人類中區分三個亞群，它們之間最好是異聚的——TRPC1、TRPC4/5和TRPC3/6/7[3]。六個跨膜段（S1-S6）連接形成TRPC單體。陽離子滲透孔由每個亞基的S5和S6片段產生[4]。門控活動的調節受制於多種機制，通常與GQ/11- 和受體酪氨酸激酶相關磷脂酶C途徑，G我和 Go蛋白質以及細胞內鈣2+商店 [3，5]。例如，蛋白激酶C可以通過磷酸化直接激活TRPC通道[6]。機械應激和氧化應激也會改變TRPC門控行為[7，8，9]。DAG敏感性（1，2-二醯基甘油）是磷脂酶C途徑影響TRPC3、TRPC6和TRPC7活性的關鍵特徵[10]。此外，低基礎濃度的DAG可以通過TRPC6的藥理學變構調節來激活通道[11]。相比之下，TRPC1、TRPC4和TRPC5對DAG不敏感[6]。然而，TRPC4被磷酸二酯酶-5抑制劑間接激活，如使用人胚胎腎293和前列腺平滑肌細胞系所證明的那樣。環鳥苷-單磷酸（cGMP）被磷酸二酯酶-5降解。當後者被抑制時，cGMP可以刺激蛋白激酶G（PKG），而蛋白激酶G又磷酸化並激活TRPC4，最終導致胞質[Caa2+] [12]. 此外，TRPC通道在炎症中起關鍵作用。例如，TRPC6在小膠質細胞中被活化B細胞（NF-κB）依賴性的核因子κ輕鏈增強子中的澱粉樣蛋白β蛋白上調[13]。另一方面，上調的TRPC6通道抑制信號傳感器和轉錄激活因子（STAT）信號傳導，並促進糖尿病腎病腎小管細胞的增殖和炎症過程[14]。TRPC6在糖尿病腎病中的作用見[15，16]。在支氣管上皮細胞中，TRPC6 在脂多糖 （LPS） 暴露和隨後的 Toll 樣受體 4 （TLR-4）/磷脂醯肌醇 3 激酶 （PI3K）/蛋白激酶 B （Akt） 信號傳導後過表達。以下TRPC6依賴性激活ERK1/2、p38和NF-κB觸發細胞因子相關炎症反應[17]。

幾個結構域富集了細胞質TRPC-單體-末端，能夠與一系列分子參與者相互作用。一個線圈結構域和四個安基林結構域位於NH2-終點。它們參與TRPC亞基的四聚化，從而參與TRPC通道功能的調節。TRP結構域位於COOH末端，是其他TRP通道亞型的連結位點。COOH端子還包括一個線圈域和一個鈣調蛋白和IP3-R結合位點，調節商店操作的通道激活[7，18] (圖1).

圖1

瞬時受體電位典型（TRPC）結構示意圖。六個跨膜段（編號為1至6）有助於單體的形成。COOH （C） 和 NH2（N）終端具有不同的域，可實現進一步的渠道交互。這些包括線圈結構域 （CC）、安基林結構域 （ANK）、TRP 盒 （TRP）、鈣調蛋白和 IP3-R結合位點（CIRB）。不同的TRPC實體之間存在不同的外部潛在糖基化位點[19]（（A）;靈感來自[20]）。來自相同或不同TRPC實體的四種單體組裝形成同源或異四聚體。跨膜段5和6之間的環有助於陽離子滲透孔（P）（（B）;從上方查看）。

最後一個領域涉及通過 CA 對 TRPC6 的正向監管2+心血管系統中的CaM依賴性激酶II[21]。細胞溶質升高 [Caa2+]可以激活CaM激酶，從而進一步增強Ca。2+通過鈣的活化流入2+-滲透通道，包括TRPC6[21]。這是一種可能影響不同組織（包括腎小管系統）的生理和病理生理狀況的機制。事實上，幾個TRPC渠道都深入參與了CA的參與。2+可能導致細胞增殖、細胞遷移等的信號傳導。[18]. 某些TRPC成員也參與受體操作的Ca。2+入口（ROCE）和商店經營的CA2+進入（SOCE），兩種機制都調解受監管的CA2+湧入[18]。磷脂酶C裂解PIP2（磷脂醯肌醇-4，5-二磷酸鹽）在DAG（1，2-二醯基甘油）和IP中3（肌醇-1，4，5-三磷酸），分別對ROCE和SOCE至關重要。如前所述，DAG 可以直接激活 TRPC 子家族的成員，而 IP3與內質 IP 結合3-受體誘導鈣2+從內質網（ER）釋放。由此產生的ER耗竭由基質相互作用蛋白1（STIM1）感知，該蛋白與Orai1（鈣釋放激活的鈣通道蛋白1）相互作用，介導商店操作的Ca。2+進入。TRPC1作為商店運營渠道也發揮著重要作用，而進一步的TRPC渠道則調節Orai1並最終調節SOCE [6，18，22，23]。

腎單位是腎臟生理學的功能單位。腎單位細分為腎小體（腎小球和鮑曼囊的化合物）和由近端、中間和遠端小管組成的腎小管系統，這些小管流入集合管。原發尿在腎小球濾過屏障處獲得，並通過許多不同的重吸收管機制轉化為次發尿[24] (圖2).

圖2

腎小管系統的示意圖。腎小球（棕色）產生一期尿液，流入近端迴旋小管（紅色）。然後，它到達近端直小管，然後最終進入Henle的環，該環由薄（深藍色）和厚（綠色）部分組成。後者將尿液引流到遠端迴旋小管（紫色），然後通過連接小管到達集合管（淺藍色），此處未特別顯示[24]。（A-D）中詳述的放大倍數揭示了腎小管Ca的生理機制2+重吸收。大約 98% 的過濾鈣2+被重新吸收。約 65% 在近端小管中被重吸收，25% 在厚升肢中被重吸收，8% 在遠端和連接小管中被重吸收。在這種情況下，收集管道的作用可以忽略不計。大部分加州2+近端小管的重吸收是細胞旁性質的，部分由頂端鈉/質子交換劑 3 （NHE3） 和基底外側 Na/K-ATP 酶介導的跨細胞 Na 重吸收驅動。跨細胞途徑和TRPC3、質膜鈣ATP酶1（PMCA1）和Na/Ca的作用++++2+-交換器 1 （NCX1） 將在下面 （A） 討論。粗壯的升肢具有調節的細胞旁鈣2+由Na/K/2Cl介導的Na重吸收驅動的重吸收+++—共轉運蛋白（NKCC2）和Na / K-ATPase。就負反饋迴路而言，重吸收了鈣++2+可以激活基底外側鈣敏感受體（CaSR），從而減少Na重吸收和細胞旁claudin介導的Ca。+2+重吸收（B）。然而，在遠端和連接小管中，Ca2+重吸收具有跨細胞性質。鈉通過上皮Na通道（ENaC）或Na / Cl進入細胞++—共轉運蛋白（NCC）並使用Na / K-ATP酶將其留在基底外側。後者驅動Na / Ca+++2+-交換器1（NCX1），具有基礎鈣的功能2+用質膜鈣ATP酶4（PMCA4）放電。頂端鈣2+使用香草樣瞬時受體電位 5 通道 （TRPV5） 進入。跨細胞轉運由鈣結合素D-28k（CB28）（C）介導。鈣流明2+濃度由集合管中的鈣感應受體（CaSR）感應。它們的激活導致抑制水通道蛋白-2 （AQP-2） 介導的 H2O在主細胞中的重吸收和插層細胞中H-ATP酶的活化，隨後的尿液酸化最終降低了晶體沉澱的可能性。基底外側 H+2O 轉運通過水通道蛋白-3 和 -4 （AQP-3/4） 發生 （D）。靈感來自 [25]。

腎小管系統是幾種激素環的基礎，例如RAAS或加壓素系統，在酸鹼和離子-水穩態中必不可少[26，27]。從病理生理學的角度來看，腎小管功能受損可能引起實質性損害。例如，高度代謝活躍的近端小管細胞可因多種疾病而受損，導致急性腎損傷[28，29]。此外，一個不安的 CA2+重吸收可促進晶體沉澱，並伴有腎結石，導致炎症和纖維化，最終導致慢性腎臟病[30，31，32]。此外，腎細胞癌等惡性過程起源於腎小管系統[33]。簡而言之，腎小管系統不僅對腎臟生理學至關重要，而且對當今仍然具有挑戰性的眾多病理生理過程也至關重要，因為其中大多數還不能得到令人滿意的治療。

自從有證據表明TRPC6基因突變可導致局灶性和節段性腎小球硬化症（FSGS）[34]以來，對腎臟TRPC通道的研究急劇增加。TRPC6與腎小球通透性選擇性及其在腎蛋白尿性疾病中的關聯一直備受關注[35]。然而，TRPC6不僅見於腎小球，也見於腎小管系統[36]。在過去的幾年中，越來越多的研究調查了腎小管中的TRPC通道，尤其是TRPC3和TRPC6。然而，TRPC6在腎小管生理學中的作用仍未得到充分研究。研究表明，TRPC6可促進皮質集合管中血流刺激的內皮素-1（一種鈉和水重吸收的自分泌抑制劑）的產生[37，38]。TRPC通道在腎小球中的作用及其參與蛋白尿、糖尿病和慢性腎臟疾病以及腎纖維化詳見其他專題[15，16，35，38，39]。我們在此總結TRPC通道在腎小管系統的特定生理學和特定病理生理學中的含義。

2. TRPC6 在經歷缺血再灌注損傷的腎小管細胞中是一個有爭議的參與者

急性出血或中毒性休克等多種疾病可引起腎缺血再灌注損傷 （RIRI）。RIRI的特徵是大量組織損傷，是急性腎損傷的常見原因[40]。急性腎損傷可定義為前1日血清肌酐基線升高5.41倍[<>]。活性氧（ROS）的產生，鈣2+超負荷和免疫應答是RIRI後急性腎損傷中腎小管損傷促進的關鍵因素[42]。腎小管損傷也被認為是CKD的驅動因素[43]。近端腎小管細胞具有活躍的代謝，因此尤其受到缺血再灌注（I/R）期間可能發生的氧化應激的威脅[29，44，45，46，47，48]。例如由血栓栓塞引起的灌注中斷導致從有氧細胞代謝過渡到厭氧細胞代謝，並伴隨ATP產生受損（三磷酸腺苷）。這反過來又與酸化和細胞內[Na]和細胞外[K]增加有關。隨後，用補償性Ca進行膜去極化++2+內流誘導蛋白酶的活化，從而導致細胞死亡。突然再灌注伴有復氧，可大量釋放活性氧[49]。ROS包括自由基、氧陰離子和過氧化氫[50]。氧化爆發嚴重損害組織 - 細胞保護性ROS清除劑在缺血再灌注後被禁用 - 導致不同形式的細胞死亡，包括細胞凋亡，壞死，壞死，焦亡，鐵死亡等。[51]. 缺血和再灌注都會導致嚴重的組織損傷[51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，63]。2013年，一項針對大鼠樣本的生物信息學分析顯示，與對照組相比，TRPC6在RIRI損傷組織中上調[64]。進一步的研究支持RIRI中TRPC6的上調[65]。文獻不一致，因為與假組織相比，在I/R組織中也觀察到TRPC6的下調[66，67]。RIRI期間釋放的ROS參與TRPC6表達和門控活性的調節以及自噬的啟動[8，50，68]。改變後的 CA2+由氧化還原敏感的TRPC6通道介導的信號傳導與ROS引起的腎損傷有關[8，9]。自噬是一種動態循環細胞過程，在溶酶體環境中分解細胞成分，這是由自噬體的形成引起的，以響應缺血再灌注損傷中的氧化應激[69，70，71，72，73]。再灌注後迅速增強，最終推遲RIRI凋亡活性的增加。微管相關蛋白1A/1B輕鏈3（LC3-II/LC3-I）、p62和B細胞淋巴瘤2（Bcl-2）/Bax印跡聯合蘇木精和伊紅以及末端脫氧核苷酸轉移酶dUTP切口末端標記（TUNEL）染色的密度分析顯示，使用PI3K抑制劑3-甲基腺嘌呤（3-MA）抑制自噬會加重組織損傷[40]。這些結果有助於RIRI中自噬細胞保護功能的概念。

Hou等人認為TRPC6介導的Ca。2+內流調節通過 H 進行氧化應激的近端小管細胞中的自噬通量2O2暴露。事實上，基礎和氧化應激相關的自噬都可以通過TRPC6的過表達或沉默而減少或增加[69]。此外，TRPC6 SAR7334沉默的近端小管細胞在H2O2暴露。此外，在SAR7334沉默TRPC6後，線粒體通透性轉變陽性細胞（ROS損傷的標誌）顯著減少。其他證據表明，通過TRPC6沉默增加自噬通量會減弱氧化應激凋亡[69]。此外，已經證明了 PI3K/Akt/mTOR 和 ERK1/2 通路參與 ROS 暴露後 TRPC6 驅動的自噬抑制。TRPC6介導的Ca的機制2+提出了導致Akt和ERK磷酸化的信號傳導，阻止了自噬，但增強了對ROS的凋亡。然而，相互矛盾的證據表明，I/R損傷促進細胞自噬，並在腎小管上皮HK-2細胞中過表達TRPC6加速[74]。Hou等人的建議並未被Shen等人反駁，他們觀察到細胞凋亡不受TRPC6的影響[75]。反過來，他們認為TRPC6可能抑制壞死性凋亡，從而在RIRI中發揮保護作用[75]。TRPC6表達恢復（缺血性損傷後降低）有助於緩解集合管用藥前促紅細胞生成素後RIRI誘導的急性腎小管損傷[38，76]。此外，壞死抑素-1，一種受體相互作用的蛋白激酶-1抑制劑（RIP1），被證明可以緩解RIRI;這種效應可能由缺氧誘導因子-1α（HIF-1α/miR-26a/TRPC6/聚（ADP-核糖）聚合酶1（PARP1）途徑介導[67]。Shin等人表明，L-鳥氨酸依賴性鈣敏感受體的激活可以減少ROS的產生並阻止H2O2-通過TRPC依賴性ROCE誘導近端腎小管細胞壞死，從而緩解急性腎損傷[77]。有趣的是，最近的另一項研究顯示，TRPC6小鼠、TRPC6抑制劑治療小鼠和野生型小鼠在RIRI後腎功能和腎小管損傷沒有差異[42]。TRPC6抑制不影響急性腎損傷的短期結局[42]。-/-

除了研究TRPC6的作用外，Zn的功能2+在RIRI也進行了研究。鋅是一種微量元素，主要參與生物體的多種生理過程[78]。TRPC6 顯著有助於跨膜 Zn2+-運輸和鋅2+自身在自噬中起關鍵作用[66，79，80，81]。鋅2+缺血和再灌注細胞中的含量增加。TRPC6敲低或TRPC6在氧-葡萄糖剝奪和復氧（OGD-R）人腎-2（HK-2）細胞中的過表達將分別導致Zn減少或增加2+-flow—後者伴隨著增強的自噬通量。鋅2+顯著改善了OGD-R HK-2細胞的活力，降低了壞死率[74]。最近的一項研究揭示了TRPC6和Zn的作用2+抑制腎小管上皮細胞的焦亡，從而減弱RIRI[66]。焦亡是一種程序性壞死細胞死亡形式，由NLRP3（核苷酸結合和寡聚結構域樣受體（NLR）家族pyrin結構域（含3）誘導，激活gasdermin D在質膜中形成孔，導致促炎細胞溶解[1]。有趣的是，鋅不足2+據認為，水平可介導ROS暴露後NLRP3炎症小體的激活，並隨後誘發焦亡[66，83]。動物RIRI模型和OGD-R HK-2細胞均用於提供TRPC6抑制增強RIRI自發光活性和加劇腎損傷的證據。鋅2+鋅指蛋白A20的流入和上調抑制NF-κB的活化，NF-κB在NLRP3活化中起關鍵作用，似乎控制了RIRI中TRPC6的細胞保護和抗發燒光作用[66，84]。

綜上所述，我們可以得出結論，TRPC6 參與 Caa2+和鋅2+在RIRI中發出信號。有關文獻對管狀TRPC6在RIRI中的功能不一致。然而，Ca2+TRPC6等進入通道可能在腎上皮細胞中起雙重作用[85]。需要進一步的研究來澄清RIRI背景下的這一討論。更好地了解TRPC6在RIRI中的功能很重要，因為它可能導致靶向藥物開發。

3. TRPC6驅動腫瘤發生和腎細胞癌的進展

未解決的鈣2+信號傳導通常參與腫瘤發生[86，87]。腎細胞癌（RCC）是一種影響腎臟的非常常見的癌症[88]。全世界每年報告超過300萬例RCC新發病例[000，89]。存在不同的腎細胞癌亞型。透明細胞實體（90-70%）是最常見的RCC類型，緊隨其後的是狀（80%）[15，91]。兩者都起源於近端小管[92]。從生物學和臨床的角度來看，透明細胞腎細胞癌（ccRCC）和非ccRCC是完全不同的病理，因此，各自的腫瘤特異性治療也是如此。在許多局部病例中，單一的根治性療法通常是手術切除。然而，研究表明，33%被認為已治癒的患者復發[30]。經典化療或放療不能用於治療RCC[88]。重點需要放在特定的腫瘤生物學、微環境或血管形成上[90]。不幸的是，不同腎細胞癌類型的確切發病機制尚不清楚。儘管如此，加州2+可滲透的TRPC6通道應該與受體操作的Ca有關2+RCC細胞的進入。此外，與ccRCC組織中的TRPC6、TRPC3或TRPC4相比，TRPC5表達是迄今為止增加最多的[93]。免疫組織化學顯示，與健康組織相比，RCC組織中TRPC6反應性顯著更強[94]。根據Fuhrmann的腫瘤核分級與檢測到的TRPC6量呈正相關，表明TRPC6在腫瘤發生和腫瘤進展中具有顯著功能[94]。Song等人研究了抑制ACNH細胞中TRPC6的作用，ACNH細胞是1979年從一名22歲男性在轉移性腎細胞癌背景下的惡性胸腔積液中啟動的細胞系[95]，並揭示了肝細胞生長因子誘導的（HGF）細胞增殖顯著減少。此外，通過siRNA6轉染抑制TRPC3-mRNA導致通過G的轉化時間增加2ACHN細胞中有絲分裂的/M期，最終提供足夠的時間來確保有效的DNA修復機制[94]。一般來說，TRPC6門控鈣2+流入已被證明在G的過渡中至關重要2幾種不同細胞類型的/M期[96]。HGF是一種多效性糖蛋白，能夠增加ACHN細胞中TRPC6的表達，可刺激c-met信號傳導，這是狀RCC腫瘤發生、進展和血管形成的主要參與者[92，97，98]。MET信號傳導也介導ccRCC中的VEGF耐藥性[92]。事實上，在遺傳性狀RCC的情況下，HGF-酪氨酸激酶膜受體MET（間充質-上皮過渡因子）的功能獲得突變導致不受控制的促癌作用[99]。隨後，Kim等人研究了賴氨酸缺陷蛋白激酶1-促進（WNK1）TRPC6-NFAT（活化T細胞的核因子）途徑在ccRCC發展中的相關性。WNK1控制管狀電解質穩態。因此，它通過涉及效應子的各種信號級聯調節多個離子通道和轉運蛋白的分布，例如STE20-脯氨酸富丙氨酸激酶（SPAK）和氧化應激反應激酶1（OSR1），以及絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）[100]。因此，WNK1功能受損可導致101型假性醛固酮減少症[102，1]。此外，有證據表明WNK103在腫瘤發生中的關鍵作用[1]。在ccRCC的背景下，上調的WNK4刺激磷脂醯肌醇4-激酶IIIα（PI4KIIIα）酶，該酶控制磷脂醯肌醇-5，6-二磷酸依賴性PLC-β信號傳導，導致DAG介導的TRPC1激活。WNK6-TRPC1通路激活NFATc1信號傳導，進而被認為增強ccRCC細胞系中WNK6和TRPC1的表達。與這些報導一致，受NFATc104信號傳導調控的c-Myc基因在RCC中經常過表達[1]。此外，Kim等人表明WNK6激活的TRPC<>是受體操作的Ca的重要參與者。2+流入ccRCC細胞系，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細胞的集落形成能力降低。細胞數量也減少了。TRPC6-NFATc1通路的抑制顯著降低了ccRCC細胞的存活和增殖。這些結果等支持WNK1驅動的TRPC6-NFATc1通路是ccRCC細胞增殖和遷移的關鍵組成部分[93]。相比之下，對人轉移性腎細胞癌培養的研究表明，TRPC6參與SOCE，SOCE抑制不影響細胞增殖[105]。除了TRPC6之外，TRPC1在RCC的管狀播放器的上下文中也值得一提。TRPC1對於包括癌細胞在內的遷移細胞的極性和方向性至關重要[18]。最近的一項研究調查了 trpc1 在 ccRCC 組織中的表達，並證明了 TRPC1 表達水平與腫瘤分級之間存在正相關關係。作者假設TRPC1可能通過Ca增強細胞增殖2+條目和 CA2+-NFATc3信號通路導致ccRCC生長，伴隨著更高的腫瘤分級。然而，TRPC1的相關性僅限於TNM分期的生物標誌，並表明RCC的長期預後[106]。

綜上所述，TRPC6是不同RCC實體腫瘤發生和腫瘤進展的關鍵因素[93]。WNK1下游效應物MAPK抑制劑已被提出用於治療RCC[107]。同樣，WNK1或TRPC6，以及狀實體中的MET[92]，可能是RCC抗增殖治療的新靶點。

4. TRPC3是CA中的細胞保護關鍵參與者2+近端小管的重吸收

TRPC3在近端小管和集合管中表達[31，108，109，110]。大約65%-70%的腎小管鈣重吸收是在近端小管進行的[111]。細胞旁機制占主導地位。難以解釋解決管腔突然升高的機制[Caa2+]，一直保留[109]。出於這個原因，可誘導的跨細胞途徑可能優於簡單的細胞旁滲透和擴散過程。鈣敏感受體（CaSR）的頂端化合物（一種三類G蛋白偶聯受體）和TRPC3已被提出在跨細胞鈣中起關鍵作用2+近端小管細胞的重吸收[109，112]。CaSR（在腸道、腎臟和甲狀旁腺中表達）是細胞外鈣的主要成分2+穩態，可激活近端小管中的SOCE和ROCE通路[109，113，114]。儘管如此，ROCE仍然在很大程度上負責Ca。2+進入近端小管細胞[109]。鹼性高鈣尿環境導致TRPC3缺陷的近端小管細胞從ROCE轉換到SOCE[31，32，115] (圖3).

圖3

TRPC3在近端小管細胞中的建議作用。細胞分為兩半。左半部分顯示了TRPC3在近端小管中的生理功能。鈣流明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。右半部分顯示TRPC3缺陷的近端小管細胞，暴露於鹼性高鈣血症條件下。SOCE途徑超過ROCE途徑。然後，ER應激和ROS生成隨之而來，以及隨後的鈣化，炎症，纖維化和細胞凋亡。細胞碎片積聚並促進結石形成，從而加劇腎小管損傷。建議 TRPC3 有助於預防這種加重的管腔 Ca。2+濃度，隨後減弱最終細胞損傷。靈感來自[31，109]。

隨後細胞內過量[Caa2+]可導致ER應激（內質網）和ROS產生[32，115，116]。NPS-2143 是一種 CaSR 抑制劑，可減少 TRPC3 缺陷近端小管細胞中的 SOCE、ROS 生成和 ER 應激。這證明了CaSR依賴性TRPC3激活的細胞保護功能，因為高鈣尿症後SOCE相關的下游級聯損傷事件減少。管腔過多 [Ca）2+]可以激活CaSR並啟動磷脂酶C信號傳導。生成的 DAG 消息傳遞可以增強 TRPC3 門控 Ca2+近端小管流入。因此，Henle環中的高鈣尿症和隨後的磷酸鈣晶體形成可能受到限制[109，117]。基底外側鈣2+-外排介質，如質膜Ca。2+-ATP酶1（PMCA1）或Na / Ca+2+-交換器 1 （NCX1） 完成了跨上皮鈣結合素介導的 Caa 的概念2+近端小管的重吸收過程[109] (圖3).口服葡萄糖酸鈣給藥後，TRPC3門控增強改變管腔[Ca]2+] [32]. TRPC3在CA中的關鍵作用2+TRPC3敲除後高鈣尿症的發生支持重吸收[109]。儘管不太可能，但CaSR-TRPC3激活也可能降低管腔[Caa2+]通過增加緊密連接相關的副細胞Ca2+滲透率[109]。高鈣尿症是磷酸鈣晶體成核的基底，顯示磷酸鈣和混合結石形成的初步階段[117，118，119，120，121]。這個序列——總結為成岩作用——在鹼性環境中得到加強。CaSR可以通過管腔鹼化致敏，最終增強增加的Ca。2+重吸收[31，122]。這些情況用於促進乙醯唑胺給藥後實驗設計中的晶體成核[31]。乙醯唑胺可抑制近端腎小管碳酸酐酶（腎酸鹼平衡中的重要成分）誘發代謝性酸中毒，同時伴有腎小管鹼化並促進晶體形成[123]。隨後的腎小管晶體攝取可激活NF-κB—NLRP3—IL-1β通路，觸發IL-6和TGF-β1分泌，這是推進腎纖維化和炎症的關鍵因素[32，124，125，126，127]。如組織學提示，TRPC3敲低以及纖維化（TGF-β1、FN-1和SMa）和炎症（IL-1β、IL-6、單核細胞化學引誘蛋白-1（MCP1）、NF-κB和NLRP3）標誌物增加，會加劇腎小管纖維化和炎症[31，128]。NF-κB通路也與ER應激誘導的細胞凋亡有關[129，130]。葡萄糖酸鈣治療後出現的高鈣尿症增加了ER應激相關基因（如C/EBP同源蛋白和M18S）的表達[32]。同樣，近端小管細胞的凋亡活性增加，特別是當TRPC3沉默時[32]。細胞外鈣紊亂2+濃度還可以引起反應性ROS產生，驅動氧化細胞損傷，導致細胞凋亡、纖維化、炎症等，同時伴有腎功能下降[31，32，131，132，133，134，135]。由此產生的細胞碎片促進成岩，形成惡性循環[136，137]。因此，TRPC3可能導致腎鈣質沉著症和結石症中CKD的延遲和減速[31]。

總之，TRPC3 對 CA 至關重要。2+近端小管的重吸收及其表達受損可導致高鈣尿症，並通過晶體形成和鈣化支持纖維化和炎症，從而導致急性和慢性腎臟病[115]。由於 TRPC3 缺乏症加劇了近端腎小管損傷和晶體形成，因此將 TRPC3 在高鈣尿症誘導的晶體形成和通過重吸收過量管腔鈣引起的腎小管損傷中的預防作用是合理的。

5. TRPC3 參與加壓素依賴性 AQP-2 運輸、滲透壓感覺和 CA。2+收集管道中的重吸收

自3年Khayyat等人廣泛評價TRPC2020在腎臟中的功能[110]以來，對該主題的研究很少。因此，為了完整起見，我們僅簡要報告最重要的發現，但請參閱Khayyat等人進行詳細綜述[110]。集合管（CD）由主細胞（PC）和四種類型的插層細胞（IC）組成[138]。雖然主細胞是離子-水平衡的重要參與者，包括鈣2+重吸收，插層細胞在酸鹼穩態中起關鍵作用[138，139]。TRPC3和TRPC6在集合管的主細胞中表達，如水通道蛋白2共定位（AQP-2）所示[108，140]。精氨酸加壓素或抗利尿激素（ADH）是主細胞離子-水平衡的主要調節因子[141]。與基底外側V2加壓素受體（一種G蛋白偶聯受體）結合可激活環磷酸腺苷和蛋白激酶A（cAMP/PKA）途徑，增強AQP-2和TRPC2的膜運輸[3，140]。精氨酸加壓素作用的持續時間長部分歸因於「非規範」β-逮捕素142/1依賴性V2R內化保留cAMP-PKA信號傳導。後者應該由內體逆轉錄體複合物終止，這是內體蛋白質分選機制的關鍵組成部分[2，143]。提供了足夠的證據，將精氨酸加壓素對TRPC144陽性主細胞的抗鈣利尿作用歸因於TRPC3陽性主細胞，這些主細胞在V3R激活後將TRPC2和AQP-2易位到頂膜，從而使頂基底鈣2+助焊劑最終抵消了濃縮抗利尿劑時鈣晶體的形成[140，145，146]。另一方面，TRPC3本身有助於AQP-2易位到頂膜 - 因為AQP-2膜運輸可能需要TRPC3依賴性[Ca2+]我提高—根據TRPC3在水穩態中的另一個關鍵作用[146]。有趣的是，根尖CaSR活化發生在抗利尿期間 - 一種以嚴重尿濃度為特徵的狀態 - 並且已被提出觸發Caa2+重吸收以限制晶體沉澱。此外，CaSR信號傳導可減少加壓素誘導的AQP-2膜在負反饋環內的易位，從而形成不太嚴重的濃縮尿液並預防腎結石[147]。此外，集合管不僅對精氨酸加壓素或醛固酮等內分泌因素敏感，而且對管腔環境的改變敏感，包括滲透梯度或流速的變化。[鈣2+]我通常介導細胞在水離子平衡、增殖速率等方面的行為的適應。[148，149，150]。有證據表明，低張力可誘發 TRPC3 門控鈣2+-進入並啟動下游滲透敏感信號級聯，該級聯由額外的 Ca 增強2+從細胞內儲存中釋放，導致細胞行為適應[151] (圖4).然而，目前尚不清楚通道本身是否通過其長S3段（例如）是低張力傳感器[10]，還是只是滲透敏感信號傳導的第二個參與者[110]。相比之下，TRPV4是介導細胞對腎小管流動改變反應的關鍵參與者，不受TRPC3等滲透性改變的影響[110，152，153]。在這個例子的基礎上，我們可以追溯TRP通道的多樣性及其在細胞適應環境變化的背景下對傳感器和效應器的多種不同角色的需求。

圖4 TRPC3在集合管道中的假定功能。精氨酸加壓素刺激 V2 加壓素受體 （V2R）。觸發信號通路，導致環磷酸腺苷（cAMP）的產生和蛋白激酶A（PKA）的激活。水通道蛋白-2 （AQP-2） 和 TRPC3 的膜運輸以及抗利尿基因表達得到增強（CREB 或 cAMP 反應元件結合蛋白）。TRPC3 參與 CA2+通過啟動Ca重吸收和感知低張力2+直接和間接刺激 AQP-2 膜運輸的信號傳導。AQP-2 和 AQP-3/4 分別介合頂端和基底外側 H2O 沿滲透梯度流動。上皮Na通道（ENaC）和腎髓外K通道（ROMK）介導根尖Na內流和K外排。++++

總之，TRPC3 是由集合管中的精氨酸加壓素刺激觸發的下游信號通路中的關鍵參與者。刺激TRPC3可用於增加AQP-2突變體的運輸，從而導致某些形式的腎性尿崩症。相比之下，TRPC3抑制對於逆轉過度水瀦留可能至關重要，在某些疾病（包括充血性心力衰竭）中可能具有臨床益處[151]。

6. 線粒體TRPC3在常染色體顯性遺傳性多囊腎病樣病中驅動有害的鈣攝取並介導細胞增殖

ADPKD 或常染色體顯性遺傳性多囊腎病是一種遺傳性疾病，其特徵是多發性雙側腎囊腫導致進行性腎衰竭。這是終末期腎病的常見病因[154]。在大多數情況下，ADPKD是由影響非選擇性鈣通道多囊蛋白1或多囊蛋白2（TRPP2、PKD2、PC2）的功能缺失引起的，這些突變在生理上參與調節各種細胞功能，包括液體轉運、分化、增殖、細胞粘附和細胞凋亡[155，156]。細胞鈣2+通過通道功能降低而改變，導致腺苷酸環化酶隨著 cAMP 的產生而活化。後者刺激蛋白激酶A和Ras/Raf/細胞外調節信號激酶（ERK）途徑，促進細胞增殖和膀胱發生[157，158，159]。目前對ADPKD發病機制的認識總結見[155]。有趣的是，氧化應激和線粒體代謝紊亂與ADPKD的發病機制有關[159，160，161，162]。細胞和線粒體ROS和鈣相互相互作用。其中一種失調可能會嚴重影響另一種[163，164]。TRPC3，加州的關鍵球員2+信號傳導也存在於線粒體內膜中，可直接與NADPH氧化酶2相互作用，從而調節氧化劑的產生，如心肌細胞所示[159，165，166，167]。TRPC3和TRPC7作為TRPP2突變通道雜聚物的組分參與受體操作的Ca中2+既往有人提出，內涌導致ADPKD的細胞增殖和膀胱生成不受控制[168]。用TRPP3-siRNA轉染人有條件永生化的近端腎小管上皮細胞（ciPTEC）和小鼠集合導管細胞（IMCD2）在ADKPD樣條件下顯示TRPC3上調[159]。TRPC3 在 TRPP1 敲低時誘導細胞增殖、ERK 活化和線粒體功能障礙與 NCX2 相互作用。線粒體TRPC3在TRPP2敲低後也上調並參與線粒體Ca。2+促進線粒體功能障礙的流入伴ROS生成受損驅動細胞增殖[159]。有趣的是，多囊蛋白-2被證明可以調節鈣穩態參與者，包括IP。3受體STIM1、TRPV4和TRPC1[156]。然而，TRPC1、TRPC6和TRPC7的表達水平在TRPP2敲低後保持不變[159]。

總之，TRPC3在TRPP2敲低細胞中上調並損害線粒體鈣，線粒體鈣伴有線粒體功能障礙，從而驅動細胞增殖。TRPC3已被提出作為治療各種不同疾病的用藥策略[169]。同樣，TRPC3可能成為治療最常見的遺傳性腎病ADPKD的新焦點。

7. 結束語

本文綜述了目前對腎臟腎小管中瞬時受體電位典型通道的生理和病理生理作用的認識和理解。在此背景下，最近的研究主要集中在TRPC3和TRPC6上。TRPC6的小管特異性生理功能尚不清楚[38]，而TRPC3在Ca中起關鍵作用。2+近端小管和集合管穩態，如其 Ca 所示2+重吸收功能。從病理生理學的角度來看，提供的證據表明TRPC6參與腎細胞癌的出現和進展。然而，其在缺血再灌注損傷伴急性腎損傷中的作用存在爭議。相比之下，TRPC3是高鈣尿症的保護性參與者，而其上調和有害作用已在常染色體顯性遺傳性多囊腎病樣疾病中得到證實。總而言之，TRPC通道在腎臟的腎小管中實現多種功能。眾所周知，它們參與嚴重疾病，如急性或慢性腎損傷，但也參與腎細胞癌。然而，有些報告需要謹慎解釋，因為關於某些主題的工作只完成了很少。需要更多的研究來進一步闡明和證實這一未被重視的章節，並最終實現對嚴重病理生理狀況的更好分子理解。進一步靶向治療的後續開發可能會導致更好的臨床護理。

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.