內毒素血癥（Endotoxima，ETM）可出現(xiàn)于多種疾病的過程中，在ETM中由革蘭氏陰性菌釋放的病原體被稱為細菌內毒素或脂多糖（LPS），LPS可以誘導氧自由基，白三烯，前列腺素﹑腫瘤壞死因子等十幾種化學介質的釋放而引起休克、彌漫性血管內凝血、成人呼吸窘迫綜合征、多器官功能衰竭等一系列嚴重的變化，為原發(fā)疾病惡化的因素。心血管功能障礙（也稱為ETM誘發(fā)的心肌?。┍徽J為是ETM最嚴重的綜合征之一，幾乎有40–50%的患者發(fā)生，死亡率甚至可以達到70–90%。盡管抗生素和容積替代是當前ETM治療的基石，但壓倒性的炎性反應限制了其有效性，迄今為止，尚無治療心臟功能不全的特效療法。

2022年12月2日，西北農林大學化學與藥學院藥學系曹偉和第四軍醫(yī)大學藥學院藥理學系李小強作為共同通訊作者在nature communication（IF=17.694）發(fā)表了題為“TRPC channels blockade abolishes endotoxemic cardiac dysfunction by hampering intracellular inflammation and Ca2+ leakage”的研究論文，該研究發(fā)現(xiàn)靶向TRPC通道具有作為ETM治療的潛力，通過Trpc1或Trpc6敲除可抑制SR/ER的Ca2+泄漏和內毒素血癥心臟的炎癥級聯(lián)，顯著保護LPS誘導的心臟功能障礙，并延長小鼠的存活時間。值得注意的是，在本研究中，作者使用了漢恒提供的siRNA和RNAFit轉染試劑成功實現(xiàn)了Itpr1、Itpr2、Ryr2 的敲低。

接下來讓我們看看文章的研究結果：

作者首先用LPS刺激小鼠4小時，測量感染動物心臟中TRPC通道蛋白的表達，評估哪些TRPC亞型參與了導致ETM的病理過程。結果顯示，Trpc1和Trpc6是七個TRPC成員中受影響最顯著的亞型，它們是后續(xù)研究的主要焦點。接著作者敲除Trpc1和Trpc6，發(fā)現(xiàn)Trpc缺失顯著提高了LPS攻擊小鼠的生存率，從0 %提高到了70%（Trpc1）和6 0%（Trpc6），并抑制了平均動脈血壓和心率的劇烈波動。此外，與WT小鼠相比，Trpc1敲除組和Trpc6敲除組心肌損傷標志物、心肌肌鈣蛋白T、肌鈣蛋白I和肌酸激酶MB顯著降低。這些數(shù)據(jù)證明了Trpc1或Trpc6的缺失在體內能夠顯著逆轉LPS誘導的心臟損傷。?

圖1 Trpc1或Trpc6敲除可逆轉LPS誘導的心臟損傷

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LPS攻擊后Ca2+的釋放可在早期（高動力）階段觸發(fā)重要的心臟信號轉導，Ca2+成像分析顯示，在無Ca2+的溶液中，LPS可以引起[Ca2+]i的類似瞬時升高，這表明[Ca2+]i的增加主要歸因于SR/ER的Ca2+釋放，而不是從胞外Ca2+溶液中獲得。Trpc1或Trpc6敲除顯著降低了細胞中[Ca2+]i的濃度。這表明，Trpc1或Trpc6缺失減弱LPS觸發(fā)的SR/ER細胞內Ca2+釋放。此外，Itpr1和Itpr2 siRNA共轉染使LPS誘導的[Ca2+]i降低了80.10%，并且Itpr1敲低使LPS觸發(fā)的[Ca2+]i降低了56.12%，表明IP3R1是IP3R亞型中的主要受體，參與LPS刺激的心肌細胞內鈣從SR釋放。

圖2 Trpc1或Trpc6敲除抑制TLR信號通路

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為了進一步揭示關鍵機制，通過RNA-seq評估Trpc1和Trpc6敲除后基因的變化。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)LPS刺激的上調基因都被Trpc1或Trpc6敲除顯著抑制。此外，Trpc1或Trpc6敲除顯著抑制了TLR信號通路激活的標記物、血清中的關鍵促炎細胞因子（TNF-α、IFN-β、IL-1β和IL-6）和心臟組織中的炎性蛋白（MIP-1α/CCL3）。此外，Trpc1或Trpc6敲除不會導致正常心臟中這些重要蛋白的基礎水平發(fā)生顯著變化，但會顯著下調LPS攻擊小鼠心臟中這些蛋白的表達或磷酸化，表明Trpc1或Trpc6敲除通過MyD88依賴性和TRIF依賴性途徑顯著減輕LPS誘導的心臟炎癥爆發(fā)。

圖3 Trpc1或Trpc6敲除通過MyD88依賴性和TRIF依賴性途徑顯著減輕LPS誘導的心臟炎癥爆發(fā)

SKF是TRPC化學抑制劑，作者發(fā)現(xiàn)在細胞水平上，SKF可以濃度依賴性的方式抑制高表達的TRPC亞型（TRPC1、TRPC3和TRPC6），減少LPS誘導的心肌細胞含Ca2+胞外溶液中的Ca2+釋放。在體內，超聲心動圖測定顯示，單劑量SKF治療可劑量依賴性地減輕LPS對小鼠心臟功能的破壞、提高射血分數(shù)、改善病理變化（如間質水腫增加、胞漿空泡化和白細胞浸潤）。至于死亡率，作者發(fā)現(xiàn)SKF也可以劑量依賴性地延長LPS攻擊小鼠的存活時間?？紤]到藥物的代謝和消除，SKF多次給藥處理的ETM小鼠的存活率為70%，SKF顯著延長了ETM小鼠存活時間。

圖4 SKF治療LPS誘導的心臟功能障礙

綜上所述，TRPC缺失或阻斷可通過阻礙LPS誘導的細胞內Ca2+通過IP3R從內質網(wǎng)泄漏，釋放CaM與TLR4結合，從而抑制MyD88和TRIF介導的信號通路，消除ETM中的心臟衰竭。TRPC是內毒素血癥心臟[Ca2+]i和炎癥級聯(lián)反應的核心。該研究為內毒素血癥性心臟功能障礙的發(fā)病機制提供了見解，并提出了一種新的治療方法，即通過使用小分子抑制劑靶向TRPC通道阻斷Ca2+泄露、抑制細胞內炎癥，以挽救心臟功能障礙。