Термочувствительные ионные каналы TRPM8 (обзор литературы)
Аннотация
Способность к восприятию температурных стимулов обеспечивает основу для формирования адаптационных реакций, направленных на активное устранение возникшей угрозы или нарушений температурного гомеостаза. В последние десятилетия в качестве терморецепторов были идентифицированы некоторые представители семейства катионных каналов с транзиторным рецепторным потенциалом (TRP). Исследования последних лет указывают на их возможную вовлеченность в ряд физиологических процессов и патологических состояний. Более того, к настоящему времени было установлено, что термочувствительные TRP каналы способны опосредовать некоторые реакции со стороны респираторного тракта. В настоящем обзоре рассмотрены современные данные по генетике, молекулярной структуре и регуляции TRPM8-ионного канала, активируемого низкими температурами.
Ключевые слова
616-001.18:612.014.462:612.55
Об авторе
Денис Евгеньевич Наумов
Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения РАМН, Благовещенск
Россия
Россия
Список литературы
1. Связь однонуклеотидного полиморфизма rs11562975 гена термочувствительного ионного канала TRPM8 с чувствительностью человека к холоду и ментолу / Т.В.Козырева [и др.] // Физиол. человека. 2011. Т.37, №2. С.71-76.
2. Ассоциация полиморфизма гена холодового рецептора TRPM8 с липидными показателями крови и антропометрическими параметрами у шорцев / Т.А.Потапова [и др.] // Бюл. эксп. биол. и мед. 2011. Т.151, №2. С.186-189.
3. Ca2+-independent phospholipase A2-dependent gating of TRPM8 by lysophospholipids / F.Abeele [et al.] // J. Biol. Chem. 2006. Vol.281, №52. P.40174-40182.
4. Andersson D.A., Chase H.W., Bevan S. TRPM8 activation by menthol, icilin, and cold is differentially modulated by intracellular pH // J. Neurosci. 2004. Vol.24, №23. P.5364-5369.
5. Andersson D.A., Nash M., Bevan S. Modulation of the cold-activated channel TRPM8 by lysophospholipids and polyunsaturated fatty acids // J. Neurosci. 2007. Vol.27, №12. P.3347-3355.
6. High-throughput random mutagenesis screen reveals TRPM8 residues specifically required for activation by menthol / M.Bandell [et al.] // Nat. Neurosci. 2006. Vol.9, №4. P.493-500.
7. Characterization of the mouse cold-menthol receptor TRPM8 and vanilloid receptor type-1 VR1 using a fluorometric imaging plate reader (flipr) assay / Behrendt H.J. [et al.] // Br. J. Pharmacol. 2004. Vol.141, №4. P.737-745.
8. Brauchi S., Orio P., Latorre R. Clues to understanding cold sensation: thermodynamics and electrophysiological analysis of the cold receptor TRPM8 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. Vol.101, №43. P.15494-15499.
9. A hot-sensing cold receptor: C-terminal domain determines thermosensation in transient receptor potential channels / S.Brauchi [et al.] // J. Neurosci. 2006. Vol.26, №18. P.4835-4840.
10. Genome-wide association study reveals three susceptibility loci for common migraine in the general population / D.I.Chasman [et al.] // Nature Genetics. 2011. Vol. 43. P.695-698.
11. TRPM8 mediates cold and menthol allergies associated with mast cell activation / Y.Cho [et al.] // Cell Calcium. 2010. Vol.48, №4. P.202-208.
12. Chuang H.H., Neuhausser W.M., Julius D. The super-cooling agent icilin reveals a mechanism of coincidence detection by a temperature-sensitive TRP channel // Neuron. 2004. Vol.43. P.859-869.
13. Clapham D.E. TRP channels as cellular sensors // Nature. 2003. Vol.426, №6966. P.517-524.
14. Damann N., Voets T., Nilius B. TRPs in our senses // Curr. Biol. 2008. Vol.18, №18. P.R880-889.
15. Cold weather exercise and airway cytokine expression / M.S.Davis [et al.] // J. Appl. Physiol. 2005. Vol.98. P.2132-2136.
16. Dragoni I., Guida E., McIntyre P. The cold and menthol receptor TRPM8 contains a functionally important double cysteine motif // J. Biol. Chem. 2006. Vol.281, №49. P.37353-37360.
17. Earley S. Vanilloid and melastatin transient receptor potential channels in vascular smooth muscle // Microcirculation. 2010. Vol.17, №4. P.237-249.
18. Trafficking and assembly of the cold-sensitive TRPM8 channel / I.Erler [et al.] // J. Biol. Chem. 2006. Vol.281, №50. P.38396-38404.
19. Fujiwara Y., Minor D.L.Jr. X-ray crystal structure of a TRPM assembly domain reveals an antiparallel four-stranded coiled-coil // J. Mol. Biol. 2008. Vol.383, №4. P.854-870.
20. Identification of a tetramerization domain in the C terminus of the vanilloid receptor / N.García-Sanz [et al.] // J. Neurosci. 2004. Vol.24, №23. P.5307-5314.
21. The roles of iPLA2, TRPM8 and TRPA1 in chemically induced cold hypersensitivity / C.Gentry [et al.] // Mol. Pain. 2010. Vol.6. P.4.
22. Homo- and heterotetrameric architecture of the epithelial Ca21 channels TRPV5 and TRPV6 / J.G.Hoenderop [et al.] // EMBO J. 2003. Vol.22. P.776-785.
23. Huang C.L. The transient receptor potential superfamily of ion channels // J. Am. Soc. Nephrol. 2004. Vol.15. P.1690-1699.
24. Hui K., Guo Y., Feng Z.P. Biophysical properties of menthol-activated cold receptor TRPM8 channels // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005. Vol.333, №2. P.374-382.
25. Koskela H.O. Cold air-provoked respiratory symptoms: the mechanisms and management // Int. J. Circumpolar Health. 2007. Vol.66. P.91-100.
26. Kühn F.J., Knop G., Lückhoff A. The transmembrane segment S6 determines cation versus anion selectivity of TRPM2 and TRPM8 // J. Biol. Chem. 2007. Vol.282, №38. P.27598-27609.
27. Inhalation of cold air increases the number of inflammatory cells in the lungs in healthy subjects / K.Larsson [et al.] // Eur. Respir. J. 1998. Vol.12. P.825-830.
28. Cold temperature induces mucin hypersecretion from normal human bronchial epithelial cells in vitro through a transient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)-mediated mechanism / M.Li [et al.] // J. Allergy Clin. Immunol. 2011. Vol.128, №3. P.626-634.
29. Desensitization of cold- and menthol-sensitive rat dorsal root ganglion neurones by inflammatory mediators / R.M.Linte [et al.] // Exp. Brain Res. 2007. Vol.178, №1. P.89-98.
30. Liu B., Qin F. Functional control of cold- and menthol-sensitive TRPM8 ion channels by phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate // J. Neurosci. 2005. Vol.25, №7. P.1674-1681.
31. Liu D., Liman E.R. Intracellular Ca2+ and the phospholipid PIP2 regulate the taste transduction ion channel TRPM5 // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. Vol.100, №25. P.15160-15165.
32. Molecular identification and functional characterization of a temperature-sensitive transient receptor potential channel (TRPM8) from canine / Y.Liu [et al.] // Eur. J. Pharmacol. 2006. Vol.530, №1-2. P.23-32.
33. Lundbaek J.A., Andersen O.S. Lysophospholipids modulate channel function by altering the mechanical properties of lipid bilayers // J. Gen. Physiol. 1994. Vol.104, №4. P.645-673.
34. Thermal mapping of the airways in humans / E.R.Jr.McFadden [et al.] // J. Appl. Physiol. 1985. Vol.58, №2. P.564-570.
35. McKemy D.D., Neuhausser W.M., Julius D. Identification of a cold receptor reveals a general role for TRP channels in thermosensation // Nature. 2002. Vol.416, №6876. P.52-58.
36. Examination of the role of TRPM8 in human mast cell activation and its relevance to the etiology of cold-induced urticaria / N.Medic [et al.] // Cell. Calcium. 2011. Vol.50, №5. P.473-480.
37. Minke B., Cook B. TRP channel proteins and signal transduction // Physiol. Rev. 2002. Vol.82. P.429-472.
38. Montell C. A mint of mutations in TRPM8 leads to cool results // Nat. Neurosci. 2006. Vol.9. P.466-468.
39. Murakami M., Kudo I. Phospholipase A2 // J. Biochem. 2002. Vol.131, №3. P.285-292.
40. Myers B.R., Sigal Y.M., Julius D. Evolution of thermal response properties in a cold-activated TRP channel // PLoS One. 2009. Vol.4, №5. P.5741.
41. Permeation and selectivity of TRP channels / G.Owsianik [et al.] // Annu. Rev. Physiol. 2006. Vol.68. P.685-717.
42. Pak W.L., Grossfield J., Arnold K.S. Mutants of the visual pathway of Drosophila melanogaster // Nature. 1970. Vol.227, №5257. P.518-520.
43. ThermoTRP channels and beyond: mechanisms of temperature sensation / A.Patapoutian [et al.] // Nat. Rev. Neurosci. 2003. Vol.4, №7. P.529-539.
44. A TRP channel that senses cold stimuli and menthol / A.M.Peier [et al.] // Cell. 2002. Vol.108, №5. P.705-715.
45. Phelps C.B., Gaudet R. The role of the N terminus and transmembrane domain of TRPM8 in channel localization and tetramerization // J. Biol. Chem. 2007. Vol.282, №50. P.36474-36480.
46. Pisarri T.E., Giesbrecht G.G. Reflex tracheal smooth muscle contraction and bronchial vasodilation evoked by airway cooling in dogs // J. Appl. Physiol. 1997. Vol.82, №5. P.1566-1572.
47. PI(4,5)P2 regulates the activation and desensitization of TRPM8 channels through the TRP domain / T.Rohács [et al.] // Nat. Neurosci. 2005. Vol.8, №5. P.626-634.
48. Human Lung Epithelial Cells Express a Functional Cold-Sensing TRPM8 Variant / A.S.Sabnis [et al.] // Am. J. Respir. Cell. Mol. Biol. 2008. Vol.9. P.466-474.
49. Increased transcription of cytokine genes in human lung epithelial cells through activation of a TRPM8 variant by cold temperatures / A.S.Sabnis [et al.] // Am. J Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2008. Vol.295, №1. P.194-200.
50. A novel mechanism for the store-operated calcium influx pathway / T.Smani [et al.] // Nat. Cell. Biol. 2004. Vol.6, №2. P.113-120.
51. AFM imaging reveals the tetrameric structure of the TRPM8 channel / A.P.Stewart [et al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2010. Vol.394, №2. P.383-386.
52. Novel role of cold/menthol-sensitive transient receptor potential melastatine family member 8 (TRPM8) in the activation of store-operated channels in LNCaP human prostate cancer epithelial cells / S.Thebault [et al.] // J. Biol. Chem. 2005. Vol.280, №47. P.39423-39435.
53. Asymmetrical membranes and surface tension / M.Traïkia [et al.] // Biophys. J. 2002. Vol.83, №3. P.1443-1454.
54. Trp-p8, a novel prostate-specific gene, is up-regulated in prostate cancer and other malignancies and shares high homology with transient receptor potential calcium channel proteins / L.Tsavaler [et al.] // Cancer Res. 2001. Vol.61, №9. P.3760-3769.
55. Tsuruda P.R., Julius D., Minor D.L.Jr. Coiled coils direct assembly of a cold-activated TRP channel // Neuron. 2006. Vol.51, №2. P.201-212.
56. Functional role of C-terminal cytoplasmic tail of rat vanilloid receptor 1 / V.Vlachová [et al.] // J. Neurosci. 2003. Vol.23, №4. P.1340-1350.
57. The principle of temperature-dependent gating in cold- and heat-sensitive TRP channels / T.Voets [et al.] // Nature. 2004. Vol.430, №7001. P.748-754.
58. TRPM8 voltage sensor mutants reveal a mechanism for integrating thermal and chemical stimuli / T.Voets [et al.] // Nat. Chem. Biol. 2007. Vol.3, №3. P.174-182.
59. Vriens J., Appendino G., Nilius B. Pharmacology of vanilloid transient receptor potential cation channels // Mol. Pharmacol. 2009. Vol.75, №6. P.1262-1279.
60. TRPM8 mechanism of autonomic nerve response to cold in respiratory airway / H.Xing [et al.] // Mol. Pain. 2008. Vol.4. P.22.
Рецензия
Для цитирования:
Наумов Д.Е. Термочувствительные ионные каналы TRPM8 (обзор литературы). Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2011;(42):89-96.
For citation:
Naumov D.E. THERMOSENSITIVE ION CHANNELS TRPM8 (REVIEW). Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2011;(42):89-96. (In Russ.)
Просмотров:
307
Послать статью по эл. почте 