综述:离子通道在树突状细胞(DCs)功能调节中的作用

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Cell Calcium 4.3

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  这篇综述聚焦离子通道在树突状细胞(DCs)中的功能。详细阐述了多种离子通道(如 TRP 通道、ENaC、AQP 等)对 DCs 炎症反应、抗原呈递、成熟、迁移和细胞因子产生的调节作用,为深入研究 DCs 离子通道功能提供重要参考。

  

引言


离子通道作为膜蛋白,能助力各种无机离子跨越疏水的细胞脂质膜,广泛存在于各类细胞和组织中。它不仅维持细胞膜电位、调节细胞内离子浓度,还在细胞内信号传递、增殖和代谢过程中扮演关键角色。研究发现,固有免疫细胞和适应性免疫细胞都表达多种离子通道,这些通道调控着免疫细胞的发育、增殖、基因表达、迁移和凋亡。

树突状细胞(DCs)是一类特殊的抗原呈递细胞,主要分布在体表(皮肤和黏膜)、多数器官间质、脾脏 T 细胞区和淋巴结中。DCs 通过激活 T 细胞和产生细胞因子,在炎症调节方面发挥重要作用,是免疫系统的关键一环。DCs 也表达多种离子通道和转运蛋白,参与其成熟、迁移和细胞因子分泌过程。本文将全面总结 DCs 离子通道的研究进展,涵盖自 2018 年相关综述发表后的新成果,涉及更多类型的离子通道。

TRP 通道


TRP 通道属于非选择性阳离子通道,能够感知感觉器官和组织局部环境变化,并对多种刺激做出反应,主要涉及 Ca2+内流。作为细胞传感器,TRP 通道参与多种生理功能调节,如体内平衡调节、温度感知、血管舒张和收缩等,目的是维持细胞正常活动。研究表明,TRP 通道在多种细胞中均有表达。在 DCs 中,不同的 TRP 通道亚型发挥着不同作用。例如,TRPV1、TRPV2 等通道的激活可能与 DCs 对抗原的摄取和处理有关,影响后续的免疫反应启动;TRPML1 参与细胞内物质运输和细胞器功能调节,间接影响 DCs 的成熟和功能;TRPM2、TRPM4、TRPM7、TRPM8 等在 DCs 感受外界刺激、调节细胞内离子浓度方面也有独特功能,它们共同维持 DCs 的正常生理状态和免疫功能。

ENaC


ENaC(上皮钠通道)在维持体液、电解质平衡和血压稳定方面至关重要,其功能正常与否关乎人类健康。ENaC 由四个不同亚基(α、β、γ 和 δ)组成,分别由 SCNN1A、SCNN1B、SCNN1G 和 SCNN1D 基因编码。这些亚基在不同组织中的表达模式不同,功能和调节特性也存在差异。在肾脏中,α - ENaC 是主要的 ENaC 形式,其表达受多种因素调控。在 DCs 中,ENaC 的表达和功能同样受到关注。它可能通过调节细胞内钠离子浓度,影响 DCs 的渗透压平衡和细胞体积,进而影响 DCs 的迁移、抗原呈递和细胞因子分泌等功能,在免疫反应调节中发挥潜在作用。

AQP


AQP(水通道蛋白)的主要功能是促进水分子跨膜运输,协调水和溶质的转运,维持细胞内水平衡。已有研究报道,AQP 参与免疫细胞(包括 DCs 和巨噬细胞)中水分和甘油的运输。此外,AQP 在免疫反应和细胞迁移过程中也发挥着重要作用,对固有免疫和适应性免疫反应均至关重要。在 DCs 中,AQP 的存在使得细胞能够快速响应外界环境的水分变化,维持细胞内环境稳定。这不仅有助于 DCs 在不同组织微环境中的生存,还可能影响其迁移能力,使其更有效地到达免疫反应部位,启动和调节免疫应答。

P2X7


P2X7 受体是 P2X 受体家族的成员。P2X 受体家族分为两类:G 蛋白偶联的 P2Y 受体和配体门控离子通道 P2X 受体。离子型 P2X 受体是配体门控的非选择性阳离子通道,可被细胞外 ATP 激活。激活后,能促使 Ca2+、Na+和 K+快速跨质膜流动。在 P2X 受体的七个亚型中,P2X1、P2X2、P2X4 和 P2X7 在固有免疫细胞和适应性免疫细胞上均有表达。在 DCs 中,P2X7 受体的激活与细胞的活化、细胞因子分泌密切相关。当细胞外 ATP 浓度升高时,P2X7 受体被激活,引发离子内流,进而激活下游信号通路,促进 DCs 成熟,增强其抗原呈递能力,同时刺激细胞因子(如 IL - 1β 等)的分泌,调节免疫反应的强度和方向。

Cxs/Panx


由 Cxs(连接蛋白)和 Panx(泛连接蛋白)形成的通道参与细胞间耦合,在细胞免疫中调节许多重要的细胞过程。Cxs 家族的不同成员在免疫系统和淋巴系统的细胞和组织中均有表达。Panx 与 Cxs 的显著区别在于,Panx 不会形成经典的细胞连接。Cxs 作为四次跨膜蛋白,能够形成间隙连接,这种间隙连接有助于细胞间直接通讯,使离子和小分子物质在细胞间传递。在 DCs 中,Cxs 和 Panx 形成的通道可能参与细胞间信号传递,协调 DCs 之间以及 DCs 与其他免疫细胞之间的相互作用,影响免疫细胞的募集、活化和免疫反应的整体进程。

TPC


TPC(双孔通道)由两个 TPC 蛋白亚基组成,形成的孔道主要传导 Ca2+和 Na+。该通道可被特定激活剂(如烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸和特定磷脂)激活。TPC 主要参与细胞内钙离子浓度的调节,通过释放钙离子影响 DCs 内的信号通路,进而调节其功能。在 DCs 成熟和活化过程中,TPC 释放的钙离子可激活一系列下游信号分子,影响 DCs 的抗原加工、呈递能力以及细胞因子的分泌,对免疫反应的启动和调节具有重要意义。

未来展望


离子通道在 DCs 中的功能复杂多样,涉及细胞内钙信号调节、细胞迁移、成熟、细胞因子分泌以及与微环境的相互作用。精确调控这些功能对于维持正常免疫反应和自身耐受性至关重要。尽管目前在理解 DCs 离子通道功能调节方面取得了一定进展,但仍存在许多重要科学问题有待解决。未来研究需要进一步明确不同离子通道在 DCs 中的精确作用机制,探索它们之间的相互作用网络,以及开发针对 DCs 离子通道的精准干预策略,为免疫相关疾病的治疗提供新的靶点和思路。

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