双孔域钾通道TREK-1调控花生四烯酸诱导的人滑膜成纤维细胞钙信号机制研究

本研究针对类风湿关节炎(RA)中滑膜成纤维细胞(hFLSs)异常激活机制，首次揭示双孔域钾通道TREK-1作为花生四烯酸(AA)分子传感器，通过调控膜电位和Ca2+内流参与炎症信号传导。研究采用膜片钳和钙成像技术，证实TREK-1激活可增强K+电流并促进Ca2+振荡，为RA治疗提供新靶点。

　　

在关节疾病的复杂病理机制中，滑膜成纤维细胞(hFLSs)如同活跃的"信号中转站"，其异常激活会导致关节软骨破坏和慢性炎症。类风湿关节炎(RA)患者滑膜中，这些细胞表现出显著的增殖和侵袭特性，而细胞内Ca²⁺信号紊乱被认为是驱动病理过程的关键因素。以往研究已发现多种Ca²⁺内流通路，但关于K⁺通道如何调控这一过程的机制仍存在认知空白。特别是双孔域钾通道(K2P)家族中的TREK亚型，虽然已知其对机械力、温度和脂肪酸敏感，但在hFLSs中的功能特性仍是一块待解的拼图。

针对这一科学问题，滋贺医科大学的研究团队在《Biochemistry and Biophysics Reports》发表创新性研究。团队通过膜片钳记录、免疫荧光染色和钙成像等技术，系统分析了hFLSs中TREK-1通道的电生理特性。研究使用来自半月板撕裂患者的正常滑膜组织，经胶原酶消化培养获得原代hFLSs，通过特异性激动剂DCPIB和ML402验证通道功能，并采用选择性抑制剂spadin明确其调控机制。

研究结果部分：

1. hFLSs中背景K⁺电流的特性
   电压钳记录发现hFLSs存在外向整流背景K⁺电流，对传统K⁺通道阻滞剂4-AP和TEA不敏感，但可被广谱K2P阻滞剂奎尼丁抑制。该电流反转电位约-63.3 mV，符合K⁺主导的电流特性。

2. TREK K2P通道在hFLSs中的表达与功能
   免疫荧光证实TREK-1蛋白表达，功能实验显示DCPIB和ML402可显著增强外向整流电流，而TRAAK激动剂aprepitant无此效应，表明TREK-1是主要功能亚型。

3. AA激活TREK通道
   AA以浓度依赖方式增强K⁺电流，10 μM AA使反转电位移至-56.9 mV。该效应可被spadin完全阻断，且在高K⁺溶液中反转电位符合能斯特方程，证实K⁺选择性。

4. TREK-1对膜电位的调控
   电流钳记录显示AA和DCPIB使静息膜电位超极化约15-20 mV，说明TREK-1激活可显著改变hFLSs电生理状态。

5. TREK-1参与AA诱导的Ca²⁺信号
   钙成像发现AA诱导的Ca²⁺响应呈现四种模式：无反应型(14.9%)、瞬时型(36.35%)、持续型(21.09%)和振荡型(27.64%)。spadin预处理显著降低振荡型比例，且在无Ca²⁺培养基中无效，证实TREK-1通过调控Ca²⁺内流影响信号传导。

讨论部分指出，该研究首次在电生理水平证实hFLSs中TREK-1的功能表达，阐明其作为AA传感器通过"膜电位-Ca²⁺内流"轴调控细胞活动的分子机制。特别值得注意的是，TREK-1与KCa3.1通道形成互补调控网络：前者直接被AA激活，后者受Ca²⁺反馈调节，共同精细控制hFLSs的炎症反应。在RA病理环境下，AA代谢异常可能导致TREK-1持续激活，进而通过NFAT等信号通路促进病理性增殖和炎症因子分泌。尽管spadin的应用为靶向治疗提供可能，但研究者也指出需通过基因沉默等进一步验证其特异性。这项研究不仅填补了K2P通道在关节生物学中的认知空白，更为开发基于离子通道调控的RA治疗策略奠定了理论基础。