瞬时受体电位阳离子通道，亚族 M，成员 2； TRPM2
瞬态受体电位通道 7； TRPC7
长瞬态受体电位通道 2； LTRPC2
KNP3
HGNC 批准的基因符号：TRPM2
细胞遗传学位置：21q22.3 基因组坐标（GRCh38）：21:44,353,621-44,442,644（来自 NCBI）
▼ 说明
TRPM2 属于褪黑素（TRPM1; 603576） 相关瞬时受体（TRPM） 通道家族。 TRPM 是主要位于质膜的 Ca（2+） 渗透性阳离子通道。 TRPM 通道的结构机制包括细胞内 N 和 C 末端、6 个跨膜片段以及第 5 和 6 片段之间的孔区域。N 端结构域具有保守区域，C 端结构域包含 TRP 基序、卷曲结构域。 -螺旋区域，以及 TRPM2 中的酶促 NUDT9（606022） 同源结构域。 TRPM2 参与氧化应激诱导的细胞死亡和炎症过程，并且在脂多糖引发的细胞因子产生中起主要作用（Du 等人（2009） 和 Farooqi 等人（2011） 总结）。
▼ 克隆与表达
在染色体 21q22.3 的重叠群上使用外显子捕获，Kudoh 等人（1997）分离出一个外显子，其推导的氨基酸序列显示与人类TRPC和果蝇trp蛋白的序列相似。长岭等人（1998）分离出对应于外显子及其亲本基因的人胎儿脑和尾状核cDNA。推导的 1,503 个氨基酸蛋白（称为 TRPC7）与人 TRPC1（602343） 相同性为 22.9%，与人 TRPC3（602345） 相同性为 21.2%，与果蝇 trp 相同性为 22.6%。 TRPC7 包含 7 个预测的跨膜结构域。对人体组织的 Northern 印迹分析检测到 6.5 kb TRPC7 转录物主要在胎儿和成人大脑中的多个区域表达。在尾状核和壳核中，还检测到了假定的 5.5-kb 选择性剪接 TRPC7 产物。
通过 RT-PCR 检测 HL60 人髓性白血病细胞总 RNA，Wehage 等（2002） 克隆了一种 LTRPC2 剪接变体，与全长 LTRPC2 相比，该变体编码其细胞质 N 端和 C 端结构域分别有 20 个和 34 个氨基酸缺失的蛋白质（Nagamine 等，1998）。通过 PCR，他们在中性粒细胞和 HL60 细胞中鉴定出了这种变体以及编码仅 N 端或 C 端缺失的蛋白质的变体。
通过骨髓 cDNA 文库的 PCR，Zhang 等人（2003） 鉴定了 TRPM2 的一个短变体，称为 TRPM2S，其中内含子 16 的 3-prime 末端的选择性剪接引入了提前终止密码子。推导的 845 个氨基酸蛋白与全长 TRPM2 的前 845 个氨基酸相同，并且包括前 2 个跨膜跨度，但它缺少 4 个 C 端跨膜跨度和推定的孔区域。 PCR分析显示TRPM2在所有检测的造血细胞系中均有表达，其中在原代人成红细胞和HEK293细胞中表达较弱。在所有检查的造血细胞系中均检测到 TRPM2S。免疫组织化学分析显示 TRPM2S 和全长 TRPM2 均位于质膜上或质膜附近。
植村等人（2005）克隆了 5.5-kb TRPM2 剪接变体，他们将其称为短纹状体形式（SSF）-TRPM2，因为它仅在纹状体中表达。相比之下，PCR 分析在所有检查的组织和特定大脑区域中检测到全长 6.5 kb TRPM2 转录物。 SSF-TRPM2的第一个外显子是TRPM2外显子5的延伸形式，推导的1,289个氨基酸的SSF-TRPM2蛋白是从全长TRPM2的第二个met密码子（met215）翻译而来。 SSF-TRPM2 包含 6 次跨膜结构域，包括孔区域，随后是卷曲螺旋区域和 C 端 NUDIX 结构域。免疫荧光显微镜在转染的 HEK293 细胞的质膜上检测到全长 TRPM2 和 SSF-TRPM2。 Western blot分析检测到全长TRPM2的表观分子质量为174.5 kD，SSF-TRPM2的表观分子质量为150.6 kD。植村等人（2005）没有在任何检查的小鼠组织中检测到Ssf-Trpm2，包括纹状体。
杜等人（2009） 指出 TRPM2 的 N 末端区域包含一个推定的钙调蛋白（参见 CALM1；114180）结合 IQ 基序。
▼ 基因结构
长岭等人（1998） 确定 TRPC7 基因有 32 个外显子，跨度约为 90 kb。
通过 5-prime RACE，Uemura 等人（2005） 在 TRPM2 基因中发现了一个额外的 5-prime 外显子。他们得出结论，TRPM2 基因包含 33 个外显子，跨度为 93 kb。上游外显子包含在 CpG 岛内。 TRPM2具有用于表达全长TRPM2的上游启动子区域和用于表达SSF-TRPM2的内部启动子区域。小鼠Trpm2基因含有34个外显子，跨度约61 kb，但它只有一个上游启动子区域，其GC含量比人TRPM2上游启动子区域少。
▼ 生化特征
冷冻电子显微镜
王等人（2018） 报道了单独的人 TRPM2、与二磷酸腺苷（ADP） 核糖（ADPR） 以及 ADPR 和 Ca（2+） 的冷冻电子显微镜结构。 NUDT9 同源结构域与 apo 状态下的 N 端 TRPM 同源区域（MHR1/2/3） 形成子单元内和子单元间相互作用，但在 ADPR 结合时发生构象变化，导致 MHR1/2 旋转和破坏子单元间的相互作用。 Ca（2+） 的结合进一步与跨膜螺旋和保守的 TRP 螺旋结合，引起 MHR 臂和下部门控孔的构象变化，从而增强通道开放。王等人（2018） 的结论是，他们的发现解释了 ADPR 和 Ca（2+） 协同 TRPM2 门控的分子机制，并为其他 TRP 通道的门控机制提供了见解。
黄等人（2018）报道了斑马鱼Trpm2在apo静息（关闭）状态和ADPR/Ca（2+）结合活性（开放）状态下的冷冻电镜结构，其中特征性的NUDT9-H结构域悬挂在MHR1/ 2 域。黄等人（2018） 确定了位于 MHR1/2 结构域双叶结构中的 ADPR 结合位点。
▼ 测绘
使用粘粒/BAC 重叠群，Kudoh 等人（1997） 将 TRPM2 基因定位到染色体 21q22.3。
▼ 基因功能
佩罗等人（2001） 证明了一种 350 个氨基酸的蛋白质（命名为 NUDT9（606022））和靠近 LTRPC2 推定阳离子通道 C 末端的同源结构域（NUDT9 同源结构域）都具有特异性 ADP-核糖焦磷酸酶的功能。对表达 LTRPC2 的 HEK293 细胞的全细胞和单通道分析表明，LTRPC2 充当钙渗透性阳离子通道，由游离 ADP-核糖特异性门控。天然 LTRPC2 转录物的表达在许多组织中均可检测到，包括 U937 单核细胞系，其中 ADP-核糖诱导大的阳离子电流，与重组 LTRPC2 介导的电流非常匹配。佩罗等人（2001） 得出结论，细胞内 ADP-核糖调节钙进入表达 LTRPC2 的细胞。
Sano 等人使用 RT-PCR（2001）确定TRPC7是外周血和一些血细胞系中表达最丰富的长TRPC。序列分析表明TRPC7具有C端MutT基序，预计该基序参与核苷酸水解酶活性。 Sano 等人使用全细胞膜片钳分析（2001） 发现 ADP 核糖和 β-NAD 会引起内向电流，而其他核苷酸则没有效果。对 ADP 核糖的反应是立即的，而对 β-NAD 的反应是延迟的。这些核苷酸对 TRPC7 的激活不依赖于细胞质或膜成分，但可能受到细胞内 ATP 水平的调节。萨诺等人（2001）得出结论，TRPC7是免疫细胞的阳离子电流通道和钙流入系统。
原等人（2002）报道LTRPC2被微摩尔水平的H2O2和产生活性氧/氮的试剂激活。 LTRPC2 对氧化还原状态修饰剂的这种敏感性可归因于 β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸与 MutT 基序的激动性结合。花生四烯酸和钙是 LTRPC2 的重要正调节因子。异源 LTRPC2 表达赋予 HEK 细胞死亡的敏感性。反义寡核苷酸实验揭示了天然 LTRPC2 在 H2O2 和 TNF-α（191160） 诱导的钙流入和细胞死亡中的生理作用。因此，LTRPC2 代表了一种重要的内在机制，可介导钙和钠超载以响应细胞死亡中氧化还原状态的干扰。
Wehage 等人通过分析转染的 HEK293 细胞（2002） 表明 H2O2 和细胞内 ADP-核糖诱导单价阳离子和钙携带的 LTRPC2 介导的电流。 H2O2（而非 ADP-核糖）诱导钙浓度第二次延迟上升。 C 端结构域缺失的 LTRPC2 同工型像全长同工型一样受到 H2O2 刺激，但它不被 ADP-核糖激活。 N 端结构域缺失的 LTRPC2 同种型，无论有或没有 C 端缺失，都不会受到 H2O2 或 ADP-核糖的刺激，表明 N 端缺失的同种型不会形成功能性通道。 TRPM2 异构体对 NAD 没有反应。
张等人使用免疫共沉淀分析（2003）表明TRPM2S直接与全长TRPM2相互作用。 TRPM2S 在转染的 HEK293 细胞中不发挥钙通道功能，但它抑制 H2O2 诱导的全长 TRPM2 通道活性。 H2O2 处理表达全长 TRPM2 的细胞，由于细胞凋亡增加，导致细胞活力呈剂量依赖性下降，而 TRPM2S 的共表达提供了一些针对氧化应激的保护作用。
Uemura 等人使用转染的 HEK293 细胞（2005） 发现与全长 TRPM2 相比，SSF-TRPM2 介导的 H2O2 激活钙电流稍弱。
巴斯克斯等人（2006） 表明，禽类 B 细胞系中的内源性 Trpc7 表现为二酰基甘油激活的非选择性阳离子通道，需要肌醇三磷酸（IP3） 受体（参见 147265）才能发挥活性。 Trpc7 的过度表达产生了一个具有改变的动力学特性的通道，该通道变得不依赖于 IP3 受体。
Yamamoto 等人使用人类单核细胞系（2008） 表明 Ca（2+） 通过 TRPM2 流入控制 H2O2 诱导的 CXCL8（146930） 表达，并以 ERK（参见 MAPK1；176948）和 NFKB（参见 164011）依赖性方式激活 PYK2（PTK2B；601212） 。他们得出结论，TRPM2 Ca（2+） 流入控制活性氧诱导的信号级联，负责趋化因子的产生，从而加剧炎症。
Du 等人使用转染 HEK293 细胞的全细胞和单通道记录（2009）表明，升高的细胞内钙浓度激活全长TRPM2，但电流幅度小于ADP-核糖加上升高的细胞内钙引起的电流幅度。 N 端和/或 C 端结构域缺失的 TRPM2 亚型对 ADP-核糖和 H2O2 不敏感，也会被细胞内钙浓度升高所激活。 IP3 受体激活诱导钙释放，从而能够激活 TRPM2。突变分析表明，TRPM2 的钙调蛋白结合 IQ 基序对于钙和 ADP-核糖/钙介导的 TRPM2 激活至关重要，表明与钙和钙调蛋白的结合是 TRPM2 通道活性所必需的。
Tan 和 McNaughton（2016） 使用钙成像来识别热敏感体感神经元群体，这些神经元不表达任何已知的热激活 TRP 通道。然后，他们结合钙成像、电生理学和 RNA 测序表明，在这些神经元中产生热敏感性的离子通道是 TRPM2。通常被认为专门负责运动的自主神经元也表达 TRPM2 并直接对热做出反应。 TRPM2基因被删除的小鼠在无害的温暖温度感觉方面表现出显着的缺陷，这与TRPM2引发“温暖”感觉的观点一致。驱动寻求酷行为的信号。
宋等人（2016） 证明离子通道 TRPM2 是下丘脑神经元亚群中的温度传感器。 TRPM2 限制发烧反应，并可以检测升高的温度以防止过热。此外，体内表达下丘脑 TRPM2 的神经元的化学遗传学激活和抑制分别降低和升高体温。这种操作可以分析体温变化对不同疾病状态的有益影响。宋等人（2016） 的结论是，确定 TRP 通道在监测内部体温中的功能作用应该促进对温度调节分子机制的进一步分析，并促进与温度稳态有关的下丘脑回路的遗传解剖。
▼ 分子遗传学
麦奎林等人（2006） 使用 30 个遗传标记在 600 名双相情感障碍受试者（参见 125480）和 450 名祖先匹配的超常对照中精细绘制了染色体 21q22.3。观察到与 D21S171（p = 0.016）、rs1556314（p = 0.008） 和 rs1785467（p = 0.025） 的等位基因关联。与跨易感区的 3 位点单倍型的关联性测试与排列测试显着相关（p = 0.011），2-SNP 单倍型也与双相情感障碍显着相关（p = 0.01）。相关区域中存在的 2 个大脑表达基因 TRPM2 和 C21ORF29（612920） 是从遗传了相关标记等位基因的受试者中进行测序的。 TRPM2 外显子 11 中的 rs1556314 多态性会导致 asp543 变为 glu（D543E） 变化，显示出与躁郁症的关联性最强（p = 0.008）；参见 MAFD3（609633）。麦奎林等人（2006） 指出，已知外显子 11 的缺失会导致细胞钙稳态失调，以响应氧化应激。
▼ 命名法
瞬时受体电位（TRP） 通道家族的所有蛋白质均显示 6 个跨膜片段的拓扑结构，与一些电压门控通道和环核苷酸门控通道共享。 TRP 通道可根据其同源性分为 3 个 TRP 通道亚族：短（S）、长（L） 和 osm（O）。哈特内克等人（2000）建议也可以根据渠道功能进行这种细分。因此，STRPC 家族（包括果蝇 TRP 和 TRPL 以及哺乳动物同源物 TRPC1-7）是钙渗透性阳离子通道家族，在受体介导的不同磷脂酶 C 亚型刺激后被激活。 OTRPC 家族的成员是钙渗透性通道，参与疼痛传导（香草酸和类香草酸受体）、上皮钙转运，以及至少在线虫中参与化学、机械和渗透压调节。
▼ 动物模型
山本等人（2008） 发现 Trpm2 缺陷小鼠的单核细胞 Cxcl2 的产生受损，Cxcl2 是小鼠中 CXCL8 的功能同源物。在葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎炎症模型中，Trpm2 破坏可减弱 Cxcl2 表达、中性粒细胞浸润和溃疡。山本等人（2008） 得出结论，TRPM2 在炎症严重程度的进展中起重要作用。
