撰文丨酶美
01法国来信
近日，密歇根大学的徐浩新教授收到了远自法国一位医生的来信（图1）。信中，法国医生Dr.Greco感谢了徐教授，受到徐教授实验室一篇10年前Cell论文的启发，她采用EGFR抑制剂Erlotinib治疗罹患OlmstedSyndrome病人，取得了良好的效果。OlmstedSyndrome是一类罕见的遗传病，病人出现严重的皮肤角质化，在脸部，手掌和脚掌区域非常严重。患者常常无法行走，身体发育停滞；病程后期经常出现皮肤感染，病人患皮肤癌风险增加。在靶向药物治疗前，OlmstedSyndrome并无有效的治疗方法。法国医生Dr.Greco负责治疗的三位小病人长年在轮椅里生活，青春期发育停滞，深受皮肤感染和关节疼痛的折磨，医生主要给予疼痛减缓和必要支持治疗。
OlmstedSyndrome遗传病主要由TRPV3或MBTPS2/S2P基因突变造成。徐教授和Clapham教授合作的Cell论文，阐明了TRPV3通道能通过调节TGF-α/EGFR信号传导从而影响皮肤屏障建立和毛发生成。论文正式发表还比发现trpv3基因突变早了两年，正是这篇论文建立了治疗基础。
02TRPV通道
瞬时受体电位通道TRP（Transientreceptorpotential）是一类细胞通道蛋白。首先在果蝇感光细胞中发现，携带trp突变使细胞不能对持续光刺激产生反应，只能产生瞬时电压流。TRP在多个组织中表达，根据表达细胞类型不同，在经受不同刺激后，通道开放使阳离子如钙离子流入细胞，改变影响细胞的状态。TRP家族可分为TRPC(canonical),TRPM(melastatin),TRPV(vanilloid),TRPA(ankyrin),TRPP(polycystin),和TRPML(mucolipin)亚族。大多数TRP通道位于细胞质膜，有部分通道蛋白可位于细胞器内吞体和溶酶体膜上发挥功能，如TRPML亚族蛋白。
我们皮肤是身体重要器官，可分为表皮层，真皮层和皮下组织。皮肤是我们抵御外界感染，环境变化的重要屏障。多个TRP通道基因在皮肤角质细胞和免疫细胞中表达，关系皮肤稳态平衡，屏障建立和毛发再生等重要功能，因此TRP基因异常和多种皮肤疾病相关联。TRPV3（transientreceptorpotentialvanilloid-3）在皮肤、舌部及多种神经组织器官中表达。年，徐教授就发表了一作论文，他们克隆了人源TRPV3基因，首次揭示了TRPV3是一个温度敏感蛋白，在体温条件下通道开放，允许钙离子流入。
03TRPV与EGFR的“纠缠”
表皮层角质细胞日常处于细胞增殖和分化中，供应表皮的不断更新。TRPV3基因在角质细胞中表达，如何会影响EGFR信号通路呢？TRPV3通道开放，钙离子流入对角质细胞有什么作用呢？在Cell论文中，徐教授和合作者联合团队揭示了TRPV3和EGFR直接或间接结合，形成一个信号传导复合体。TRPV3通道开放引导了钙离子流入，以“反式激活”的方式促进了TGF-α信号分子的产生，EGFR磷酸化水平升高，EGFR下游通路激活。另一方面，TGF-α/EGFR可影响TRPV3通道的开放，增加钙离子的流入，形成了正向反馈回路，调控皮肤屏障建立。这项研究确立了在皮肤角质细胞中TRPV3通道和关键信号通路TGF-α/EGFR之间的联系（图2）。
04缺失的一环
基础研究成果阐明了TRPV通道调控角质细胞增殖分化的途径，但尚未建立TRPV3和皮肤疾病的联系。年，来自中国的团队（下图）通过外显子测序在散发OlmstedSyndrome病例发现了trpv3突变。表达突变trp基因细胞出现了电压流增加，EGFR磷酸化水平升高，大量细胞凋亡的现象。在病理切片上也发现了相同的现象。正常条件下，角质细胞在终末端分化后死亡，所剩蛋白和脂类分子交联聚合成为表皮层最外的角质层，这是人类的皮肤屏障。而在这些OlmstedSyndrome病人掌跖因为EGFR通路的高活性，角质细胞凋亡增加而出现过度角质化的情况。过度角质化也会破坏屏障，增加感染风险。不仅如此，足底过度角质化常常使病人无法行走，需要借助轮椅。
法国医生Dr.Greco在做文献研究的时候找到了这篇年发表的论文，有了机制；病人确认是TRPV3突变；EGFR抑制剂Erlotinib也已研发上市。她们还检测了病人病理组织，发现磷酸化ERK/MAPK水平升高，进一步提示EGFR信号通路的异常高活性。这些小病人进行了长达一年的Erlotinib治疗，这也是他们新生的开始。Erlotinib治疗后，首先足底角质化迅速消失，在其后疗程中，身体各项指标恢复，不再需要镇痛药。这些孩子逐步学会了走路，有了正常的生活。无独有偶，同期还发表了来自美国的OlmstedSyndrome治疗研究。TRPV3突变不仅造成了EGFR信号通路的持续地激活，下游也观察到了mTOR活性升高。这项美国研究中，他们首先采用了口服雷帕霉素治疗，病人的口周红疹得到了缓解。再同时加入Erlotinib治疗，掌跖角质化也完全治愈。
05独门绝技
近年来，徐浩新教授团队研究主要集中于TRPML通道蛋白。TRPML位于晚期内吞体-溶酶体膜上，受到磷脂，酸性pH等条件的控制。通道开放后，将溶酶体腔内的钙离子释放到细胞质中，能调控内膜系统转运，离子平衡及激活下游信号通路。TRPML1/Mucolipin1是IV型mucolipidosis(ML-IV)的致病基因；这是在儿童期开始出现症状，主要引起神经退行性病变的溶酶体贮积症。徐教授团队还发展了一项独门绝技，他们创造性地将膜片钳技术用于检测溶酶体的电压流，技术手段的创新带来了更丰硕的成果。同时，TRPML基础研究的积累对疾病治疗有了帮助。他们发现了一种小分子药物为TRPML1激动剂，该药物直接作用于细胞内溶酶体的钙离子通道，从而促进溶酶体胞吐（lysosomalexocytosis）达到肌膜修复，治疗杜氏肌营养不良（DuchenneMuscularDystrophy）（详见BioArt文章：SciAdv丨徐浩新团队开发肌营养不良症治疗新靶点-2-25）。
经过长久的发展和积累，基础研究提供了关键的致病机制，帮助确定致病基因。相关的药物研发更是离不开基础研究的支持。可以说基础研究离疾病治疗不再遥远！
参考文献
1.ChengX,JinJ,HuL,etal.TRPchannelregulatesEGFRsignalinginhairmorphogenesisandskinbarrierformation.Cell.;(2):-.
2.GrecoC,Leclerc-MercierS,ChaumonS,etal.UseofEpidermalGrowthFactorReceptorInhibitorErlotinibtoTreatPalmoplantarKeratodermainPatientsWithOlmstedSyndromeCausedbyTRPV3Mutations.JAMADermatol.;(2):–.
3.ClaphamDE.Trpchannelsascellularsensors.Nature;:–.
4.Xu,H.etal.TRPV3isacalcium-permeabletemperature-sensitivecationchannel.Nature;:–.
5.LinZ,ChenQ,LeeM,etal.ExomesequencingrevealsmutationsinTRPV3asacauseofOlmstedsyndrome.AmJHumGenet.;90(3):-.
6.ZhangA,DuchateletS,LakdawalaN,etal.TargetedInhibitionoftheEpidermalGrowthFactorReceptorandMammalianTargetofRapamycinSignalingPathwaysinOlmstedSyndrome.JAMADermatol.;(2):–.