如果把細(xì)胞比作一座精密的城堡，那瞬時(shí)受體電位（TRP）通道就像城堡墻上的“智能城門”。

這些“智能城門”精準(zhǔn)調(diào)控著細(xì)胞內(nèi)各種活動(dòng)

這些分布在細(xì)胞膜上的特殊通道，能敏銳感知外界的溫度變化、壓力大小、觸碰力度以及身體代謝產(chǎn)生的各種物質(zhì)，就像一個(gè)個(gè)靈敏的傳感器，精準(zhǔn)調(diào)控著細(xì)胞內(nèi)的各種活動(dòng)，是維持身體正常運(yùn)轉(zhuǎn)和應(yīng)對疾病的關(guān)鍵開關(guān)。

這個(gè)“城門家族”成員有28個(gè)，它們像不同崗位的衛(wèi)兵，在人體的各種組織和細(xì)胞中站崗。根據(jù)它們的構(gòu)造，可以分成7個(gè)小隊(duì)。每個(gè)小隊(duì)都有自己的職責(zé)和工作方式，共同守護(hù)著細(xì)胞之間的信息傳遞。

當(dāng)外界環(huán)境有變化時(shí)，TRP通道就會(huì)做出反應(yīng)，讓鈣離子、鎂離子等信使在細(xì)胞內(nèi)外流動(dòng)，進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞的生長、變化、衰老以及身體的免疫反應(yīng)等重要過程，就像指揮著一場精密的“細(xì)胞交響樂”。

TRP通道家族的七大分支

（參考文獻(xiàn)[1]）

當(dāng)“城門失守”：TRP通道會(huì)淪為疾病幫兇

近年來，TRP通道在腫瘤的生長環(huán)境中表現(xiàn)出的雙重作用，引起了大家的關(guān)注。在一些惡性腫瘤中，比如三陰性乳腺癌，TRPV1離子通道異常活躍，會(huì)促進(jìn)癌細(xì)胞瘋狂生長和擴(kuò)散。它不僅會(huì)直接讓腫瘤變大，還會(huì)促使新的血管生長，為腫瘤提供充足的營養(yǎng)和氧氣。

同時(shí)，在一些炎癥類疾病中，TRP通道這個(gè)“智能城門”一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)引起鈣離子信使工作紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致免疫細(xì)胞變得異常活躍，引發(fā)更嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)。比如TRPM2離子通道異常開放后，炎性物質(zhì)大量釋放，使炎癥越來越嚴(yán)重；而TRPV4離子通道則會(huì)通過引導(dǎo)免疫細(xì)胞的移動(dòng)和聚集，影響炎癥的發(fā)展過程。

如何調(diào)控這些“智能城門”？科學(xué)家們遇到難題

然而，要控制這些“智能城門”可不是件容易事。

藥物調(diào)控就像用一把不夠精準(zhǔn)的鑰匙開鎖，很容易開錯(cuò)門，而且長期使用可能會(huì)導(dǎo)致離子通道變得不靈敏，或者激活其他的離子通道。基因編輯技術(shù)雖然能精準(zhǔn)調(diào)控，卻難以遞送到身體里特定的位置，在臨床上應(yīng)用還面臨著倫理和安全方面的問題。光遺傳學(xué)工具能精準(zhǔn)控制時(shí)間和位置，但需要往細(xì)胞里裝設(shè)備，屬于有創(chuàng)傷的操作，而且傳統(tǒng)的藍(lán)光很難穿透身體深處的組織，無法對深層的“城門”進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。

物理場響應(yīng)納米體系的出現(xiàn)，帶來了一種全新的“遠(yuǎn)程控制”方法，為解決這些問題提供了新思路。這種方法通過光、磁等物理能量，像遠(yuǎn)程發(fā)信號一樣，把能量精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成熱量，從而激活對溫度敏感的TRP通道，既不會(huì)對身體造成創(chuàng)傷，又能精準(zhǔn)控制。它的原理是利用納米材料把光、磁等能量轉(zhuǎn)換成熱量的特殊能力，就像把外界能量聚成一束“微型激光”，精準(zhǔn)作用在細(xì)胞的微小區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對TRP通道的精準(zhǔn)控制。國際上的研究已經(jīng)證實(shí)，用光熱或者磁熱納米材料激活熱敏感的TRPV1離子通道可有效治愈疾病。

創(chuàng)新“遠(yuǎn)程控制平臺”，為攻克難題帶來新希望

沿著“遠(yuǎn)程控制”這一全新思路，河北工業(yè)大學(xué)安海龍教授，王金平副教授團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出了兩種創(chuàng)新性的超級遠(yuǎn)程控制納米平臺。

第一種納米平臺是光熱驅(qū)動(dòng)的雙金屬Pd@Pt納米結(jié)構(gòu)。該平臺通過近紅外二區(qū)的光熱效應(yīng)，精準(zhǔn)激活TRPV1離子通道，讓細(xì)胞外的鎂離子這個(gè)“特殊信使”進(jìn)入細(xì)胞，從而抑制細(xì)胞里的ATP產(chǎn)生，切斷腫瘤耐藥所需的能量供應(yīng)，以此來逆轉(zhuǎn)腫瘤對多種藥物的抵抗（參考文獻(xiàn)[2]）。

DPd@PtM納米系統(tǒng)激活TRPV1離子通道治療耐藥性腫瘤的示意圖

（參考文獻(xiàn)[2]）

第二種納米平臺是針對肝癌干細(xì)胞的啞鈴狀Rh-Au-Rh納米棒（RAR@AP）。該平臺通過光熱效應(yīng)激活高閾值的TRPV2離子通道，引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的鈣信號紊亂，進(jìn)而抑制腫瘤干細(xì)胞的自我更新與增殖能力，從根源上消除腫瘤的再生潛力（參考文獻(xiàn)[3]）。

RAR@AP納米顆粒激活TRPV2離子通道抑制腫瘤干細(xì)胞的結(jié)果圖

（參考文獻(xiàn)[3]）

通過構(gòu)建這些新型納米調(diào)控平臺，我們希望不僅能夠闡明物理場、TRP通道和疾病表現(xiàn)之間的聯(lián)系，同時(shí)也能為治療腫瘤耐藥和清除腫瘤干細(xì)胞提供一種新方法，為攻克這些醫(yī)學(xué)難題開辟一條全新的道路。

參考文獻(xiàn)：

[1]Ferreira G, Raddatz N, Lorenzo Y, et al. Biophysical and molecular features of thermosensitive TRP channels involved in sensory transduction[M]//TRP channels in sensory transduction. Cham: Springer International Publishing, 2015: 1-39.

[2]Shao X, Qu C, Song G, et al. NIR-II photothermal activation of TRPV1 channels for intracellular magnesium regulation by porous Pd@ Pt core-shell nanostructure to reverse tumor multidrug resistance[J]. Advanced Functional Materials, 2023, 33(51): 2306585.

[3]Shao X, Tao Q, Zhao X, et al. TRPV2 ion channel modulation via photothermally active nanoparticles with enhanced cellular internalization for liver cancer stemness suppression[J]. Chemical Engineering Journal, 2025: 166321.

出品：科普中國

作者：邵新悅（河北工業(yè)大學(xué)）

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