今天这篇文章做的是一个前馈通路（Feed-forward loop），其实前馈和正反馈（Positive-feedback）有点类似，但又不太一样。按照我的理解来解释的话，前馈主要是对于本体下游的激活，而正反馈是针对本体本身的。就比如这篇华中科技大学同济医院骨科孙凯医师，发表在11.4分的J Adv Res上的文章，这里他们分析了TRPM2的前馈通路，影响的是TRPM2激活后对于下游的炎症相关通路的影响。但如果是正反馈的话，就会是影响TRPM2本身为主了。好了，我们就来看看这篇文章讲的了点什么吧：
他们研究的是OA（骨关节炎），首先他们通过二代测序，分析了骨关节炎中激活的相关基因，结果发现钙离子信号通路，在骨关节炎的样本中得到了富集。同时，在OA中TRPM2的基因表达也明显提高了：
为了验证TRPM2在OA中的功能，他们对小鼠进行了TRPM2的敲除。敲除了TRPM2的小鼠，进行了DMM（内侧半月板不稳定）手术，结果发现敲除了TRPM2后有效缓解了DMM诱导的小鼠OA进展（这里其实就是柯霍氏法则的验证，通过缺失TRPM2来分析其具体在OA中的功能，也就是功能实验，但全局性的TRPM2敲除其实也会带来一些未知的结果，不清楚柯霍氏法则的话，以及这里的逻辑问题的话，可以去看看《轻松的文献导读》和《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》）：
那么TRPM2的具体功能是什么呢？其实首先要清楚的就是TRPM2是啥蛋白，TRPM2其实是一个Ca2+离子泵，会向细胞内泵入Ca2+离子。其实通过Ca2+离子的泵入，也同样会激活NOD样受体信号通路以及Ca2+离子通路等信号通路（这两个信号通路其实算是比较常见的信号通路了，而且对于炎症相关的通路都有着比较重要的作用，不熟悉的话可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列）。那么TRPM2表达增高后细胞内的Ca2+离子可能是会增加的，而Ca2+离子就可能是TRPM2激活DMM诱导的OA的关键。于是他们使用了Ca2+离子螯合剂BAPTA-AM来进行验证，结果发现BAPTA-AM可以部分缓解TRPM2过表达引起的软骨变性的恶化。也就是说，软骨中TRPM2的过表达，可能是部分地通过Ca2+离子浓度提高，加剧了小鼠的OA进展：
通过敲除或者敲减TRPM2后，进一步分析下游基因表达情况，他们发现TRPM2的敲除抑制了IL1β诱导后的软骨细胞凋亡。而过表达TRPM2，则增加了与IL1β诱导的软骨细胞分解代谢和炎症相关的生物标志物的转录。也就是说，TRPM2的表达，对关节软骨细胞的损伤有着关键作用：
接着他们分析了TRPM2的潜在转录因子，结果发现NFκB可以激活TRPM2的转录，RELA可以结合TRPM2的启动子位点（RELA其实就是p65，在NFκB信号通路中与p50结合，激活下游信号通路的转录，NFκB信号通路与很多炎症及细胞因子的转录有密切关系，不熟悉NFκB信号通路的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列）。而使用了NFκB的抑制剂，可以有效抑制TRPM2以及其他分解代谢和炎症标志物如MMP13和COX2的转录。也就是说TRPM2的转录，依赖于IL1β对NFκB信号通路的激活：
TRPM2是经典的Ca2+离子通道，而Ca2+离子在维持线粒体功能方面起重要作用。线粒体不稳定则会导致mtDNA（线粒体DNA）的释放，mtDNA则能激活cGAS-STING信号通路，从而激活NFκB信号通路（这一连串其实绕得有点远，但实际上就是Ca2+离子对于下游线粒体稳态，以及cGAS-STING信号通路和NFκB信号通路的影响，不熟悉这些信号通路的话，可以去看看《信号通路是什么鬼？》系列复习下）。他们通过使用mtDNA抑制剂，以及cGAS-STING抑制剂，来确定了这条通路的存在。确定了TRPM2→Ca2+离子→mtDNA→cGAS→STING→NFκB轴在软骨细胞中形成中的作用：
在NFκB→TRPM2→Ca2+离子→mtDNA→cGAS→STING→NFκB→炎症反应这个Loop环中，NFκB其实对于自己是一个正反馈，而对于TRPM2激活NFκB信号通路来说，则是一个前馈作用。由于Ca2+离子在TRPM2的前馈功能中，起到了一个关键作用，于是他们就使用了Ca2+离子螯合剂BAPTA-AM来对软骨细胞的OA，进行了一个体外验证，结果发现BAPTA-AM可以有效减弱的软骨细胞损伤：
而体内验证对DMM手术的小鼠，使用BAPTA-AM后，也有效缓解了DMM诱导的小鼠OA：
最后就形成了这样的一个示意图，TRPM2→Ca2+离子→mtDNA→cGAS→ STING→NFκB→炎症反应，同时NFκB也能激活TRPM2的转录，由此形成了一个TRPM2的前馈通路：
总的来说，这篇文章的思路上，以及对Ca2+离子抑制剂的临床应用上，都是挺有意思的。但是在验证机制的过程中全局性敲除TRPM2，或者使用各个节点的抑制剂，其实都会有一些潜在的逻辑漏洞（不清楚的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列，了解一些直接的敲除或者单纯使用抑制剂，造成的外延的扩大，引发的逻辑漏洞）。好了，总的来说这篇文章还是不错的，今天就先策到这里吧，有兴趣的话看看原文，祝你们心明眼亮。
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