余 潮，钱开宇

(1.东莞市道滘医院泌尿外科，广东 东莞 523176； 2.武汉大学中南医院生物样本库，武汉 430071)

膀胱癌是泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，发病率在全球男性肿瘤中位居第七位，在女性中位居第十七[1]；在中国男性肿瘤中居第六位，在女性中位排在十五位之后。我国的膀胱癌发病率虽然低于欧美发达国家，但近年来呈现上升趋势[2]。目前,膀胱癌的病因不明，手术是最主要的治疗方式。然而，非肌层浸润性膀胱癌经尿道切除术后5年复发率为50%～70%，且有10%～25%的患者复发后进展为肌层浸润性膀胱癌[3-4]。肌层浸润性膀胱癌具有很强的侵袭性，需要采用根治性膀胱切除术治疗，然而根治术后复发、转移率仍接近50%[5]，5年生存率仅为50%～66%[6-7]。亟需探索更加有效的膀胱癌预防和治疗方法。

辣椒素是辣椒属植物中存在的一种天然物质，具有辛辣刺激味道，广泛用于食品添加剂和镇痛药。研究人员通过体外实验发现辣椒素对多种肿瘤细胞的生长具有抑制作用[8]，对辣椒素抗肿瘤作用的研究逐步受到重视。1997年，Caterina等[9]从大鼠的背根神经节中克隆出了一种辣椒素受体，并证明该受体在功能上是一种非选择性离子通道；在结构上类似于瞬时受体电位(transient receptor potential，TRP)离子通道家族，因是最早被发现的香草酸受体，故命名为瞬时受体电位香草酸受体1(transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1)[10]。TRPV1与多种肿瘤相关，但作用机制尚未完全明确。目前对于TRPV1和辣椒素对膀胱癌影响的研究报道较少，本研究对TRPV1及其激动剂辣椒素在膀胱癌中的作用进行综述。

1 TRPV1

TRPV1蛋白由838个氨基酸组成，分子量为95 000，由6个跨膜蛋白(位于细胞膜上)和长度可变的N端和C端(位于细胞内)组成。其中第5和第6个跨膜蛋白之间的疏水基团内嵌，从而形成一个离子通过孔道[10-11]。最初报道TRPV1分布于背根神经节和三叉神经节[9]，现已发现在多种神经组织中均有分布，包括下丘脑、小脑、大脑皮质纹状体、中脑等。在膀胱、肝脏等非神经组织中均能检测到TRPV1的表达[12-13]。最新研究还发现，TRPV1不仅表达于细胞膜，在神经元、心肌细胞和许多癌细胞的内质网和线粒体上也均有表达[14]。

TRPV1具有两大生理功能：伤害性刺激感受器和非选择性离子通道。作为伤害性刺激感受器，TRPV1可被多种疼痛性刺激激活，包括温度>43 ℃的伤害性热刺激、pH<5.9的酸性环境以及香草酸类物质(辣椒素、树胶脂毒素)等。作为一种非选择性离子通道，TRPV1对二价离子的通透性大于一价离子，尤其对Ca2通透性高，具体为Ca2>Mg2+>Na+≈K+≈Cs+，对Ca2和Mg2+的通透性分别是Na+的10倍和5倍左右[9,15]。TRPV1通道因在调节细胞内Ca2水平中起作用，所以对细胞的多种生理活动具有重要调节功能。激活TRPV1通道后可以引起内质网、线粒体和细胞核Ca2水平增高，导致细胞受损，甚至介导细胞死亡，最终消除表达TRPV1的细胞[16-17]。

TRPV1的活性可由蛋白激酶A、蛋白激酶C、Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ等激酶通过磷酸化特定的残基进行调节。Ser-116位点的磷酸化在蛋白激酶A介导的TRPV1脱敏调节中至关重要；Thr-144、Thr-370和Ser-502位点在蛋白激酶A介导的TRPV1的磷酸化/致敏化中发挥重要作用。蛋白激酶C主要作用于Ser-502和Ser-800位点，不仅增强辣椒素或质子诱发的反应，而且还降低温度阈值，使得受体在生理条件下(37 ℃)具有活性。钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ主要作用于Ser-502和Thr-704位点，在辣椒素激活TRPV1中发挥重要作用。除磷酸化外，TRPV1的活性可以通过N-糖基化、氧化还原状态等方式调节[18]。

TRPV1激动剂和拮抗剂分为外源性和内源性两大类。外源性激动剂有：辣椒素、树胶脂毒素、NGX-4010、zucapsaicin、大麻二酚等[10,19]。内源性激动剂有：大麻素、N-花生四烯乙醇胺、N-花生四烯酰多巴胺、N-油酰胺多巴胺等[19]。内源性拮抗剂为resolvin D2。外源性拮抗剂有：辣椒平、BCTC、iodo-resiniferatoxin、SB-366791、AMG-9810、A-425619、JNJ-17203212等[19]。各种研究中使用较多的外源性激动剂为辣椒素、树胶脂毒素，使用较多的外源性拮抗剂为辣椒平。

2 TRPV1与膀胱癌

人体下尿路中密集分布着对辣椒素敏感的初级传入神经元，这些神经元同时发挥疼痛感知的传入功能和逼尿肌收缩的传出功能，所以早期对TRPV1在膀胱内功能的研究多关注于治疗疼痛性膀胱综合征以及神经源性和非神经源性膀胱过度活动症[20]。近年来随着研究的深入，发现TRPV1除与疼痛相关外，还在乳腺癌、子宫内膜癌、前列腺癌、膀胱癌、黑色素瘤、肝癌等肿瘤中发挥作用，甚至与肿瘤恶性程度和(或)预后相关[21-24]。以下详述TRPV1在膀胱癌中的作用。

2.1 TRPV1在膀胱癌组织中的表达与分期分级相关 关于膀胱癌组织中TRPV1表达的变化最早由Lazzeri等[25]于2005年报道。研究者收集了13例正常膀胱组织、16例浅表性膀胱癌组织和12例肌层浸润性膀胱癌组织进行研究，结果发现TRPV1在正常膀胱上皮中的表达高于在膀胱癌中，并且在膀胱癌中，癌细胞分化越差表达越低，肿瘤分期越高表达越低。研究者还采用免疫组织化学染色研究TRPV1在组织中的具体表达位置，发现在正常膀胱上皮中，TRPV1在浅表细胞的表达高于基底细胞和棒状细胞；在浅表性膀胱癌中，TRPV1表达较正常膀胱上皮降低；在肌层浸润性膀胱癌组织中，浅表细胞中偶尔检测到散在的极低的TRPV1表达，在基底细胞和肌层浸润性膀胱癌中则未检测到TRPV1表达。蛋白质印迹实验也证实，正常膀胱上皮中TRPV1蛋白表达量最高，浅表性膀胱癌稍低，肌层浸润性膀胱癌中明显降低，在T4期膀胱癌患者中检测不到TRPV1蛋白表达。Kalogris等[26]进一步研究各种不同分期、分级的膀胱癌组织中TRPV1的表达，纳入Ta期膀胱癌8例，T1期16例，T2期18例，T3期 12例，T4期8例，并以5例正常膀胱活检组织为对照，研究结果显示从肿瘤分期上看，从Ta和T1期(非肌层浸润性膀胱癌)到T2、T3和T4期(肌层浸润性膀胱癌)的组织中TRPV1的mRNA表达逐渐降低，在T3～T4期膀胱癌组织中的表达量仅为在正常组织中的1/10左右；从病理分级上看，TRPV1的mRNA 的表达随着分级的增高逐渐减少，并且与肿瘤分期无关。研究者进一步采用免疫组织化学染色，也证实膀胱癌组织中TRPV1蛋白的表达也随着肿瘤分期增加而显著降低。更为重要的是，该研究还发现TRPV1表达下调的患者生存期显著缩短，采用多因素Cox回归分析进一步表明，TRPV1的表达可以作为膀胱癌预后的独立危险因素，TRPV1表达减少是膀胱癌的独立负性预后因子。

与以上研究者的观点不同，曾有研究者认为，之前研究中检测到的只是尿路上皮中的感觉神经纤维末梢，而尿路上皮本身不表达TRPV1[27]。针对这种质疑，Sterle等[28]对18例经尿道膀胱肿瘤电切的乳头状尿路上皮癌患者进行研究，采用蛋白质印迹实验和免疫荧光染色以及扫描电子显微镜对正常尿路上皮、低级别和高级别膀胱尿路上皮癌中TRPV1的表达进行了研究。结果发现TRPV1不仅由传入神经表达，在正常分化的尿路上皮中也有表达，与正常尿路上皮相比，低级别膀胱尿路上皮癌组织中TRPV1的表达下降，而高级别癌组织中进一步下降，证实TRPV1确实在尿路上皮中表达。

综上，TRPV1在人体尿路上皮中表达，在高级别和(或)高分期的膀胱癌组织中逐渐降低，TRPV1表达下调是膀胱癌患者预后不良的独立预测因子，膀胱癌的发生发展与TRPV1表达的降低密切相关。

2.2 TRPV1在膀胱癌细胞系中的表达与恶性程度相关 细胞系是进行体外实验研究的基础，与肿瘤发生发展相关的重要基因在细胞系中通常有差异表达。常用的膀胱癌细胞系有5637、RT4、T24、UM-UC-3、J82、TCCSUP等，目前已有数位研究者对TRPV1在膀胱细胞系中的表达进行了研究。Amantini 等[29]采用荧光定量聚合酶链反应实验及蛋白质印迹实验均证实，TRPV1在高分化低级别的RT4细胞中高表达，但在低分化高级别的J82、EJ和TCCSUP细胞中表达明显降低，提示TRPV1在细胞系中的表达随着恶性程度增高而减少。进一步对5637 和RT4细胞的研究充分证明了TRPV1在膀胱癌细胞中的作用。相对于5637细胞，RT4细胞高表达TRPV1。RT4细胞经TRPV1激动剂辣椒素处理后活性明显降低，但5637细胞经辣椒素(100 μmol/L)处理后反而活性增强，表现为促进血管生成(血管生成素1、血管生成素2和血管内皮生长因子表达上调)，促进侵袭和转移能力增强(基质金属蛋白酶1、基质金属蛋白酶9、颗粒酶A等上调)。为了探究以上RT4和5637细胞的表现不同是否由TRPV1导致，研究者将TRPV1的cDNA序列转染至5637细胞，结果发现转染后高表达TRPV1的5637细胞被辣椒素处理后显示出细胞内Ca2+增加、生长抑制和凋亡，与辣椒素处理RT4细胞的效果相同。为了确认此结果，研究者进一步实验发现，当加入TRPV1拮抗剂辣椒平后，辣椒素对转染后高表达TRPV1的5637细胞的生长抑制作用消失[30]。以上实验结果充分表明，辣椒素对膀胱癌细胞的抑制效果是通过TRPV1发挥作用的，正是由于TRPV1在不同膀胱癌细胞系的表达量不同，所以辣椒素处理后的结果也大不相同，甚至相反。郑龙等[31]研究发现，TRPV1在膀胱癌RT4、5637、T24细胞中的表达也是随着细胞恶性程度的增高而逐渐减少，辣椒素对这三种细胞的半抑制浓度(IC50)依次为 49.40 μmol/L、152.52 μmol/L、336.18 μmol/L，表明辣椒素对膀胱癌的生长抑制也是RT4细胞最敏感，5637细胞次之，T24最小，与国外研究者的报道相符[29]。

3 TRPV1与辣椒素

辣椒素是一种常用的TRPV1激动剂，由于天然存在于辣椒属植物中而得名，其化学名称为反式-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺，是人们感受到辣椒辛辣刺激味道的主要物质来源，可以引起从轻微发热感至烧灼感的不同强度的感觉。辣椒素激活TRPV1后可以使疼痛传入神经元释放P物质，而持续激活则使P物质耗竭，最终使得疼痛不能感知和传导，从而发挥止痛效果[8,10,30]。现已证实8%辣椒素贴片对于手术创伤后疼痛、疱疹后神经痛、多发性神经病变和混合性疼痛综合征安全有效[32]。除止痛作用外，辣椒素还有抗肿瘤作用，对胰腺癌、胃癌、结肠癌、前列腺癌、胆管癌等多种肿瘤均有抑制作用，但其作用机制尚不完全明确[33-34]。

需要特别注意的是，辣椒素虽然是TRPV1激动剂，但实际上辣椒素可通过多种机制发挥作用，并非都是依赖TRPV1介导的，所以不能混淆辣椒素和TRPV1的作用。在上述辣椒素(100 μmol/L)诱导5637细胞后侵袭性反而更强，研究者也指出高剂量(500 μmol/L)的辣椒素可以诱导细胞大量死亡，但细胞死亡是因为细胞毒作用，与TRPV1通道无关[30]。此外，研究发现，辣椒素在多种肿瘤中可以诱导活性氧生成，而发挥抗肿瘤作用，该作用不依赖TRPV1通道。Qian等[35]研究发现，辣椒素诱导活性氧升高，通过转录因子叉头框蛋白O3a介导途径抑制膀胱癌细胞增殖。Gonzales等[36]发现TRPV1表达于口腔鳞状细胞癌中，使用辣椒素可以显著抑制癌细胞活性，但使用辣椒平预处理并不能逆转这种效果，并且单独使用辣椒平也能抑制癌细胞活性。研究者由此推测辣椒素的作用机制并非激活TRPV1，进一步使用钙成像技术等证实香草酸类物质的抗肿瘤作用是通过诱导活性氧生成和继发的细胞凋亡，而不是依赖TRPV1激活实现的。此外，辣椒素还可以通过其他多种途径抑制癌细胞。例如，Lau等[37]报道辣椒素可以诱导人小细胞肺癌细胞凋亡，但证实是通过TRPV6介导的，而不是通过TRPV1途径。

综上，辣椒素可以通过诱导活性氧升高、线粒体膜电位丧失促进细胞凋亡，引起周期阻滞，抑制癌细胞增殖等多种方式发挥抗肿瘤作用，并非均需要激活TRPV1，所以必须对辣椒素的作用和TRPV1的作用予以区别。

4 辣椒素与膀胱癌

目前对于辣椒素在膀胱癌中的作用的研究报道并不多。辣椒素可以通过多种途径抑制膀胱癌。Lin等[38]报道辣椒素可降低膀胱癌细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白依赖性激酶4的表达水平，造成细胞周期阻滞，抑制膀胱癌增殖。该研究还发现辣椒素下调膀胱癌细胞中肿瘤相关的还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶的表达，从而促进细胞自发性凋亡，减少细胞迁移和上皮-间充质转化，降低细胞迁移能力。Yang等[39]报道辣椒素以剂量依赖性方式降低膀胱癌T24细胞的活性，诱导活性氧产生和线粒体膜去极化，在浓度超过100 μmol/L以上时导致T24细胞死亡，但并未发生明显的凋亡。进一步研究发现，辣椒素的上述作用可以被辣椒平逆转，提示该效应可能是通过TRPV1介导的。Qian等[35]研究发现，辣椒素处理膀胱癌5637和T24细胞后引起细胞周期蛋白D1、细胞周期蛋白依赖性激酶2、细胞周期蛋白依赖性激酶4、细胞周期蛋白依赖性激酶6水平下降，造成G0/G1细胞周期阻滞；上皮钙黏素、β联蛋白升高，神经钙黏素水平下降，抑制膀胱癌细胞迁移。进一步研究发现辣椒素诱导活性氧升高，过氧化氢酶和超氧化物歧化酶2和FOXO3a升高，可通过转录因子叉头框蛋白O3a介导途径抑制膀胱癌增殖。Yang和Qian的研究中均进行了免疫缺陷鼠皮下荷瘤实验证实，辣椒素抑制体内膀胱癌细胞移植瘤的生长[35,39]。此外，Gilardini等[40]报道辣椒素可以通过CD91激活树突状细胞诱导膀胱癌细胞发生凋亡，而激活树突状细胞是获得T细胞介导的持久有效的抗肿瘤免疫的关键。该研究提示，辣椒素是一种很有希望的抗膀胱肿瘤药物，值得深入研究。

可见，辣椒素可导致活性氧增多，诱导膀胱癌细胞周期阻滞、增殖迁移能力下降，还可能通过激活免疫系统诱导膀胱癌细胞凋亡，最终对膀胱癌发挥抑制作用。

5 小 结

TRPV1作为一种非选择性离子通道，可调节细胞内Ca2水平，对细胞功能具有重要调节作用。在膀胱癌细胞系中，TRPV1的表达随着细胞系恶性程度增高而降低；在膀胱癌组织中，TRPV1表达随着分期和(或)分级的增高而降低；在膀胱癌患者中，TRPV1表达下调的患者生存期显著缩短，故TRPV1有望在膀胱癌诊断、治疗和预后判断中发挥作用。

辣椒素是TRPV1的天然激动剂，可以通过诱导活性氧升高，引起细胞周期阻滞，促进细胞凋亡以及激活抗肿瘤免疫等多种方式抑制癌细胞增殖，发挥抗肿瘤作用。在研究过程中需要区分辣椒素的作用与TRPV1的作用。