分享一篇發(fā)表在Nature Chemical Biology上的文章，題目為“Persistent activation of TRPM4 triggers necrotic cell death characterized by sodium overload”，通訊作者是來自上海交通大學醫(yī)學院的鐘清教授和中國科學院上海藥物所的李揚研究員。
細胞死亡是生命活動的重要環(huán)節(jié)，自上世紀六七十年代以來科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)諸如細胞凋亡、細胞壞死、細胞焦亡、鐵死亡等多種細胞死亡方式。盡管在人體組織損傷中經(jīng)常觀察到鈉內(nèi)流和過載，鈉過載是否能導致壞死細胞死亡及其相關(guān)機制尚不清楚。在本文中作者發(fā)現(xiàn)了由鈉離子過載和TRPM4通道的激活引起的鈉死亡模式。
2023年鐘清團隊報道過一種名為necrocide 1 (NC 1)的小分子可以作為細胞壞死的誘導劑并且其誘導細胞死亡的機制與目前已知的細胞死亡通路均不同。在本文中他們首先通過全基因組CRISPR-Cas9篩選鑒定出TRPM4是NC 1誘導細胞死亡的關(guān)鍵蛋白并且TRPM4基因敲除的細胞對NC 1誘導的細胞死亡具有顯著抵抗性。接著他們通過表面等離子體共振（SPR）實驗證明NC 1直接與TRPM4結(jié)合，而TRPM4是一種非選擇性單價陽離子通道蛋白，由于人體內(nèi)大多數(shù)陽離子都是金屬，所以作者使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）分析NC 1誘導后胞內(nèi)主要金屬水平變化發(fā)現(xiàn)：鈉水平增加而鉀水平下降，其他例如鈣、鎂和鐵水平保持穩(wěn)定，說明鈉離子內(nèi)流與鉀離子外流和NC 1誘導的細胞死亡相關(guān)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，在無鈉離子的培養(yǎng)基中，NC 1誘導的細胞死亡被顯著抑制，但通過外加鉀離子抑制鉀離子外流不會影響細胞死亡，這說明鈉離子內(nèi)流是NC 1誘導細胞死亡的主要驅(qū)動力而鉀離子外流是一個伴隨事件，而不是因果事件。為了近一步證明NC 1誘導的細胞死亡對鈉離子內(nèi)流的依賴性，作者降低了培養(yǎng)基中的鈉離子濃度，發(fā)現(xiàn)這逐漸減輕了NC 1對細胞的殺傷力，作者將這種特定類型的壞死稱為鈉過載壞死（NECSO）。
接下來研究人員發(fā)現(xiàn)一個有意思的現(xiàn)象：NC 1能夠特異性激活人類TRPM4（hTRPM4），但對小鼠TRPM4（mTRPM4）無效。通過結(jié)構(gòu)域交換實驗，他們發(fā)現(xiàn)hTRPM4的跨膜區(qū)域TM是NC 1敏感性的關(guān)鍵。分子對接進一步揭示了NC 1與hTRPM4結(jié)合的口袋，關(guān)鍵殘基（如W864、H908、F936）通過氫鍵和疏水相互作用與NC 1結(jié)合，這些殘基的突變顯著降低了NC1的激活效果和細胞死亡敏感性。
?總而言之作者研究了化合物NC 1誘導的壞死性細胞死亡機制，揭示了其依賴于鈉離子過載和TRPM4通道的激活。
本文作者：TZM
責任編輯：LYC
DOI：10.1038/s41589-025-01841-3
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01841-3
