TRPV5

TRP-Kanäle sind phylogenetisch gesehen frühzeitig angelegte Signalwege (sie können bereits in Hefezellen nachgewiesen werden). Der erste TRP-Kanal wurde 1989 im Zusammenhang mit der visuellen Wahrnehmung bei Drosophila melanogaster identifiziert. In einer Mutante von Drosophila  (trp343) war nachweisbar, dass deren Photorezeptoren auf Lichtreize nur mit einem transienten, d.h. schnell inaktivierenden Membranstrom reagierten. Im nicht-mutierten Wildtyp hingegen persistierte der Stromfluss, solange Licht auf den Photorezeptor traf. Das mutierte Protein –TRP-  wurde 1989 kloniert. Somit bezieht sich der Name „transient receptor potential“ – TRP- auf die Beschreibung eines Phänotyps einer Mutante der Fruchtfliege Drosophila melanogaster.

Unter der Bezeichnung „TRP-Kanäle“ = transient receptor potential channels, wird eine große Familie zellulärer Ionenkanälen zusammengefasst. TRP-Kanäle üben sowohl bei Vertebraten als auch bei Nicht-Vertebraten wichtige Funktionen in primären Signalwegen für den regulierten Einstrom von Ca2+ in eine Zelle aus. TRP-Kanäle spielen beim Menschen eine wichtige Rolle bei der Empfindung verschiedener Arten von  Geschmack (süß, bitter, umami) sowie bei der Wahrnehmung von Schmerz, Wärme, Hitze oder Kälte, von Druck und Licht.

Es wird angenommen, dass sich einige TRP-Kanäle im Körper wie mikroskopische Thermosensoren verhalten. Bisher wurden bei Säugetieren 28 TRP-Kanal-Gene identifiziert (Nilius B et al. 2011).

Einige TRP-Kanäle werden durch Moleküle aktiviert, die in Gewürzen wie Knoblauch (Allicin), Chili-Pfeffer (Capsaicin), Wasabi (Allylisothiocyanat) enthalten sind. Andere werden durch Menthol, Kampfer, Pfefferminze und Kühlmittel aktiviert. Wieder andere werden durch Moleküle aktiviert, die in Cannabis gefunden werden (d. h. THC, CBD und CBN). Einige wirken als Sensoren für osmotischen Druck, Volumen, Dehnung und Vibration.  TRP-Kanalopathien entstehen durch Mutationen in Genen, die TRP-Kanäle kodieren. Unter dieser Bezeichnung werden mehrere Erbkrankheiten beim Menschen (sog. "TRP-Kanalopathien") zusammengefasst, die das Herz-Kreislauf-, Nieren-, Skelett- und Nervensystem betreffen (Nilius B et al. 2011). TRP-Kanäle sind auch vielversprechende Ziele für die Entwicklung von Wirkstoffen. So zeigen eine Reihe potenter niedermolekularer TRPV1-Kanalantagonisten (vereinzelt auch TRPM8-Antagonisten) inzwischen therapeutischen Nutzen in der Behandlung von entzündlichen und neuropathischen Schmerzen.  (Moran MM et al. 2018)

Das transiente Rezeptorpotentialkanal-Unterfamilie Vanilloid -Mitglied 5 (TRPV5) ist ein Calciumselektiver Ionenkanal, der eine wichtige Rolle bei der Ca2 + -Homöostase der Niere (geschwindigkeitsbestimmender Regulator der Calciumreabsorption) in der Niere fungiert (Hughes TE et al. 2019).  Intrazelluläres Mg2 + bewirkt eine schnelle spannungsabhängige Blockierung des TRPV5-Kanals. Seine Rolle bei der Nephrolithiasis ist derzeit noch ungeklärt (van der Wijst J et al. 2019). TRPV5 wird sowohl durch endogene als auch durch exogene Stimuli aktiviert (Lee J et al. 2005. ). So ist TRPV5 an der Differenzierung von Osteoklasten (OC) beteiligt. Die TRPV5-Expression wird nach längerer Exposition mit  1,25 (OH) 2D3 (Vitamin D) herunterreguliert. Dies führt zu einer Inhibition der OC-Differenzierung. Gu J et al. (2019) . Weiterhin scheint TRP V5 eine Rolle beim Diabetes mellitus zu spielen. So konnte bei diabetischen Ratten ein signifikanter Anstieg der Messenger-RNA-Expression von TRP V5, TRPV6, TRPM6 sowie von Calbindin-D28k nachgewiesen werden. Nierenepithelien exprimierten bei Diabetes mellitus vermehrt Calbindin-D28k und TRPV5 (Lee CT et al. 2006).

1. Gu J et al. (2019) Vitamin D Inhibition of TRPV5 Expression During Osteoclast Differentiation. Int J Endocrinol Metab 17:e91583.
2. Hughes TE et al. (2019) Structure-based characterization of novel TRPV5 inhibitors. Elife 8:e49572.
3. Lee CT et al. (2006) Increased renal calcium and magnesium transporter abundance in streptozotocin-induced diabetes mellitus. Kidney Int 69:1786-1791.
4. Lee J et al. (2005) PIP2 activates TRPV5 and releases its inhibition by intracellular Mg2+. J Gen Physiol 126:439-451.
5. Michalick L et al. (2020) TRPV4-A Missing Link Between Mechanosensation and Immunity. Front Immunol 11:413.
6. Moran MM et al. (2018) Targeting nociceptive transient receptor potential channels to treat chronic pain: current state of the field. Br J Pharmacol 175:2185-2203.
7. Nilius B et al. (2011) The transient receptor potential family of ion channels. Genome Biol 12:218.
8. van der Wijst J et al. (2019) TRPV5 in renal tubular calcium handling and its potential relevance for nephrolithiasis. Kidney Int 96:1283-1291.
9. Wang Y et al. (2017) Targeting Transient Receptor Potential Canonical Channels for Diseases of the Nervous System. Curr Drug Targets.18:1460-1465.