分享一篇发表在Nature Chemical Biology上的文章，题目为“Persistent activation of TRPM4 triggers necrotic cell death characterized by sodium overload”，通讯作者是来自上海交通大学医学院的钟清教授和中国科学院上海药物所的李扬研究员。

细胞死亡是生命活动的重要环节，自上世纪六七十年代以来科学家已经发现诸如细胞凋亡、细胞坏死、细胞焦亡、铁死亡等多种细胞死亡方式。尽管在人体组织损伤中经常观察到钠内流和过载，钠过载是否能导致坏死细胞死亡及其相关机制尚不清楚。在本文中作者发现了由钠离子过载和TRPM4通道的激活引起的钠死亡模式。

2023年钟清团队报道过一种名为necrocide 1 (NC 1)的小分子可以作为细胞坏死的诱导剂并且其诱导细胞死亡的机制与目前已知的细胞死亡通路均不同。在本文中他们首先通过全基因组CRISPR-Cas9筛选鉴定出TRPM4是NC 1诱导细胞死亡的关键蛋白并且TRPM4基因敲除的细胞对NC 1诱导的细胞死亡具有显著抵抗性。接着他们通过表面等离子体共振（SPR）实验证明NC 1直接与TRPM4结合，而TRPM4是一种非选择性单价阳离子通道蛋白，由于人体内大多数阳离子都是金属，所以作者使用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）分析NC 1诱导后胞内主要金属水平变化发现：钠水平增加而钾水平下降，其他例如钙、镁和铁水平保持稳定，说明钠离子内流与钾离子外流和NC 1诱导的细胞死亡相关。研究人员还发现，在无钠离子的培养基中，NC 1诱导的细胞死亡被显著抑制，但通过外加钾离子抑制钾离子外流不会影响细胞死亡，这说明钠离子内流是NC 1诱导细胞死亡的主要驱动力而钾离子外流是一个伴随事件，而不是因果事件。为了近一步证明NC 1诱导的细胞死亡对钠离子内流的依赖性，作者降低了培养基中的钠离子浓度，发现这逐渐减轻了NC 1对细胞的杀伤力，作者将这种特定类型的坏死称为钠过载坏死（NECSO）。

接下来研究人员发现一个有意思的现象：NC 1能够特异性激活人类TRPM4（hTRPM4），但对小鼠TRPM4（mTRPM4）无效。通过结构域交换实验，他们发现hTRPM4的跨膜区域TM是NC 1敏感性的关键。分子对接进一步揭示了NC 1与hTRPM4结合的口袋，关键残基（如W864、H908、F936）通过氢键和疏水相互作用与NC 1结合，这些残基的突变显著降低了NC1的激活效果和细胞死亡敏感性。

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总而言之作者研究了化合物NC 1诱导的坏死性细胞死亡机制，揭示了其依赖于钠离子过载和TRPM4通道的激活。

本文作者：TZM

责任编辑：LYC

DOI：10.1038/s41589-025-01841-3

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01841-3