摘要:跨膜蛋白16A(TMEM16A)是鈣激活氯離子通道(calcium-activated chloride channels, CaCCs)的分子構(gòu)成,在多種類型的細胞中廣泛表達,包括分泌上皮細胞、氣道平滑肌細胞和傷害感受神經(jīng)元。近幾年發(fā)現(xiàn)TMEM16A在許多腫瘤細胞中有過表達的現(xiàn)象,不同腫瘤細胞中TMEM16A激活不同的信號通路從而使TMEM16A過表達進而影響細胞的增殖和遷移從而促進癌癥的進展。因此,TMEM16A的表達在腫瘤診斷和治療中起到關(guān)鍵作用。TMEM16A是腫瘤治療的新型靶點以及未來作為癌癥預測和預后的指標。
關(guān)鍵詞:鈣激活氯離子通道;TMEM16A;腫瘤;細胞增殖;細胞遷移
鈣激活氯離子通道(Calcium-activated Chloride Channels,CaCCs)是一類在多種細胞中都廣泛分布及表達的陰離子通道,從無脊椎動物到高等動物的各組織中均可檢測到。TMEM16A也稱為ANO1(anoctamin 1)、DOG1(discovered on gastrointestinal stronal tumor 1)、ORAOV1(oral cancer overexpressed 1)是CaCCs的主要結(jié)構(gòu)蛋白,參與眾多的生理過程如感覺傳導、神經(jīng)和心肌興奮性調(diào)節(jié)、腺體和上皮分泌以及細胞周期和細胞增殖[1],因TMEM16A的生理特性與腫瘤形成具有密切聯(lián)系,在多種腫瘤組織和細胞中均被發(fā)現(xiàn)高表達現(xiàn)象,如乳腺癌、頭頸鱗癌、結(jié)直腸癌、食道癌、肝癌、前列腺癌、胃癌和神經(jīng)膠質(zhì)瘤。因此降低TMEM16A的表達可以有效抑制腫瘤生長,使之成為癌癥治療的新型靶點,因而近年來受到高度重視。
人類染色體的11q13區(qū)域表達的許多蛋白與細胞增殖和凋亡有關(guān),如CCND1,F(xiàn)GF4,TMEM16A以及PPFIA1等。11q13區(qū)域的擴增伴隨著TMEM16A的擴增,使其在腫瘤細胞中過表達。Duvvuri等人的研究顯示TMEM16A過表達能夠激活ERK1/2信號通路并作用于細胞周期蛋白從而促進腫瘤細胞增殖,敲低TMEM16A可以抑制腫瘤的生長和細胞的增殖,將癌細胞阻遏在G1期[2]。抑制TMEM16A的蛋白表達或通道活性可明顯抑制某些腫瘤的發(fā)展,因此TMEM16A有望成為腫瘤治療過程中的新靶點。當細胞內(nèi)Ca2+濃度升高時,TMEM16A被激活。CaCCs與K+通道共同作用導致Cl-與K+外流,細胞體積減小。血管內(nèi)皮細胞收縮,有助于腫瘤細胞滲出。此外腫瘤細胞在遷移的過程中,細胞骨架蛋白發(fā)生動態(tài)變化,加強了細胞基質(zhì)的粘附性。已有研究表明TMEM16A與Ezrin,Moesin以及RhoA蛋白關(guān)系密切。這些蛋白被證明在細胞質(zhì)膜與細胞骨架之間起到橋聯(lián)作用。Adrian等人通過檢測細胞凋亡相關(guān)基因發(fā)現(xiàn),敲低TMEM16A會使得抗凋亡基因Mcl-1、Bcl-2和Survivin表達下調(diào),而細胞凋亡的標志物PARP和凋亡產(chǎn)物Caspase3和Caspase9的表達均上調(diào),證明了TMEM16A具有促進癌細胞生存以及抗凋亡的功能[3]。
隨著TMEM16A與腫瘤形成的有關(guān)研究日益清晰,TMEM16A的抑制劑開始成為許多實驗室關(guān)注的焦點。CaCCs作為Cl-進出的通道可被多種氯阻斷劑所阻斷,包括DIDS,NPPB和NFA。NFA是目前科研中常用的CaCC阻斷劑。還有一些芳香酸藥物,如他莫昔芬(tamoxifen),氟西?。╢luotine),甲氟喹等。NamKung等人還發(fā)現(xiàn)紅酒和綠茶中存在的天然化合物鞣酸能明顯的抑制TMEM16A電流,其IC50為6μM。之前已報道的TMEM16A的抑制劑有非選擇性CaCC抑制劑CaCCinh-A01,TMEM16A抑制劑T16Ainh-A01(IC50≈1μM)、MONNA(IC50≈1μM)和Ani9(IC50≈0.1μM),其中效果最好的是Ani9。CaCCinh-A01抑制劑可以明顯的抑制野生型TMEM16A,但是對TMEM16A的兩種突變體K668E和R621E無明顯的抑制作用。2017年Truong等人通過對2-酰胺環(huán)烷噻吩-3-羧酸丙烯酰胺(AACT)類的化合物10aa及其48種合成類似物進行篩選,發(fā)現(xiàn)其中10bm(IC50≈0.03 μM)的抑制效果最好,因此發(fā)現(xiàn)了比Ani9抑制效果更好的TMEM16A抑制劑10bm。對TMEM16A功能調(diào)節(jié)劑的篩選也為抗腫瘤藥物的研發(fā)提供了更多的研究方向。
TMEM16A已被證明在多種腫瘤中過表達,如乳腺癌、前列腺癌、頭頸鱗癌和食管癌,并且與腫瘤細胞的增殖和遷移密切相關(guān)。但是目前對于TMEM16A過表達的原因及其如何促進腫瘤增殖、侵襲的分子機制尚未明確。因此,深入研究癌癥中TMEM16A的機制對找到特異性靶點研究開發(fā)抗癌藥物具有重要的作用和意義。
參考文獻(References)
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[2]Duvvuri U,Shiwarski DJ,Xiao D,et al. TMEM16A induces MAPK and contributes directly to tumorigenesis and cancer progression[J].Cancer Res,2012,72(13):3270-3281.
[3]Choi EJ,Yun JA,Jabeen S,et al. Prognostic significance of TMEM16A, PPFIA1, and FADD expression in invasive ductal carcinoma of the breast[J].World J Surg Oncol,2014,12:137.