張 磊，李 明，王呈程，韓 江，孫美艷 (吉林醫(yī)藥學(xué)院檢驗(yàn)學(xué)院，吉林 吉林 132013)

TMEM16G是一種特異性存在于前列腺中的蛋白，隸屬于跨膜蛋白16(transmembrane protein 16,TMEM16)家族，具有鈣離子激活的氯離子通道(Calcium-activated chloride channels，CaCCs)功能。TMEM16家族與腫瘤發(fā)生密切相關(guān)[1-2]。目前研究較多的是TMEM16A通道蛋白，其在多種癌細(xì)胞中表達(dá)量上調(diào)[3-5]。而針對TMEM16G的研究多集中在TMEM16G的結(jié)構(gòu)、功能、表達(dá)位置及其與前列腺癌的關(guān)系，本文將就此進(jìn)行綜述。

1 MEM16G蛋白的發(fā)現(xiàn)

2004年，Tapan等[1]通過對表達(dá)序列標(biāo)簽(EST)數(shù)據(jù)庫的分析，首次發(fā)現(xiàn)了一種在前列腺中表達(dá)的新基因并將之命名為NGEP(new gene expressed in prostate，NGEP)。之后的研究表明，NGEP的編碼產(chǎn)物是細(xì)胞的一種CaCCs蛋白,TMEM16家族及anoctamins(ANO)家族[6]，并將其命名為TMEM16G(或ANO7)。

CaCCs是一種廣泛存在于人體細(xì)胞表面的陰離子通道，可被細(xì)胞內(nèi)鈣離子調(diào)節(jié)而誘導(dǎo)氯離子的胞內(nèi)外轉(zhuǎn)運(yùn)。20世紀(jì)80年代，Miledi[6]在非洲爪蟾的卵母細(xì)胞中首次發(fā)現(xiàn)了CaCCs，因其在體內(nèi)多種細(xì)胞均有分布并參與多種生理、病理過程而廣受關(guān)注[2-3]。CaCCs在體內(nèi)分布廣泛,參與多種生理活動(dòng)，如嗅覺生理、蛋白的分泌、鹽分子的跨上皮轉(zhuǎn)運(yùn)、神經(jīng)信號傳導(dǎo)及細(xì)胞增殖等[2]。然而，人類最初僅是認(rèn)識到了這種氯離子通道的存在和功能，但對其分子結(jié)構(gòu)知之甚少。直到2008年，三個(gè)獨(dú)立研究團(tuán)隊(duì)分別證實(shí)CaCCs的分子基礎(chǔ)是一種跨膜蛋白anoctamins(ANO)[5-7]。ANO蛋白廣泛存在于真核生物中，因其具有8個(gè)跨膜的結(jié)構(gòu)域，又稱之為跨膜蛋白16(TMEM16)，最初認(rèn)為CaCCs的分子基礎(chǔ)為TMEM16A。之后發(fā)現(xiàn)，TMEM16A只是anoctamins基因家族或TMEM16蛋白家族的一員，又稱anoctamins 1(ANO1)。至今，已發(fā)現(xiàn)TMEM16家族在哺乳動(dòng)物中有10個(gè)成員，分別是TMEM16A～TMEM16K[2]。

TMEM16G基因定位于2號染色體上，其潛在的膜定位信號主要位于NH2-端。如將TMEM16G的NH2-末端替換為TMEM16A的NH2-端，則這種TMEM16G蛋白不能定位于細(xì)胞膜上[8]。TMEM16G的編碼基因NGEP有兩個(gè)重要的亞型：即NGEP-S和NGEP-L。其來源于NGEP mRNA轉(zhuǎn)錄本的兩種剪接形式：較小的轉(zhuǎn)錄本(NGEP-S)編碼179個(gè)氨基酸殘基的蛋白，此蛋白定位于細(xì)胞質(zhì)中；而較大的轉(zhuǎn)錄本(NGEP-L)編碼933個(gè)氨基酸殘基的蛋白，此蛋白定位于細(xì)胞膜上，兩種亞型共享一個(gè)共同的NH2終端[9-10]。NGEP-L的NH2-和COOH-端均位于細(xì)胞內(nèi)，其編碼的蛋白產(chǎn)物即為TMEM16G蛋白，TMEM16G蛋白分子量為95 kDa，是一種具有8次跨膜結(jié)構(gòu)的糖蛋白，在N809及N824位點(diǎn)存在糖基化結(jié)構(gòu)[11]。

2 TMEM16G的功能

TMEM16家族蛋白均定位于細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)中，常由800～1000個(gè)氨基酸殘基組成，涉及離子運(yùn)輸及磷脂爬行等功能，其中某些成員功能已演變?yōu)榧兺ǖ?，例如TMEM16A和TMEM16B。TMEM16G是新近發(fā)現(xiàn)的TMEM16蛋白家族成員，這些成員在分子結(jié)構(gòu)上具有很高的同源性。TMEM16G也具有氯離子通道功能，研究表明，當(dāng)TMEM16G在FRT細(xì)胞中表達(dá)過量時(shí)，可誘導(dǎo)氯離子電流[9]。

研究表明，原癌基因Bcl-2蛋白的過表達(dá)可增加Ca2+內(nèi)流和Cl-外流，從而導(dǎo)致細(xì)胞遷移并抑制細(xì)胞凋亡[12]，這表明鈣激活的氯離子通道與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展相關(guān)。已有研究發(fā)現(xiàn)在部分腫瘤組織中通常存在TMEM16A的高表達(dá),如口腔鱗狀細(xì)胞癌、胃腸道間質(zhì)瘤[4-5]等,而在相應(yīng)的正常組織不表達(dá)或低表達(dá)。故TMEM16A抗體現(xiàn)在已成為檢測胃腸道間質(zhì)瘤的一種敏感、特異性的腫瘤標(biāo)志物。

與TMEM16A相似，TMEM16蛋白家族的多個(gè)成員與腫瘤發(fā)生、發(fā)展相關(guān)[10-12]。TMEM16G(即ANO7)已經(jīng)被證明具有氯離子通道的功能[13]，而其與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展的關(guān)系也日漸明晰。TMEM16G是一種膜抗原，其表達(dá)主要見于前列腺組織。TMEM16G僅在正常前列腺、良性前列腺增生和前列腺癌組織中可檢測到[14-15]。研究表明，TMEM16G可以介導(dǎo)前列腺上皮的細(xì)胞與細(xì)胞接觸依賴性的相互作用，其在促進(jìn)前列腺細(xì)胞的相互聚集及黏附過程具有重要作用[16]。劉雯[4]等研究發(fā)現(xiàn)，TMEM16A在人前列腺癌組織中的表達(dá)顯著升高，而在前列腺癌癌旁組織及前列腺增生組織中無表達(dá)或低表達(dá)，且隨著前列腺癌惡性程度增加，TMEM16A表達(dá)水平逐漸上升,故抑制TMEM16A表達(dá)可抑制前列腺癌細(xì)胞系體外增殖、遷移和侵襲。與TMEM16A相似的是，TMEM16G與前列腺癌的關(guān)系亦十分密切，不同的是，TMEM16A除了在前列腺癌組織中高表達(dá)外，在其他多種癌組織中表達(dá)量也見顯著增高，因此TMEM16A用于研究前列腺癌時(shí)缺乏組織特異性。但TMEM16G只在前列腺癌組織中表達(dá)，且在良性前列腺組織中的表達(dá)量顯著高于在前列腺癌中的表達(dá)量，即前列腺組織的癌變伴隨著TMEM16G表達(dá)量的顯著降低，這使得TMEM16G用于前列腺癌的特異性診斷具有重要的意義。

Vittore等[14]的研究表明，HLA-A2可結(jié)合細(xì)胞膜上的TMEM16G表位，且這種結(jié)合體在局限性和轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者體內(nèi)均可產(chǎn)生T細(xì)胞株。這些T細(xì)胞株可特異性地裂解表達(dá)TMEM16G的人前列腺癌細(xì)胞，從而表明了TMEM16G在前列腺癌中的存在免疫原性，這一研究確定了TMEM16G可作為T細(xì)胞介導(dǎo)的前列腺癌免疫治療的潛在靶點(diǎn)。另有研究表明，TMEM16G通常在正常前列腺組織和前列腺癌細(xì)胞的頂端和側(cè)表面高表達(dá)，且可在細(xì)胞接觸面高度聚集[17]。TMEM16G在雄激素依賴性的前列腺癌細(xì)胞LNCaP細(xì)胞系中表達(dá)，而在非雄激素依賴性細(xì)胞PC-3及DU-145細(xì)胞系中不表達(dá)。在LNCaP細(xì)胞系中，TMEM16G的表達(dá)局限在細(xì)胞接觸面，隨著細(xì)胞密度的增加，可促進(jìn)細(xì)胞形成高度聚集體，轉(zhuǎn)染了TMEM16G基因的LNCaP細(xì)胞更容易形成細(xì)胞聚集體[14]，這說明TMEM16G與雄激素依賴性前列腺癌細(xì)胞的聚集接觸行為密切相關(guān)。

TMEM16家族的蛋白質(zhì)有多種已被證明在癌癥的發(fā)生和發(fā)展中起著重要的作用，TMEM16G特異性存在于前列腺組織中，良性前列腺組織TMEM16G的表達(dá)水平明顯高于惡性前列腺組織。在前列腺癌標(biāo)本中，TMEM16G的表達(dá)強(qiáng)度與Gleason評分增高呈顯著負(fù)相關(guān)，其表達(dá)強(qiáng)度與惡性程度成反比，因此TMEM16G有望成為前列腺癌特異性診斷的新靶標(biāo)。同時(shí)，TMEM16G在前列腺癌中的存在及免疫原性，可作為一種特異性的前列腺抗原。目前，應(yīng)用單克隆抗體進(jìn)行腫瘤的靶向治療已成為腫瘤治療的重要方法。在臨床上，轉(zhuǎn)移性和激素依賴性前列腺癌預(yù)后不佳，而TMEM16G在雄激素依賴性的前列腺癌細(xì)胞中表達(dá)，但在非雄激素依賴性細(xì)胞細(xì)胞中不表達(dá)。不久的將來，細(xì)胞膜表面的TMEM16G蛋白或可作為一個(gè)免疫靶點(diǎn)用于T細(xì)胞介導(dǎo)的前列腺癌的靶向治療，可能成為常規(guī)治療的替代方案。