CLCA2與惡性腫瘤相關(guān)性研究進(jìn)展

梁仲珍，王海琳，劉 斌，陳 莉，王 芳

惡性腫瘤具有高病死率特點(diǎn)，且近年來(lái)其發(fā)病率呈逐漸上升趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅人類的健康。組織浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的重要特征，該過(guò)程由多步驟、多種機(jī)制共同參與。長(zhǎng)期以來(lái)人們致力于尋找腫瘤早期診斷和治療的新方法，但目前大多數(shù)惡性腫瘤的預(yù)后仍然較差。近年來(lái)分子靶向治療在抑制惡性腫瘤的進(jìn)展中發(fā)揮著重要作用。CLCA2與一些常見(jiàn)惡性腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移及預(yù)后密切相關(guān)，有望成為腫瘤臨床診斷、生物治療和判斷預(yù)后的潛在靶點(diǎn)。因此探討CLCA2與惡性腫瘤的關(guān)系，對(duì)于尋找新的分子治療靶點(diǎn)意義重大。

1 CLCA2的結(jié)構(gòu)及功能

CLCA家族是一種新型的鈣激活氯離子通道家族，其家族成員主要包括CLCA1、CLCA2、CLCA3、CLCA4等，在哺乳動(dòng)物體內(nèi)廣泛表達(dá)。CLCA2基因定位于1號(hào)染色體1p22-31[1]，在已知家族成員中，CLCA2和CLCA4有相似的結(jié)構(gòu)，都是典型的I型跨膜蛋白，大小約125 KDa，約含900個(gè)氨基酸，其氨基末端存在對(duì)稱性的多個(gè)半胱氨酸模體——CX12CX4CX4CX12C[1-2]。CLCA跨膜蛋白可被迅速裂解成90和35kDa亞基，并通過(guò)亞基中的半保守序列與整合素-β4相互作用，促進(jìn)腫瘤的早期血行轉(zhuǎn)移及生長(zhǎng)[3]。研究發(fā)現(xiàn)，CLCA1和CLCA3是非整合性的球形膜蛋白，與其他已知的任何氯離子通道不具有相似性，可被組成性的分泌到細(xì)胞外，使得他們不可能成為一種通道，更不能作為通道發(fā)揮功能，推測(cè)其可能作為離子通道輔助蛋白在調(diào)節(jié)氯離子通道活性中發(fā)揮重要作用[4-6]?？梢?jiàn)CLCA家族成員間存在共性與差異。

2 CLCA2相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)通常不受細(xì)胞凋亡和機(jī)體調(diào)控的影響。研究發(fā)現(xiàn)，CLCA2在常見(jiàn)惡性腫瘤包括乳腺癌、結(jié)直腸癌等中的表達(dá)異常下調(diào)。上調(diào)CLCA2基因表達(dá)可顯著抑制腫瘤的形成，明顯降低腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移能力，下調(diào)CLCA2基因表達(dá)可刺激癌細(xì)胞侵襲和遷移[7-9]，但CLCA2在腫瘤中的下調(diào)機(jī)制尚未完全明確，已有研究發(fā)現(xiàn)CLCA2可通過(guò)P53通路發(fā)揮調(diào)控作用。

p53基因與細(xì)胞衰老、凋亡、細(xì)胞周期抑制、DNA損傷修復(fù)、遺傳穩(wěn)定性的維持等生物過(guò)程密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)不同方法損傷p53陽(yáng)性的乳腺細(xì)胞DNA，可顯著誘導(dǎo)CLCA2的表達(dá)。p53家族蛋白通過(guò)直接結(jié)合在CLCA2啟動(dòng)子的p53家族蛋白的特異性結(jié)合位點(diǎn)——RE-CLCA2來(lái)激活CLCA2啟動(dòng)子[7-8]。Tanikawa等[9]認(rèn)為CLCA2是p53基因誘導(dǎo)衰老調(diào)解因子，用過(guò)氧化氫誘導(dǎo)細(xì)胞衰老和敲除p53基因可在同等程度上顯著抑制CLCA2或p53的表達(dá)。黏著斑激酶(FAK)是一種非受體型的酪氨酸蛋白激酶，調(diào)控多種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，F(xiàn)AK和p53蛋白之間存在FAK-p53調(diào)節(jié)環(huán)路：p53蛋白可抑制FAK啟動(dòng)子的活性，相反，F(xiàn)AK蛋白也可抑制p53的轉(zhuǎn)錄活性[10-11]。FAK在多數(shù)腫瘤中呈高表達(dá)，CLCA蛋白可在體外活化FAK并對(duì)腫瘤細(xì)胞的增殖產(chǎn)生影響[12]。在腫瘤細(xì)胞中沉默CLCA2基因可增強(qiáng)FAK的表達(dá)及其啟動(dòng)子活性，上調(diào)表達(dá)CLCA2則可抑制FAK的表達(dá)[8]。CLCA2可作為p53/FAK信號(hào)通路中的信號(hào)分子發(fā)揮生物學(xué)活性，調(diào)控細(xì)胞功能，參與腫瘤形成和發(fā)展。

3 CLCA2與常見(jiàn)腫瘤的相關(guān)研究

人類多數(shù)常見(jiàn)惡性腫瘤起源于上皮細(xì)胞，而上皮細(xì)胞的質(zhì)膜離子通道不僅在調(diào)節(jié)可興奮細(xì)胞膜電位、離子平衡和電信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用，且在細(xì)胞增殖、分化、凋亡和遷移中扮演重要角色[13]。但目前離子通道在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的作用知之較少，特別是鈣激活氯通道蛋白在生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞侵襲或轉(zhuǎn)移過(guò)程中的作用。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)CLCA2與以下常見(jiàn)腫瘤密切相關(guān)。

3.1CLCA2與乳腺癌 乳腺癌是女性常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和病死率在女性惡性腫瘤中居于第二位[14]。研究顯示，CLCA2在正常及永生化的乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)，而在不同進(jìn)展階段的乳腺惡性腫瘤細(xì)胞中表達(dá)陰性；當(dāng)在CLCA2表達(dá)陰性的細(xì)胞中重新表達(dá)CLCA2時(shí)，能明顯降低腫瘤細(xì)胞的致瘤和侵襲能力[7,15-16]。CLCA2在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用，可能與以下機(jī)制有關(guān)。

3.1.1CLCA2與DNA甲基化：研究發(fā)現(xiàn)，部分乳腺癌患者中CLCA2基因存在突變，CLCA2表達(dá)的缺失是由其啟動(dòng)子CpG島高度甲基化所致。CLCA2啟動(dòng)序列由位于CpG島上游CLCA2第一編碼外顯子決定，在乳腺癌及其細(xì)胞株中CLCA2-CpG甲基化的程度與CLCA2的表達(dá)水平呈明顯相關(guān)性[15]。Tanikawa等[9]研究表明，CLCA2在前列腺癌細(xì)胞株中有部分表達(dá)，提示CLCA2的失活可能與遺傳改變相關(guān)；同樣，用5-氮胞苷處理后的2株結(jié)腸癌細(xì)胞中CLCA2表達(dá)量也增加。因此，CLCA2基因的沉默可能與DNA甲基化有關(guān)。

3.1.2CLCA2與上皮細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)：研究發(fā)現(xiàn)，在乳腺上皮細(xì)胞中誘導(dǎo)EMT，可使上皮細(xì)胞獲得間充質(zhì)干細(xì)胞特性，并表達(dá)干細(xì)胞標(biāo)記物，且形成微球體的能力增加，這些特性同時(shí)也促進(jìn)了細(xì)胞對(duì)周圍組織的侵犯，與腫瘤轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)密切相關(guān)[17]。在乳腺癌中，CLCA2基因表達(dá)的下調(diào)，能夠促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞EMT發(fā)生，增加CLCA2蛋白質(zhì)表達(dá)可以抑制乳腺癌細(xì)胞侵襲和遷移。此外，增加上皮轉(zhuǎn)錄因子如Snail、Twist的表達(dá)，可誘導(dǎo)產(chǎn)生EMT，使得上皮細(xì)胞中CLCA2和E-cadherin表達(dá)顯著降低。有研究報(bào)道，乳腺癌細(xì)胞系MCF10A中CLCA2表達(dá)水平降低，細(xì)胞可表現(xiàn)出過(guò)度生長(zhǎng)、侵襲和遷移能力增強(qiáng)等現(xiàn)象，并增強(qiáng)了甲基纖維素微球體的形成能力，并發(fā)現(xiàn)E-cadherin表達(dá)下調(diào)，vimentin、snail及纖維連接蛋白表達(dá)上調(diào)[16,18-19]。當(dāng)CLCA2表達(dá)下調(diào)的腫瘤細(xì)胞暴露于不同劑量的阿霉素劑量特別是較高劑量時(shí)，對(duì)阿霉素產(chǎn)生了明顯抵抗性[9]。CLCA4為CLCA家族的另一成員，在乳腺腫瘤及其細(xì)胞系中同時(shí)敲除CLCA4和CLCA2能增強(qiáng)細(xì)胞的間充質(zhì)特性，因此認(rèn)為CLCA4和CLCA2是乳腺上皮分化標(biāo)記物[19]。Ramena等[20]研究發(fā)現(xiàn)，CLCA2介導(dǎo)乳腺上皮細(xì)胞分化可能是通過(guò)細(xì)胞間連接蛋白EVA1實(shí)現(xiàn)的，EVA1是p53家族介導(dǎo)的Ⅰ型跨膜蛋白，是上皮細(xì)胞分化標(biāo)志物。CLCA2通過(guò)其跨膜片段與EVA1結(jié)合，使EVA1局限來(lái)促進(jìn)細(xì)胞間連接形成，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖與分化。CLCA2表達(dá)的變化可通過(guò)不同途徑實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞侵襲和遷移能力的調(diào)節(jié)。

3.1.3CLCA2與pH：在乳腺癌細(xì)胞中，CLCA2表達(dá)增強(qiáng)可在抑制腫瘤細(xì)胞增殖的同時(shí)增加細(xì)胞膜氯離子電流，使細(xì)胞內(nèi)pH降低，從而促進(jìn)細(xì)胞凋亡，當(dāng)阻滯該離子通道時(shí)，可減少細(xì)胞內(nèi)pH的下降并抑制細(xì)胞凋亡；敲除CLCA2可使細(xì)胞膜上氯離子電流大幅降低，破壞細(xì)胞內(nèi)pH穩(wěn)態(tài)平衡，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)pH值升高，這是侵襲性腫瘤細(xì)胞的特性之一[9,16]。因此認(rèn)為CLCA2對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)pH穩(wěn)態(tài)具有重要作用。

3.2CLCA2與肺癌 研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者外周血標(biāo)本細(xì)胞中CLCA2、HMGB3、L587S和ASH1表達(dá)增高，可作為檢測(cè)不同進(jìn)展階段非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)和小細(xì)胞肺癌(SCLC)具有特異性和互補(bǔ)性的標(biāo)記物[21]。Man等[22]報(bào)道,CLCA2與其他標(biāo)記物聯(lián)合檢測(cè)對(duì)于判斷肺腺癌患者的預(yù)后具有重要意義。Shinmura等[23]報(bào)道，肺鱗癌患者CLCA2蛋白表達(dá)的缺失為影響預(yù)后的不良因素。Ludovini等[24]報(bào)道，CLCA2基因在早期復(fù)發(fā)即Ⅰ期肺腺癌患者中的表達(dá)顯著上調(diào)，對(duì)于監(jiān)測(cè)腫瘤的復(fù)發(fā)意義重大。因此，CLCA2不僅可作為鑒別診斷肺鱗癌和肺腺癌的新型免疫組化標(biāo)記物，還可與其他標(biāo)記物聯(lián)合檢測(cè)對(duì)于監(jiān)測(cè)疾病復(fù)發(fā)或進(jìn)展，判斷肺癌患者預(yù)后具有重要價(jià)值和意義。

3.3CLCA2與其他常見(jiàn)腫瘤

3.3.1CLCA2與宮頸癌和卵巢癌：宮頸癌的侵襲轉(zhuǎn)移、術(shù)后復(fù)發(fā)是患者主要的死亡原因,也是影響臨床治療和預(yù)后的關(guān)鍵因素。N-myc下游調(diào)節(jié)基因1(NDRG1)是NDRG基因家族成員，在腫瘤形成、侵襲和轉(zhuǎn)移中具有重要作用[25]。上調(diào)NDRG1基因表達(dá)能夠顯著抑制惡性腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，降低宮頸癌侵襲和轉(zhuǎn)移的發(fā)生率；抑制宮頸癌細(xì)胞系CaSki和卵巢癌細(xì)胞系HO-8910PM中NDRG1表達(dá)，能夠增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞黏附、侵襲和遷移活性，同時(shí)CLCA2基因的表達(dá)也顯著下降[26]。NDRG1基因可能通過(guò)其下游的CLCA2基因在宮頸癌和卵巢癌的侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮重要作用。梁雪霏等[27]研究發(fā)現(xiàn)，CLCA2表達(dá)的變化與宮頸癌細(xì)胞的侵襲和轉(zhuǎn)移相關(guān)。

3.3.2CLCA2與結(jié)直腸癌：Bustin等[28]通過(guò)對(duì)結(jié)直腸癌組織及細(xì)胞株T84、HT29和Caco2的研究發(fā)現(xiàn)，在約80%的癌組織中CLCA1和CLCA2的mRNA表達(dá)水平顯著下降，提示CLCA2與結(jié)直腸癌的發(fā)生密切相關(guān)，并且可能扮演抑癌基因的角色。

4 結(jié)語(yǔ)

CLCA2作為一種新型的鈣激活氯通道蛋白，在腫瘤發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。多數(shù)研究表明，CLCA2在惡性腫瘤中存在表達(dá)水平及相關(guān)信號(hào)通路的異常，并與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，但其在腫瘤中的確切調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚。目前，CLCA2與常見(jiàn)惡性腫瘤的相關(guān)研究仍處于初始階段，在其他腫瘤中的研究也較少[29-31]。隨著對(duì)CLCA2基因功能、蛋白活性調(diào)控、相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其分子調(diào)控機(jī)制的深入研究，CLCA2有望作為一種腫瘤相關(guān)的分子標(biāo)記物，成為腫瘤臨床診斷和預(yù)后判斷的新指標(biāo)，或成為一個(gè)藥物治療的潛在靶點(diǎn)，為臨床治療提供新策略或工具。

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