鈣激活氯離子通道蛋白TMEM16A在腫瘤中的作用

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(xì)胞中廣泛表達(dá)，包括分泌上皮細(xì)胞、氣道平滑肌細(xì)胞和傷害感受神經(jīng)元。近幾年發(fā)現(xiàn)TMEM16A在許多腫瘤細(xì)胞中有過表達(dá)的現(xiàn)象，不同腫瘤細(xì)胞中TMEM16A激活不同的信號(hào)通路從而使TMEM16A過表達(dá)進(jìn)而影響細(xì)胞的增殖和遷移從而促進(jìn)癌癥的進(jìn)展。因此，TMEM16A的表達(dá)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(diǎn)以及未來作為癌癥預(yù)測(cè)和預(yù)后的指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：鈣激活氯離子通道;TMEM16A;腫瘤;細(xì)胞增殖;細(xì)胞遷移

鈣激活氯離子通道（Calcium-activated Chloride Channels，CaCCs）是一類在多種細(xì)胞中都廣泛分布及表達(dá)的陰離子通道，從無脊椎動(dòng)物到高等動(dòng)物的各組織中均可檢測(cè)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(dǎo)、神經(jīng)和心肌興奮性調(diào)節(jié)、腺體和上皮分泌以及細(xì)胞周期和細(xì)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(xì)胞中均被發(fā)現(xiàn)高表達(dá)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(dá)可以有效抑制腫瘤生長(zhǎng)，使之成為癌癥治療的新型靶點(diǎn)，因而近年來受到高度重視。

人類染色體的11q13區(qū)域表達(dá)的許多蛋白與細(xì)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(kuò)增伴隨著TMEM16A的擴(kuò)增，使其在腫瘤細(xì)胞中過表達(dá)。Duvvuri等人的研究顯示TMEM16A過表達(dá)能夠激活ERK1/2信號(hào)通路并作用于細(xì)胞周期蛋白從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖，敲低TMEM16A可以抑制腫瘤的生長(zhǎng)和細(xì)胞的增殖，將癌細(xì)胞阻遏在G1期[2]。抑制TMEM16A的蛋白表達(dá)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(diǎn)。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高時(shí)，TMEM16A被激活。CaCCs與K+通道共同作用導(dǎo)致Cl-與K+外流，細(xì)胞體積減小。血管內(nèi)皮細(xì)胞收縮，有助于腫瘤細(xì)胞滲出。此外腫瘤細(xì)胞在遷移的過程中，細(xì)胞骨架蛋白發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，加強(qiáng)了細(xì)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(xì)胞質(zhì)膜與細(xì)胞骨架之間起到橋聯(lián)作用。Adrian等人通過檢測(cè)細(xì)胞凋亡相關(guān)基因發(fā)現(xiàn)，敲低TMEM16A會(huì)使得抗凋亡基因Mcl-1、Bcl-2和Survivin表達(dá)下調(diào)，而細(xì)胞凋亡的標(biāo)志物PARP和凋亡產(chǎn)物Caspase3和Caspase9的表達(dá)均上調(diào)，證明了TMEM16A具有促進(jìn)癌細(xì)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(shí)驗(yàn)室關(guān)注的焦點(diǎn)。CaCCs作為Cl-進(jìn)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），氟西汀（fluotine），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(bào)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(duì)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(duì)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(jìn)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(duì)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(dá)，如乳腺癌、前列腺癌、頭頸鱗癌和食管癌，并且與腫瘤細(xì)胞的增殖和遷移密切相關(guān)。但是目前對(duì)于TMEM16A過表達(dá)的原因及其如何促進(jìn)腫瘤增殖、侵襲的分子機(jī)制尚未明確。因此，深入研究癌癥中TMEM16A的機(jī)制對(duì)找到特異性靶點(diǎn)研究開發(fā)抗癌藥物具有重要的作用和意義。

參考文獻(xiàn)（References）

[1]劉雅妮，張海林. TMEM16A：鈣激活氯通道研究進(jìn)展[J].中國藥理學(xué)通報(bào)Chinese Pharmacological Bulletin. 2011，Nov.27（11）：1490～3.

[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.