中電導(dǎo)鈣激活鉀通道在細(xì)胞遷移中的作用及研究進(jìn)展#

藍(lán)婷 徐清波

（西南醫(yī)科大學(xué)心血管醫(yī)學(xué)研究所醫(yī)學(xué)電生理學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·醫(yī)學(xué)電生理四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 瀘州 646000）

細(xì)胞遷移在細(xì)胞的各種生物活動中起著中心作用，例如，在胚胎發(fā)生過程中，完成神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[1]；在炎癥反應(yīng)中，介導(dǎo)吞噬與免疫功能[2]；在血管損傷后，促進(jìn)傷口愈合，維持血管穩(wěn)態(tài)；在血管移植術(shù)后，促進(jìn)生物材料支架的穩(wěn)定[3]等。

IKCa通道（又稱KCa3.1，IK，SK4）是鈣離子和電壓雙向門控的鉀通道，由KCNN4基因編碼，其結(jié)構(gòu)由4個α亞基組成，每個亞基由6個跨膜片段（S1~S6）組成。IKCa通道廣泛表達(dá)于機(jī)體多種細(xì)胞，主要的病理生理學(xué)功能是參與組織纖維化、血管舒縮、炎性增生和鈣化、免疫應(yīng)答、惡性腫瘤的發(fā)生等[4]。KCa通道在細(xì)胞遷移中的研究以IKCa通道為主，本文針對IKCa通道在細(xì)胞遷移中的作用及其研究進(jìn)展做一綜述。

1 IKCa通道與小膠質(zhì)細(xì)胞遷移

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的固有免疫效應(yīng)細(xì)胞?，F(xiàn)有研究證實(shí)，IKCa通道表達(dá)于大鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞，有助于脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化和神經(jīng)毒性[5,6]。

小膠質(zhì)細(xì)胞的活化需要鈣信號傳導(dǎo)。UTP可通過激活P2Y受體促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞遷移活動，阻斷IKCa通道或鈣釋放激活鈣（Ca2+release-activated Ca2+channels，CRAC）通道則抑制遷移。Roger[7]等證實(shí)P2Y2受體對IKCa和CRAC通道具有選擇性激活作用，可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞的Ca2+信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和遷移。

2 IKCa通道與腫瘤細(xì)胞遷移

IKCa通道參與腫瘤的組織入侵和癌細(xì)胞的DNA損傷反應(yīng)，近年來已被證明對腫瘤放療耐藥起重要作用。

2.1 IKCa通道與卵巢癌細(xì)胞遷移

ATP促進(jìn)的卵巢癌SKOV-3細(xì)胞遷移，可通過轉(zhuǎn)染相應(yīng)核糖核酸內(nèi)切酶制備的siRNA（Endoribonuclease-prepared siRNA，esiRNA）敲低P2Y2受體或IKCa通道而受到抑制[8]。

2.2 IKCa通道與膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞遷移

膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中存在IKCa通道表達(dá)，用IKCa特異性siRNA和阻滯劑處理細(xì)胞，其遷移和侵襲活動受到明顯抑制[9-11]。此外，IKCa通道也參與趨化因子（CXC chemokine ligand 12，CXCL12）誘導(dǎo)的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞遷移[12]。阻斷GL261膠質(zhì)瘤細(xì)胞的IKCa通道，可輔助替莫唑胺（Temozolomide，TMZ）發(fā)揮其抗腫瘤作用[13]。

2.3 IKCa通道與肝癌細(xì)胞遷移

IKCa通道在人肝癌細(xì)胞株HepG2中有表達(dá)[14]，且低分化肝癌組織中表達(dá)明顯升高。用IKCa通道特異性siRNA和阻滯劑處理，可抑制HepG2細(xì)胞的遷移和增殖。此外，IKCa通道可通過誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT），從而促進(jìn)肝細(xì)胞癌細(xì)胞遷移和侵襲[15]。

2.4 IKCa通道與子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞遷移

子宮內(nèi)膜癌是女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，高表達(dá)IKCa通道的癌組織中的子宮內(nèi)膜細(xì)胞的增殖率明顯上升[16]。研究者用IKCa通道特異性阻斷劑TRAM-34處理子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞系HEC-1-A和Ishikawa，發(fā)現(xiàn)兩種細(xì)胞的遷移和侵襲能力降低[17]。

2.5 IKCa通道與乳腺癌細(xì)胞遷移

三陰乳腺癌（Triple-negative breast cancer，TNBC）組織中IKCa通道蛋白表達(dá)增加，且TNBC細(xì)胞系中有功能性IKCa通道存在。用IKCa通道特異性siRNA和阻滯劑處理細(xì)胞，顯著抑制細(xì)胞增殖和遷移[18]。

3 IKCa通道與平滑肌細(xì)胞遷移

血管平滑肌細(xì)胞通過遷移和增殖活動參與動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展過程。大鼠頸動脈球囊損傷后，阻斷IKCa通道可抑制頸動脈再狹窄發(fā)生。Tharp[19]等用IKCa通道特異性siRNA和阻滯劑處理豬冠狀動脈平滑肌細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，血小板源性生長因子-BB（Platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB）所誘導(dǎo)的細(xì)胞遷移被明顯抑制。

阻斷人支氣管平滑肌細(xì)胞的IKCa通道，也可抑制PDGF誘導(dǎo)的遷移和增殖[20]。此外，支氣管過敏小鼠的氣道平滑肌細(xì)胞中的IKCa通道m(xù)RNA和蛋白表達(dá)升高。阻斷IKCa通道，可抑制哮喘型人支氣管平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移[21]。

4 IKCa通道與破骨細(xì)胞遷移

破骨細(xì)胞中存在自發(fā)且短暫的IKCa通道電活動，且該電活動與細(xì)胞膜的移動速度直接相關(guān)[22]。作為一種常見鈣和骨代謝調(diào)節(jié)劑，伊班膦酸鈉及其它相關(guān)化合物對破骨細(xì)胞前體細(xì)胞IKCa通道電流的有一定影響，并且以濃度依賴的方式抑制LPS刺激的細(xì)胞遷移活動[23]。

5 IKCa通道與樹突狀細(xì)胞遷移

遷移的樹突狀細(xì)胞通過水通道和離子通道進(jìn)行高度動態(tài)的物質(zhì)交換，以完成體積的頻繁變化。Shao[24]等發(fā)現(xiàn)，在低Cl-培養(yǎng)基中阻斷IKCa通道，可干擾CCL19/CCL21誘導(dǎo)Ca2+內(nèi)流，抑制樹突狀細(xì)胞遷移。抑制IKCa通道可導(dǎo)致肺樹突狀細(xì)胞對CCL19/CCL21的趨化性減弱[25]。此外，IKCa通道也可促進(jìn)人未成熟樹突狀細(xì)胞遷移動[26]。

6 IKCa通道與炎癥細(xì)胞遷移

炎癥反應(yīng)發(fā)生時，炎癥細(xì)胞受到炎癥信號的影響遷移到炎癥部位，發(fā)揮作用。目前，已有報(bào)道證明IKCa通道參與部分炎癥細(xì)胞的遷移活動。

6.1 IKCa通道與中性粒細(xì)胞遷移

有研究表明，IKCa通道在人外周血中性粒細(xì)胞和小鼠骨髓中性粒細(xì)胞中均有表達(dá)。阻斷IKCa通道，中性粒細(xì)胞體積調(diào)節(jié)、趨化和化學(xué)動力學(xué)性質(zhì)明顯下降[27]。在急性肺損傷小鼠模型中，也可觀察到IKCa通道敲除小鼠的炎癥部位招募中性粒細(xì)胞的效率明顯降低。

6.2 IKCa通道與單核細(xì)胞遷移

Schilling等[28]發(fā)現(xiàn)Kca通道參與MCP-1（Monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）或LPC（Lysophosphatidylcholine，LPC）刺激的單核細(xì)胞遷移。此外，IKCa通道也介導(dǎo)棕櫚酸誘導(dǎo)的單核細(xì)胞跨內(nèi)皮遷移[29]。

6.3 IKCa通道與T淋巴細(xì)胞遷移

T淋巴細(xì)胞在遷移過程中，在細(xì)胞前形成前緣，細(xì)胞后形成尾足。研究顯示，IKCa通道和瞬時受體電位M7型（Transient receptor potential melastatin 7，TRPM7）通道在尾足的定位與胞內(nèi)Ca2+水平的振蕩有關(guān)，阻斷IKCa通道和TRPM7通道，T細(xì)胞的遷移受抑制[30]。

7 IKCa通道與星形膠質(zhì)細(xì)胞遷移

星形膠質(zhì)細(xì)胞是腦內(nèi)起支持和分隔神經(jīng)細(xì)胞的作用的一類細(xì)胞[31]。研究顯示，劃痕實(shí)驗(yàn)可誘導(dǎo)反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞IKCa通道表達(dá)上調(diào)，阻斷IKCa通道，可抑制劃痕引起的星形膠質(zhì)細(xì)胞增殖和遷移[32]。

8 IKCa通道與血管生成

有研究證實(shí)，IKCa通道對某些因素的響應(yīng)參與血管生成，如血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）和堿性成纖維細(xì)胞生長因子（Basic fibroblast growth factor，bFGF）[33]。

Yang等[34]研究發(fā)現(xiàn)，IKCa通道參與EGF刺激人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，遷移和小管形成過程。在小鼠堿燒傷角膜模型中，TRAM-34可抑制EGF誘導(dǎo)的角膜血管生成。

9 IKCa通道與纖維細(xì)胞遷移

纖維細(xì)胞多存在于外周血及結(jié)締組織中。Albrecht等[35]首先發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞的遷移活動需要鉀通道參與。Glenn等[36]從健康受試者和哮喘患者的外周血中分離培養(yǎng)纖維細(xì)胞，均檢測到IKCa通道的表達(dá)，且IKCa通道特異性阻滯劑可顯著抑制纖維細(xì)胞的遷移。

10 總結(jié)與展望

細(xì)胞遷移對多種生理或病理過程有重要的意義，如本文所述，研究IKCa鉀通道對細(xì)胞遷移的調(diào)控作用具有重要理論價(jià)值和臨床意義。但目前關(guān)于IKCa通道在細(xì)胞遷移中的作用研究尚有不足，例如，IKCa通道參與細(xì)胞遷移的細(xì)胞種類研究相對局限；IKCa通道影響細(xì)胞內(nèi)Ca2+具體機(jī)制少有深入研究；參與IKCa通道影響細(xì)胞遷移的胞內(nèi)信號通路相關(guān)研究較少等。血管壁干/祖細(xì)胞的遷移、增殖、分化活動在血管重塑中起著重要作用，盡管KCa通道在部分細(xì)胞遷移方面已有研究報(bào)道，但其在血管壁SCA1+細(xì)胞相關(guān)方面缺如。目前，本課題組的研究已經(jīng)證實(shí)血管壁SCA1+細(xì)胞上有IKCa通道和SKCa通道表達(dá)。探明KCa通道在血管壁SCA1+細(xì)胞活動中的作用，對血管重塑調(diào)控機(jī)制的闡釋、疾病治療和藥物篩選有著重要意義。