縫隙連接蛋白43 在泌尿系統(tǒng)疾病研究進(jìn)展

何 劍 申茂磊 李 欣 林 棋 鄭巧燕

連接蛋白（Connexin，Cx）是縫隙連接（Gap junction，GJ）的基本組成單元，連接蛋白43（Connexin-43，Cx43）是表達(dá)最普遍和研究最多的。分子較小的一些物質(zhì)能夠在縫隙連接中自由地流動，這樣就構(gòu)成了間隙連接的細(xì)胞間通訊功能（Gap junction intercellular communic-ation，GJIC），細(xì)胞間通訊在細(xì)胞發(fā)育，組織修復(fù)和傳播免疫反應(yīng)中起著至關(guān)重要的作用，可以通過細(xì)胞-細(xì)胞接觸直接實(shí)現(xiàn)，也可以通過釋放信號因子間接實(shí)現(xiàn)，從而可以更好地提高細(xì)胞間的信息傳遞效率[1-2]。Cx43 作為小鼠、大鼠、豚鼠、犬和人中一種非常重要的縫隙連接，機(jī)體多種疾病都與其有緊密關(guān)系[3]。本文就Cx43 在泌尿系統(tǒng)各種疾病中的作用機(jī)制作一綜述。

1 Cx43 與泌尿系腫瘤

Cx43 的異常與泌尿系腫瘤疾病發(fā)展過程關(guān)系密切。Jonathan 等[4]發(fā)現(xiàn)前列腺癌患組織和細(xì)胞中Cx43數(shù)量明顯減少，且GJIC 功能降低。Xu 等[5]通過觀察前列腺癌，結(jié)果同樣顯示Cx43 在前列腺癌組織當(dāng)中的含量明顯降低。Corteggio 等[6]通過生物化學(xué)和免疫組織化學(xué)方法檢測正常、發(fā)育不良和腫瘤牛膀胱上皮中Cx43 的表達(dá)，顯示腫瘤組膀胱上皮Cx43 表達(dá)顯著降低。有研究者通過研究發(fā)現(xiàn)Cx43 及其構(gòu)成的GJIC 對膀胱腫瘤的發(fā)病有重要的影響[7]。曾經(jīng)的研究表明一些惡性腫瘤或者變化的細(xì)胞大多會有Cx 數(shù)量或功能的改變，Cx 表達(dá)及GJIC 功能逆轉(zhuǎn)對腫瘤的無限增值起到了很好的控制作用[8]。此外，細(xì)胞在轉(zhuǎn)化為惡性后GJIC 功能也隨之下降，這便讓無限增值惡性細(xì)胞的生長得不到有效控制，故而能使其順利逃避機(jī)體的有效免疫監(jiān)視轉(zhuǎn)移到其他地方，而且惡性細(xì)胞轉(zhuǎn)移到其他部位能力的大小與GJIC 呈現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)性[9]。泌尿系腫瘤的發(fā)生機(jī)制尚不是非常明確，但腫瘤組織Cx43 減少以及GJIC 功能缺陷造成的細(xì)胞生長抑制作用減弱和逃避免疫監(jiān)視能力增強(qiáng)，細(xì)胞無限增值，可能是泌尿系腫瘤的一個重要且關(guān)鍵的發(fā)病機(jī)制。

2 Cx43 與不穩(wěn)定膀胱

不穩(wěn)定膀胱（Unstable bladder，USB）又稱逼尿肌不穩(wěn)定，是指儲尿期膀胱的壓力增大，膀胱逼尿肌不受神經(jīng)等控制自發(fā)出現(xiàn)的收縮現(xiàn)象，其重要的的臨床表現(xiàn)特征是尿頻、尿失禁等，甚至?xí)霈F(xiàn)腎積水、腎功能嚴(yán)重下降，這將會對患者的日常生活質(zhì)量造成非常嚴(yán)重影響[10]。張西玲和劉春來[11]發(fā)現(xiàn)膀胱逼尿肌細(xì)胞中Cx43 表達(dá)上調(diào)導(dǎo)致細(xì)胞間興奮傳遞增加，從而導(dǎo)致不穩(wěn)定膀胱的發(fā)生。近年研究顯示，Cx43在膀胱收縮活動中有重要的作用[12]。因此推測Cx43可能在USB 的發(fā)生、發(fā)展過程中有重要的作用，有研究者通過相關(guān)方法分別檢測不同條件下逼尿肌細(xì)胞中Cx43 的表達(dá)水平，顯示不穩(wěn)定性膀胱Cx43 數(shù)量較對照組明顯增多[13]。遲強(qiáng)[14]用RT-PCR 技術(shù)也證實(shí)逼尿肌不穩(wěn)定組Cx43 表達(dá)顯著高于對照組。Noguchi 等[15]在膀胱過度活躍的動物模型中同樣發(fā)現(xiàn)Cx43 水平明顯升高，而正常組中Cx43 表達(dá)量未見明顯變化。Christ 等[16]通過Northern 印跡或Western bolt 方法幾乎檢測不到大鼠正常膀胱的逼尿肌層中得Cx43 蛋白的表達(dá)，而USB 組中Cx43 的表達(dá)水平明顯較對照組高。綜上所述，Cx43 量的顯著提高，會使膀胱信息傳導(dǎo)增多，細(xì)胞間物質(zhì)能量交換增加，加速膀胱收縮頻率，這很可能就是USB 發(fā)生的一個非常重要原因。

3 Cx43 與腎盂輸尿管連接部梗阻

腎盂輸尿管連接部梗阻性疾病是泌尿外科常見病之一，又人為的將其分為兩類，即動力性梗阻性疾病以及機(jī)械性梗阻性疾病，這兩種疾病當(dāng)中又以機(jī)械性梗阻最為常見，腎盂輸尿管梗阻段膠原纖維過多、肌層排列紊亂、蠕動反常等是其主要的病理學(xué)改變[17]。但其確切發(fā)病機(jī)制仍不明了。以往有學(xué)者在電鏡下觀察到肌細(xì)胞之間普遍有我們所謂的“中間連接”存在，所以人們廣泛以為肌細(xì)胞之間正是經(jīng)過這個中間連接才引起平滑肌的電流活動[18]。這個中間連接就是以縫隙Cx 為基本結(jié)構(gòu)單位的GJ，而在人體中大多是Cx43[19]。有研究表明，Cx43 表達(dá)的多少能對細(xì)胞間能量交換產(chǎn)生重要影響，從而介導(dǎo)疾病發(fā)生[20]。研究表明，Cx43 在腎盂輸尿管連接部梗阻性疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起到較大作用。李浩等[21]通過HE 染色、免疫組織化學(xué)等方法觀察到輸尿管肌層Cx43 蛋白分布明顯減少；腎盂輸尿管梗阻患者輸尿管平滑肌排列不整齊、胞漿的嗜酸性減弱以及肌層增厚，細(xì)胞的間質(zhì)纖維組織又呈現(xiàn)明顯增生，在黏膜層可見到浸潤的一些炎性細(xì)胞。劉紹華[22]同樣用HE染色等方法證實(shí)腎盂輸尿管梗阻患者Cx43 表達(dá)量明顯減少，黏膜層出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，纖維組織明顯增多、肌層厚度顯著較正常組增加等，輸尿管管腔嚴(yán)重狹窄。Mut 等[23]通過免疫組化方法檢測同樣發(fā)現(xiàn)腎盂輸尿管連接部梗阻部Cx43 表達(dá)減少。上述研究表明可能由于Cx43 減少，一方面抑制輸尿管平滑肌細(xì)胞增值作用減弱，使肌層增厚，另一方面阻止了平滑肌細(xì)胞之間的聯(lián)系，腎盂輸尿管連接部出現(xiàn)相應(yīng)的狹窄阻礙其蠕動，從而導(dǎo)致腎盂輸尿管連接部發(fā)生梗阻。

4 Cx43 與陰莖勃起功能障礙

陰莖勃起功能障礙（erectile dysfunction，ED）對患者自尊心造成嚴(yán)重影響[24]，在陰莖海綿體平滑肌的舒縮過程即勃起功能機(jī)制的角度來解析，由縫Cx 通過代謝耦聯(lián)與電耦聯(lián)在陰莖海綿體平滑肌細(xì)胞間聯(lián)結(jié)形成一個擁有功能性的網(wǎng)絡(luò)整體部分[25]。而在這個網(wǎng)絡(luò)整體部分中Cx43 作為重要的組成部分存在，并且具有調(diào)控陰莖的勃起與舒張功能的作用[26]。國外學(xué)者通過相應(yīng)的實(shí)驗方法提示Cx43 在ED 患者的陰莖海綿體中的含量與年齡有關(guān)，其表達(dá)量與年紀(jì)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性[27]。有學(xué)者通過Western bolt 法測定糖尿病勃起功能障礙大鼠中Cx43 的蛋白表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)病例組中Cx43 蛋白的表達(dá)量明顯較少[26]。蘇宏偉等[28]運(yùn)用免疫組織化學(xué)方法觀察糖尿病勃起功能障礙模型大鼠的陰莖海綿體組織中Cx43 蛋白的表達(dá)情況，結(jié)果提示實(shí)驗組Cx43 的表達(dá)量明顯較對照組降低，揭示Cx43 數(shù)量的減少可能與糖尿病性陰莖勃起功能障礙有一定的關(guān)系。王海鵬和姜華茂[29]同樣證實(shí)糖尿病陰莖勃起功能障礙模型大鼠的Cx43 數(shù)量減少。上述研究表明Cx43 表達(dá)減少導(dǎo)致陰莖海綿體平滑肌細(xì)胞之間電耦聯(lián)與代謝耦聯(lián)異常，海綿體舒縮活動障礙，可能是妨礙陰莖勃起功能的一個重要緣由。

5 Cx43 與睪丸腫瘤

睪丸腫瘤尤其是生殖細(xì)胞腫瘤在臨床上最為常見，其可占到睪丸腫瘤的98%以上，在中青年男性群體中的發(fā)病率最高[30]，生殖細(xì)胞腫瘤的發(fā)生發(fā)展會受到各種因素的影響，包括遺傳以及自身所處的環(huán)境等，而對于生殖細(xì)胞腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，目前研究尚不明確。有研究者經(jīng)過相關(guān)基因敲除實(shí)驗證明，Cx43表達(dá)可以影響生殖細(xì)胞的增殖和發(fā)育[31]。Cx43 主要由精原細(xì)胞、精母細(xì)胞等合成，研究顯示，睪丸腫瘤通常伴有Cx43 表達(dá)的下降以及縫隙連接通訊功能的降低[30]，這將會導(dǎo)致相關(guān)的腫瘤特異性抗原的呈遞功能出現(xiàn)嚴(yán)重障礙，免疫細(xì)胞因為無法被激活而陷入沉默狀態(tài)，由于縫隙連接間信號傳導(dǎo)功能障礙，正常機(jī)體發(fā)出的各種調(diào)節(jié)信號也無法作用于惡性腫瘤細(xì)胞，這樣就增加了腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)移能力[32]。Cx43 的減少對生殖細(xì)胞腫瘤的發(fā)生是個不利因素，因此Cx43 及其GJIC 就成為疾病治療的靶點(diǎn)。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，提高動物模型睪丸中Cx43 的表達(dá)量可以明顯增加化療藥物的毒性作用[33]。生殖細(xì)胞瘤的發(fā)病機(jī)制是一個及其復(fù)雜且繁瑣的過程，Cx43 雖然參與其發(fā)病過程，但是和其他因素共同影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展，連接通訊功能的下降有很大可能是一個非常關(guān)鍵要素，所以用一些最新技術(shù)或者藥物誘導(dǎo)Cx43 蛋白的上調(diào)，增強(qiáng)GJIC，有可能對生殖細(xì)胞腫瘤具有治療作用。

6 小 結(jié)

Cx43 和泌尿系統(tǒng)多種疾病的發(fā)生有重要的聯(lián)系，也成為國內(nèi)外學(xué)者熱門研究領(lǐng)域。但Cx43 在泌尿系統(tǒng)疾病中的確切機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。利用高科技及基礎(chǔ)研究成果制造出能夠高效影響Cx43 表達(dá)，并且改變GJIC 功能的靶向藥物或者新技術(shù)是未來探尋的一個新領(lǐng)域，也為泌尿系統(tǒng)疾病的個體化精準(zhǔn)治療提供新方法。