乳腺癌發(fā)病電壓門控鈉離子通道作用機制研究進展

易永華 馬秀芬

摘要：研究發(fā)現(xiàn)，電壓門控鈉離子通道在多種實體腫瘤中高表達，并且其表達水平和活性與腫瘤的侵襲、轉(zhuǎn)移能力密切相關(guān)。乳腺癌作為全球女性最常見的癌癥之一，通常因發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移而無法治愈，致使每年大于50萬的女性死亡。對乳腺癌細胞中的電壓門控鈉離子通道進行深入研究有助于揭示乳腺癌的發(fā)展及轉(zhuǎn)移機制，同時可能為臨床治療乳腺癌提供新的分子靶點。結(jié)合國內(nèi)外最新研究，介紹了電壓門控鈉離子通道的結(jié)構(gòu)、目前在乳腺癌中發(fā)現(xiàn)的類型、在乳腺癌轉(zhuǎn)移中的作用及其調(diào)控機制，以及目前關(guān)于離子通道阻滯劑靶向治療的研究情況，有望為乳腺癌的治療提供新的突破口。

關(guān)鍵詞：乳腺癌;電壓門控鈉離子通道;轉(zhuǎn)移

中圖分類號：R730.2 文獻標志碼：A

乳腺癌的發(fā)病率逐年上升，并且轉(zhuǎn)移后的乳腺癌很少能治愈，這對女性生命健康造成重大威脅。已有研究證明電壓門控鈉離子通道與乳腺癌的侵襲性息息相關(guān)。電壓門控鈉離子通道（vGSCs）的a亞基：Na，1.5、Na，1.6、Na，1.7，基因分別為：SCN5A、SCN8A、SCN9A，B亞基：β1、β2、β4，基因分別為：SCNlB、SCN2B、SCN4B，在乳腺癌細胞中均有表達。

1電壓門控型鈉通道結(jié)構(gòu)域

電壓門控鈉離子通道（VGSCs）是一種膜蛋白，包含一個造孔a亞基和一個或多個監(jiān)管β亞基，a亞基可分Na，1.1-NaA.9九種，β亞基分β1一β4四類。a亞基分子質(zhì)量約260ku，由4個同源跨膜結(jié)構(gòu)域（I一Ⅳ）構(gòu)成，而每個結(jié)構(gòu)域含有6次跨膜螺旋（s1-s6），S4為電壓感受器，S5和S6之間的短肽參與構(gòu)成孔道，起到閘門的作用，參與介導(dǎo)去極化過程。a亞基的功能主要是調(diào)控Na+的流入，B亞基是輔助亞基，不參與Na-的調(diào)控，因其結(jié)構(gòu)中帶有Ig環(huán)，對癌細胞轉(zhuǎn)移行為的主要作用是通過調(diào)節(jié)通道功能和細胞粘附分子來實現(xiàn)的。

2VGSCs乳腺癌細胞增生

2.1VGSCs表達

VGSCs在神經(jīng)元、骨骼和心肌等可興奮細胞中參與動作電位的生成，在成纖維細胞、免疫細胞、膠質(zhì)細胞和一些實體腫瘤等非興奮細胞中調(diào)節(jié)細胞的增殖和遷移。在高轉(zhuǎn)移MDA-MB-231乳腺癌細胞和高轉(zhuǎn)移的乳腺癌組織中，NaA.5剪接變異體早已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，主要維持Src激酶活性、使肌動蛋白聚合和紡錘形細長形態(tài)細胞的捕獲，這意味著癌細胞可以重新表達個體遺傳程序，非癌癥或低轉(zhuǎn)移的癌癥活檢中沒有發(fā)現(xiàn)。細胞形態(tài)的變化與侵襲性能力的增加有關(guān)，使癌細胞能夠穿透周圍組織并通過玻璃體腔進入淋巴或血液循環(huán)。這些步驟是多階段上皮一間充質(zhì)轉(zhuǎn)化（cmT）的一部分，它促進癌細胞從原發(fā)腫瘤擴散。研究也已經(jīng)證實乳腺癌標本中高含量的Na，1.5編碼的mRNA與增加淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤復(fù)發(fā)風(fēng)險和降低生存率相關(guān)。Fr6d6ric Gradek等發(fā)現(xiàn)，在高侵襲性的人類MDA-MB-231乳腺癌細胞中，降低Navl.5的表達可以逆轉(zhuǎn)間充質(zhì)表型，降低癌細胞的侵襲性以及cmT促進轉(zhuǎn)錄因子SNAll的表達。

在正常和癌性乳腺組織中進行初始免疫組化分析表明，SCN4B/B4蛋白在正常乳腺腺泡的上皮細胞中特異性表達，但在癌細胞中顯著下調(diào)。SCN4B/b4蛋白在大多數(shù)II級和III級原發(fā)腫瘤以及LNM中表達微弱或完全缺失。乳腺癌活檢中B4蛋白水平的降低與高級別原發(fā)和轉(zhuǎn)移性腫瘤相關(guān)。SCN4B過表達降低了癌細胞的侵襲性和腫瘤的進展，表明SCN4B/b4是一種轉(zhuǎn)移抑制基因。Bon cmeline等還發(fā)現(xiàn)SCNlB基因在乳腺癌中較正常乳腺組織表達下調(diào)。SCNlB/bl的下調(diào)降低了MDA-MB-231的體外侵襲性。B1過度也會增加血管內(nèi)皮生長因子（vEGF）分泌和血管生成，并減少細胞凋亡。因此，在基因分子層面上調(diào)B亞基的表達，是否可以減弱乳腺癌轉(zhuǎn)移的能力，還需進一步的研究證實。

2.2VGSCs在乳腺癌發(fā)病中作用機制

VGSCs被定位在細胞質(zhì)中，特別是在核周區(qū)，以及高轉(zhuǎn)移癌細胞的板層。它們與NHEl形成復(fù)合物，并通過未知的機制激活NHEl。NHEl介導(dǎo)的質(zhì)子導(dǎo)致細胞內(nèi)堿化和細胞外膜周酸化，進而通過增加半胱氨酸組織蛋白酶的活性和這些酸性蛋白酶對細胞外基質(zhì)的消化來促進入侵。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌中，新生兒Navdvl.5活性以正反饋環(huán)的方式上調(diào)自身的mRNA和蛋白表達。Na，1.5在三陰性（缺乏雌激素受體、孕激素受體和HER2）MDA-MB-231細胞中攜帶快速向內(nèi)的Na+電流。這種Na+電流的藥理或遺傳消融抑制了與轉(zhuǎn)移級聯(lián)相關(guān)的體外細胞行為，包括遷移、趨電和侵裂。因此Nayl.5是控制侵襲性的基因網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵調(diào)控因子。在乳腺癌細胞中，基質(zhì)金屬蛋白酶等Na，1.5下游靶點的上調(diào)均依賴于Na，1.5的傳導(dǎo)功能。雖然在MDA-MB-231細胞中，Na，1.5是主要的VGSCs，占到Na+電流的80%，但其他亞型如Na，1.7可能也有少量貢獻。

VGSCs還被報道干擾Ca2+信號。去極化時鈉離子流入可以激活細胞膜上電壓門控Ca2+通道。局部Na+超載可能會逆轉(zhuǎn)質(zhì)膜Na+/Ca2+交換器的工作模式，導(dǎo)致Na～超載介導(dǎo)的ca2+攝取。此外，細胞內(nèi)Na+儲存囊泡中VGSCs的激活將Na+釋放到細胞質(zhì)中，隨后Na+通過Na+Tca2+交換進入線粒體，緩沖了細胞質(zhì)中的Na+，從而導(dǎo)致Ca2+從線粒體中釋放出來。在這種情況下，存儲的Ca2通過STIMI/ORAll流入，在乳腺癌細胞中對細胞表面相關(guān)烯醇酶一1（ENO-1）的外化起關(guān)鍵作用，從而增強纖溶酶的形成，促進細胞外蛋白溶解。

3VGSCs的調(diào)節(jié)

VGSCs在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮的作用受多種因素的影響，很多機制目前不清楚。研究發(fā)現(xiàn)鈉內(nèi)流很重要，因為它使膜去極化，這樣可以使鈉鈣交換器NCX啟動，這將增加細胞內(nèi)鈣離子的濃度，并增強細胞的遷移/侵襲。能量彌散型x射線顯微分析記錄到，與非癌細胞相比，腫瘤細胞中Na+的濃度更高。在一項旨在證明神經(jīng)元電活動和大鼠大腦神經(jīng)元膜VGSC密度之間是否存在調(diào)節(jié)反饋的實驗中，鈉的重要性得到了證明。當(dāng)VGSC處于激活狀態(tài)時，用TTX抑制通道則其下降趨勢消失。因為在TTX抑制的條件下，細胞內(nèi)鈉離子的增加恢復(fù)了對VGSC的下調(diào)。在乳腺癌細胞中，雌激素增加Na+電流，提示類固醇激素也可能調(diào)節(jié)VGSC的表達/活性。VGSC在癌細胞中表達的進一步微調(diào)是通過正反饋的自動調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。在轉(zhuǎn)移性乳腺癌細胞中，Na+電流激活PKA，進而分別促進Na，1.5和Na，1.7的功能表達。在具有高度侵襲性的MDA-MB-231人乳腺癌細胞中被證實，Nayl.5的活性導(dǎo)致了Na+在基底膜電位（“窗口”電流）的持續(xù)進入，它在其中促進細胞外基質(zhì)降解和癌細胞侵襲。

對MDA-MB-231的研究還表明，Nayl.5對添加于培養(yǎng)基中的n-3長鏈多不飽和二十二碳六烯酸（DHA）敏感。DHA降低了MDA-MB-231細胞的鈉電流和遷移，降低了Nayl.5的mRNA和蛋白水平，降低了Navl.5的侵襲性，降低了Navl.5活性與NHE-1活性之間的關(guān)系。Laura Gonzalez-Gonzalez矧研究顯示長期使用EGF（200ng/mL）可通過改變電壓依賴性Na+通道Nayl.5的主要亞單位的表達，加劇MDA-MB 231乳腺癌細胞的遷移能力，Nayl.5通道功能表達增強。這些效應(yīng)可以通過河豚毒素（TTx）、Na，通道阻斷劑以及白藜蘆醇（Rs）防止，這也可能影響N.dv通道活性。

鹽誘導(dǎo)激酶-1（salt-induced kinase 1，SIKl）是AMP活化蛋白激酶（AMPK）家族的絲氨酸/蘇氨酸激酶，SIKl表達的減少促進了Na，1.5依賴性侵襲性和cmT相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子SNAIl的表達，且提示預(yù)后較差。SIKl被認為是控制鈉穩(wěn)態(tài)的重要因素，最近被提出作為腫瘤抑制劑。Sigma-1受體是一種跨膜蛋白，可見于整個細胞質(zhì)和質(zhì)膜處或接近質(zhì)膜處。在MDA-MB-231細胞中發(fā)現(xiàn)Sigma-1受體可以調(diào)節(jié)VGSCs的電流密度，大量的證據(jù)表明Sigma-1受體在許多轉(zhuǎn)移性BCa細胞系中表達，在MDA-MB-231和MDA-MB468細胞中，Sigma-1受體通過與nNavl.5通道的功能相互作用增加細胞對底物的粘附。非抗有絲分裂濃度的紫杉醇（一種抗有絲分裂抑制劑）可以降低乳腺癌細胞的侵襲性，因為它降低了Navl.5的激活特性，并調(diào)節(jié)了鈉離子通道的信號通路。BeiZhang等研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)S50可明顯降低了Navl.5mRNA的表達，但不改變總蛋白的表達。FS50可顯著抑制MDA-MB-231細胞48小時后的遷移和侵襲，但對MCF-7細胞的遷移和侵襲無影響。在FS50對MDA-MB-231細胞增殖無影響的基礎(chǔ)上，似乎FS50作為一種抑制細胞侵襲轉(zhuǎn)移的新型抗癌因子，聯(lián)合小分子抗代謝物、免疫治療、內(nèi)分泌治療、烷基化劑、抗分裂抑制劑等對乳腺癌細胞有細胞毒性作用的治療方法，理論上與FSS0聯(lián)合使用，可產(chǎn)生更高的協(xié)同效應(yīng)和治療效果。

Bon cmeline等研究發(fā)現(xiàn)，在癌細胞中通過減少B4的表達增加RhoA的活性，從而增強細胞遷移和侵襲性。相反，敲除不同干擾RNA序列的SCN4B基因的表達，可以導(dǎo)致攻擊性增強。而且抑制乳腺癌細胞侵襲性需要的是SCN4B/b4蛋白的胞內(nèi)c端，而不是細胞外的類Igb結(jié)構(gòu)域。為了評估在SCN4B表達缺失所介導(dǎo)的侵襲性增加中可能獨立于Nayl.5，Bon cmeline等等在shSCN4B細胞中沉默了SCN5A的表達，數(shù)據(jù)清楚地表明，SCN4B基因抑制細胞的侵襲性增強并不是Navl.5或任何其他Nay上調(diào)的結(jié)果。

4VGSCs與靶向治療前景

Martin Fabiola等對檢測VGSCs抑制藥物在癌癥中的作用的臨床和臨床前研究進行了系統(tǒng)的回顧，22項臨床前研究共同表明，幾種VGSCs抑制藥物可抑制癌癥的增殖、血管生成、遷移和侵襲。Michaela Nelson等研究發(fā)現(xiàn)，在MDA-MB-231體外細胞中檢測到的Na，1.5表達在原位異種移植的細胞中被保留。使用苯妥英治療，劑量與用于治療癲癇的劑量相同（60mg/kg），可顯著降低細胞增殖、腫瘤生長、對周圍乳腺組織的侵襲和轉(zhuǎn)移，減慢了腫瘤的生長速度。在三陰性BCa小鼠體內(nèi)研究苯妥英鈉對腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的影響，結(jié)果與體外研究一致。最后，研究表明苯妥英可顯著減少肝、肺和脾的轉(zhuǎn)移?？剐慕g痛藥物雷諾拉嗪作為N.dvl.5抑制劑，在原位乳腺癌和尾靜脈癌細胞注射小鼠模型中，也能降低乳腺癌的轉(zhuǎn)移。而且Miehaela Nel-son等研究結(jié)果顯示苯妥英通過減少增殖癌細胞的數(shù)量來抑制原發(fā)性腫瘤的生長，而不是通過抑制血管生成或促進細胞凋亡。此外，有幾篇報道稱B腎上腺素能受體阻滯劑也具有鈉通道阻斷活性，具有抗轉(zhuǎn)移潛能，甚至能提高癌癥患者的生存率。雷諾拉嗪是一種治療心絞痛、心律失常的藥物，而利魯唑是一種用于治療肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥的藥物，已知它可以阻斷Na+通道。FDA批準的ALS藥物利魯唑，它可以抑制轉(zhuǎn)化性谷氨酸受體和VGSCs，降低腫瘤生長。通過重新利用抗癲癇或抗心律失常藥物，可以從藥理上靶向阻斷VGSCs，從而達到抑癌治療、預(yù)防轉(zhuǎn)移及抑癌治療的目的。一項基于英國QResearch數(shù)據(jù)庫初級保健數(shù)據(jù)的隊列研究分析了2230名使用VGSC抑制劑的乳腺癌患者與41342名未接受VGSC靶向藥物治療的對照組患者的總生存期。藥物暴露與乳腺癌患者總體生存的降低相關(guān)（HR為1.64（95%CI 1.51-1.77，P<0.001））。這項研究的解釋在很大程度上是有限的，因為關(guān)于潛在重要的混雜因素，如癌癥分期、共病和死亡原因等信息是不可獲得的。因此，靶向阻斷VGSCs可作為一種潛在的新型抗癌治療手段，需要進一步的研究。

上述研究結(jié)果提示，VGSCs有作為新的分子靶點的潛力，具有重要的臨床應(yīng)用價值，將來可為乳腺癌治療提供新的突破。雖然目前的研究者試圖闡明電壓門控鈉離子通道在乳腺癌增殖及凋亡等過程中的具體作用，但目前具體機制仍不十分清楚，阻斷鈉離子通道后是否對正常細胞產(chǎn)生不良影響，以及鈉離子阻滯劑在人體是否可以運用等一系列問題還需進一步探討。