口腔醫(yī)學(xué)論文口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)論文口腔腫瘤細(xì)胞離子通道的研究進(jìn)展

1、口腔醫(yī)學(xué)論文口腔醫(yī)學(xué)技術(shù)論文：口腔腫瘤細(xì)胞離子通道的研究進(jìn)展【摘要】口腔腫瘤是一類嚴(yán)重威脅人類健康的疾病,離子通道與口腔腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移均有密切關(guān)系,深入研究它們的相關(guān)性有助于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,推動(dòng)腫瘤的防治。筆者就細(xì)胞離子通道與口腔腫瘤發(fā)生、發(fā)展之間的相關(guān)性研究進(jìn)展進(jìn)行綜述【關(guān)鍵詞】離子通道;口腔腫瘤;鉀離子;鈣離子;氯離子【主題詞】離子通道;口腔腫瘤;鉀離子通道;鈣通道;氯化物通道口腔腫瘤是一類嚴(yán)重威脅人類健康的疾病,但一些口腔腫瘤的病因至今仍不完全明確。1976年clamp)技術(shù),對(duì)離子通道,特別是對(duì)心肌平滑肌細(xì)胞離子通道的研究快速發(fā)展起來(lái),深入研究細(xì)胞膜離子通道

2、的改變?cè)趷盒阅[瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移中的作用越來(lái)越受到人們的重視。近年研究發(fā)現(xiàn):離子通道在非興奮性組織起源的腫瘤中高表達(dá),而在相同起源的正常組織中低表達(dá)或不表達(dá);在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,離子通道的表達(dá)和活性發(fā)生改變,這種異常表達(dá)和活性改變又與腫瘤細(xì)胞增殖和凋亡密切相關(guān)。離子通道與口腔腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、侵襲和轉(zhuǎn)移的關(guān)系也受到重視,現(xiàn)就口腔腫瘤細(xì)胞離子通道的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。1. 鉀離子通道與口腔腫瘤的關(guān)系鉀離子通道除了對(duì)維持可興奮性細(xì)胞的功能起重要作用外,對(duì)非興奮性細(xì)胞的功能也越來(lái)越受到重視,它不僅可以維持細(xì)胞的靜息電位,還能穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境、干預(yù)細(xì)胞的分裂和分化,參與細(xì)胞的凋亡1-2,過(guò)度表達(dá)

3、EAG Kv(ether-a-go-goKv)可以促進(jìn)上皮細(xì)胞的增殖和分化,乳腺癌細(xì)胞中G蛋白偶聯(lián)的內(nèi)向整流型鉀離子通道表達(dá)的增多則可以用來(lái)作為監(jiān)測(cè)有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的指標(biāo)之一3。鉀離子通道激活后,可以降低細(xì)胞內(nèi)的鉀離子濃度,促進(jìn)線粒體釋放細(xì)胞色素c,激活細(xì)胞調(diào)亡蛋白酶,影響細(xì)胞的凋亡過(guò)程,因此調(diào)節(jié)鉀離子外流和內(nèi)流的速率,破壞細(xì)胞內(nèi)鉀離子內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性,可以影響細(xì)胞凋亡的發(fā)生,這就為以鉀離子通道為靶點(diǎn)設(shè)計(jì)抗腫瘤藥物提供了理論依據(jù)。(1)口腔鱗狀細(xì)胞癌與電壓門(mén)控型鉀離子通道Kv3. 4此類鉀離子通道蛋白屬于Kvl9亞家族,一些Kv通道特別是Kvl和Kv2參與前列腺癌、直腸癌、肺癌和乳腺癌的細(xì)胞增殖。

4、電壓依賴的Kv1. 3參與膠質(zhì)瘤的病理形成,Kv1. 5在人神經(jīng)膠質(zhì)瘤中也有表達(dá),其中Kv1. 5的表達(dá)與膠質(zhì)瘤的瘤體惡性程度相關(guān)。在口腔扁平上皮細(xì)胞癌中Kv3. 4的mRNA表達(dá)增加,封閉Kv3. 4通道可抑制口腔扁平細(xì)胞癌的增生。一些學(xué)者在研究口腔鱗狀上皮細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn),癌變的鱗狀上皮細(xì)胞中Kv3. 4的mRNA是增多的4。但由于缺乏特異性的抗體,不能對(duì)其進(jìn)行蛋白定性。隨后用電生理膜片鉗的技術(shù)觀察到Kv3. 4介導(dǎo)的電流,證明在癌變的鱗狀上皮細(xì)胞中的確存在Kv3. 45。Kv3. 4是一種A型電壓門(mén)控型鉀離子通道,其介導(dǎo)的電流具有迅速激活和失活的特性,可以被鉀離子通道的阻斷劑4-氨基吡啶所抑制

5、。電壓門(mén)控型K+通道是電壓門(mén)控型通道的原型,是由4個(gè)相同亞單位構(gòu)成的四聚體通道,其中每個(gè)亞單位都含有6個(gè)跨膜(S1-S6)區(qū)域, S4為電壓敏感部位, S5與S6之間的P區(qū)組成通道口,是藥物作用的主要部位,另外,亞單位的氨基端和羧基端都位于細(xì)胞膜內(nèi)側(cè),而氨基端則與通道的滅活過(guò)程有關(guān)。正常的口腔上皮細(xì)胞Kv3. 4低表達(dá)或不表達(dá),與口腔鱗狀上皮細(xì)胞表達(dá)Kv3. 4的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。(2)口腔角化上皮細(xì)胞與大電導(dǎo)鈣激活鉀離子通道BKCa鈣離子活化的鉀離子通道常指電壓依賴的大電導(dǎo)的鈣離子活化的鉀離子通道(BK),是唯一將細(xì)胞內(nèi)化學(xué)信號(hào)和電信號(hào)偶合的離子通道。近年來(lái)用膜片鉗技術(shù),在口腔角化上皮細(xì)胞中

6、記錄到了受內(nèi)桂酸衍生物影響的BKCa介導(dǎo)的電流6。BKCa是受電壓和鈣離子雙重門(mén)控的鉀離子通道,由slo編碼表達(dá),各種吲哚二萜(如paxilline)對(duì)其都有抑制作用。BKCa的結(jié)構(gòu)略有不同,有兩個(gè)功能獨(dú)特的區(qū)域,即保守的通道核心結(jié)構(gòu)和特別長(zhǎng)的與鈣離子結(jié)合的C端。BKCa可以被去極化激活,但還受到胞內(nèi)鈣離子濃度的調(diào)控7。目前還沒(méi)有在口腔腫瘤細(xì)胞上觀察到BKCa的表達(dá)。2.鈣離子通道和其他陽(yáng)離子通道與口腔腫瘤的關(guān)系鈣離子通道在細(xì)胞周期中發(fā)揮著重要作用,參與細(xì)胞增殖和凋亡。Wang等2000年報(bào)道在結(jié)腸癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)電壓依賴性L型鈣離子通道高表達(dá)。T型鈣離子通道在人星形細(xì)胞瘤、神經(jīng)母細(xì)胞瘤、腎臟腫瘤

7、中高表達(dá),通過(guò)siRNA干擾T型鈣離子通道的亞單位可以抑制腫瘤生長(zhǎng)8。Hoth等9記錄到與鈣庫(kù)調(diào)控性鈣離子通道功能有關(guān)的一種電流鈣釋放激活鈣電流,這種電流對(duì)鈣離子有高度選擇性。后來(lái)發(fā)現(xiàn)該通道是外鈣入胞的重要通路,當(dāng)胞內(nèi)鈣儲(chǔ)存耗盡時(shí),該通道被激活,胞內(nèi)鈣離子濃度得以恢復(fù)和維持;胞內(nèi)鈣離子增加時(shí),釋放激活的鈣受到抑制,胞內(nèi)Ca2+濃度達(dá)到穩(wěn)定調(diào)節(jié),使細(xì)胞增殖順利進(jìn)行。其他陽(yáng)離子通道:電壓依賴性鈉離子通道(voltage-gate sodium channe,l VGSC)可改變細(xì)胞內(nèi)鈉離子濃度,改變電壓梯度,造成暫時(shí)性去極化狀態(tài),與腫瘤細(xì)胞的惡性度和轉(zhuǎn)移性相關(guān)。該通道在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞瘤表達(dá)密度比正常

8、的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞大35倍。用鈉離子通道阻滯劑河豚毒素可以減弱T細(xì)胞的侵襲力。在大鼠前列腺癌細(xì)胞中電壓依賴性鈉離子通道決定著癌細(xì)胞的侵襲性,體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也表明該通道可以增加癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移,人體活組織檢查發(fā)現(xiàn)該通道可能作為人前列腺癌診斷的新標(biāo)志10。另外,在人乳腺癌11、人子宮頸癌12中相繼發(fā)現(xiàn)電壓依賴性鈉離子通道的相同特點(diǎn)。其可能機(jī)制是通過(guò)改變細(xì)胞骨架,調(diào)節(jié)其他離子通道和基因轉(zhuǎn)錄及酶的活性來(lái)發(fā)揮作用。非選擇性陽(yáng)離子通道也與細(xì)胞增殖和癌的發(fā)生有關(guān),如W issenbach等13報(bào)道由陽(yáng)離子通道形成的暫時(shí)受體電位與前列腺癌細(xì)胞增殖相關(guān)。目前口腔腫瘤與鈣離子通道的相關(guān)性研究罕有報(bào)道。3.氯離子通道與口腔腫瘤的關(guān)

9、系在氯離子通道與腫瘤關(guān)系研究中,對(duì)容量調(diào)節(jié)性氯離子通道的研究比較深入。該通道參與細(xì)胞分化過(guò)程,在乳腺癌及子宮頸腫瘤細(xì)胞得到證實(shí)14-15。在宮頸癌細(xì)胞系、宮頸癌組織原代培養(yǎng)細(xì)胞、宮頸癌浸潤(rùn)的腫瘤細(xì)胞都有該通道的高表達(dá)15,而在正常子宮頸細(xì)胞該電流表達(dá)不增加,表明容量調(diào)節(jié)性氯離子通道參與了腫瘤惡變過(guò)程。目前口腔腫瘤與氯離子通道的相關(guān)性研究罕有報(bào)道。4.酸敏感離子通道與口腔腫瘤的關(guān)系酸敏感離子通道( acid-sensing ion channels,ASICs)是胞外組織酸化最敏感的受體,Yang等16采用計(jì)算生物學(xué)的方法在原子水平模擬了ASIC1的動(dòng)力學(xué)行為,發(fā)現(xiàn)ASIC1結(jié)構(gòu)域、子結(jié)構(gòu)域之間

10、存在的一組協(xié)同運(yùn)動(dòng)與通道門(mén)控功能密切相關(guān):ASIC1的胞外結(jié)構(gòu)域的內(nèi)在旋轉(zhuǎn)以及由質(zhì)子結(jié)合所引起的“手指”和“拇指”子結(jié)構(gòu)域間的協(xié)同運(yùn)動(dòng)會(huì)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)由胞外區(qū)傳遞至跨膜區(qū)(通道孔區(qū))的變構(gòu),從而導(dǎo)致通道產(chǎn)生“扭曲打開(kāi)(twist-to-open)”的運(yùn)動(dòng)。葉金海等17采用免疫印跡和免疫組織化學(xué)方法檢測(cè)到酸敏感離子通道在唾液腺腺樣囊性癌中的表達(dá),而在正常組織中未見(jiàn)ASIC2a的表達(dá)。5.口腔腫瘤細(xì)胞離子通道研究展望口腔腫瘤是一類嚴(yán)重威脅人類健康的疾病,而對(duì)于口腔腫瘤離子通道的研究還不是很深入,如氯離子通道、鈣離子通道及其它陽(yáng)離子通道與口腔腫瘤的相關(guān)性研究少有報(bào)道,僅鉀離子通道研究稍多。將膜片鉗技術(shù)和膜

11、通道蛋白重組技術(shù)、同位素示蹤技術(shù)和光譜技術(shù)等結(jié)合起來(lái),協(xié)同對(duì)口腔腫瘤的離子通道進(jìn)行全面研究,探討基因、細(xì)胞膜離子通道調(diào)節(jié)劑與腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移之間的內(nèi)在聯(lián)系,對(duì)進(jìn)一步闡明口腔腫瘤發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)移的機(jī)制,篩選治療口腔腫瘤的相關(guān)基因和離子通道調(diào)節(jié)劑,進(jìn)一步提高治療腫瘤的療效具有重要和積極的意義,為腫瘤基因治療聯(lián)合離子通道調(diào)節(jié)劑治療腫瘤奠定了基礎(chǔ),開(kāi)辟了一種腫瘤治療的新途徑。參考文獻(xiàn)1 Cayabyab FS, SchlichterLC. Regulation of an ERG K+current bySrc tyrosine kinase. J BiolChem, 2002, 277(16):

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