口腔医学论文口腔医学技术论文口腔肿瘤细胞离子通道的研究进展

1、口腔医学论文口腔医学技术论文：口腔肿瘤细胞离子通道的研究进展【摘要】口腔肿瘤是一类严重威胁人类健康的疾病,离子通道与口腔肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和转移均有密切关系,深入研究它们的相关性有助于进一步认识肿瘤的发生、发展,推动肿瘤的防治。笔者就细胞离子通道与口腔肿瘤发生、发展之间的相关性研究进展进行综述【关键词】离子通道;口腔肿瘤;钾离子;钙离子;氯离子【主题词】离子通道;口腔肿瘤;钾离子通道;钙通道;氯化物通道口腔肿瘤是一类严重威胁人类健康的疾病,但一些口腔肿瘤的病因至今仍不完全明确。1976年clamp)技术,对离子通道,特别是对心肌平滑肌细胞离子通道的研究快速发展起来,深入研究细胞膜离子通道

2、的改变在恶性肿瘤发生、发展、侵袭和转移中的作用越来越受到人们的重视。近年研究发现:离子通道在非兴奋性组织起源的肿瘤中高表达,而在相同起源的正常组织中低表达或不表达;在肿瘤发生发展过程中,离子通道的表达和活性发生改变,这种异常表达和活性改变又与肿瘤细胞增殖和凋亡密切相关。离子通道与口腔肿瘤细胞增殖、凋亡、侵袭和转移的关系也受到重视,现就口腔肿瘤细胞离子通道的研究进展进行综述。1. 钾离子通道与口腔肿瘤的关系钾离子通道除了对维持可兴奋性细胞的功能起重要作用外,对非兴奋性细胞的功能也越来越受到重视,它不仅可以维持细胞的静息电位,还能稳定细胞内环境、干预细胞的分裂和分化,参与细胞的凋亡1-2,过度表达

3、EAG Kv(ether-a-go-goKv)可以促进上皮细胞的增殖和分化,乳腺癌细胞中G蛋白偶联的内向整流型钾离子通道表达的增多则可以用来作为监测有无淋巴结转移的指标之一3。钾离子通道激活后,可以降低细胞内的钾离子浓度,促进线粒体释放细胞色素c,激活细胞调亡蛋白酶,影响细胞的凋亡过程,因此调节钾离子外流和内流的速率,破坏细胞内钾离子内环境的稳定性,可以影响细胞凋亡的发生,这就为以钾离子通道为靶点设计抗肿瘤药物提供了理论依据。(1)口腔鳞状细胞癌与电压门控型钾离子通道Kv3. 4此类钾离子通道蛋白属于Kvl9亚家族,一些Kv通道特别是Kvl和Kv2参与前列腺癌、直肠癌、肺癌和乳腺癌的细胞增殖。

4、电压依赖的Kv1. 3参与胶质瘤的病理形成,Kv1. 5在人神经胶质瘤中也有表达,其中Kv1. 5的表达与胶质瘤的瘤体恶性程度相关。在口腔扁平上皮细胞癌中Kv3. 4的mRNA表达增加,封闭Kv3. 4通道可抑制口腔扁平细胞癌的增生。一些学者在研究口腔鳞状上皮细胞时发现,癌变的鳞状上皮细胞中Kv3. 4的mRNA是增多的4。但由于缺乏特异性的抗体,不能对其进行蛋白定性。随后用电生理膜片钳的技术观察到Kv3. 4介导的电流,证明在癌变的鳞状上皮细胞中的确存在Kv3. 45。Kv3. 4是一种A型电压门控型钾离子通道,其介导的电流具有迅速激活和失活的特性,可以被钾离子通道的阻断剂4-氨基吡啶所抑制

5、。电压门控型K+通道是电压门控型通道的原型,是由4个相同亚单位构成的四聚体通道,其中每个亚单位都含有6个跨膜(S1-S6)区域, S4为电压敏感部位, S5与S6之间的P区组成通道口,是药物作用的主要部位,另外,亚单位的氨基端和羧基端都位于细胞膜内侧,而氨基端则与通道的灭活过程有关。正常的口腔上皮细胞Kv3. 4低表达或不表达,与口腔鳞状上皮细胞表达Kv3. 4的差异有统计学意义。(2)口腔角化上皮细胞与大电导钙激活钾离子通道BKCa钙离子活化的钾离子通道常指电压依赖的大电导的钙离子活化的钾离子通道(BK),是唯一将细胞内化学信号和电信号偶合的离子通道。近年来用膜片钳技术,在口腔角化上皮细胞中

6、记录到了受内桂酸衍生物影响的BKCa介导的电流6。BKCa是受电压和钙离子双重门控的钾离子通道,由slo编码表达,各种吲哚二萜(如paxilline)对其都有抑制作用。BKCa的结构略有不同,有两个功能独特的区域,即保守的通道核心结构和特别长的与钙离子结合的C端。BKCa可以被去极化激活,但还受到胞内钙离子浓度的调控7。目前还没有在口腔肿瘤细胞上观察到BKCa的表达。钙离子通道在细胞周期中发挥着重要作用,参与细胞增殖和凋亡。Wang等2000年报道在结肠癌细胞中发现电压依赖性L型钙离子通道高表达。T型钙离子通道在人星形细胞瘤、神经母细胞瘤、肾脏肿瘤中高表达,通过siRNA干扰T型钙离子通道的亚

7、单位可以抑制肿瘤生长8。Hoth等9记录到与钙库调控性钙离子通道功能有关的一种电流钙释放激活钙电流,这种电流对钙离子有高度选择性。后来发现该通道是外钙入胞的重要通路,当胞内钙储存耗尽时,该通道被激活,胞内钙离子浓度得以恢复和维持;胞内钙离子增加时,释放激活的钙受到抑制,胞内Ca2+浓度达到稳定调节,使细胞增殖顺利进行。其他阳离子通道:电压依赖性钠离子通道(voltage-gate sodium channe,l VGSC)可改变细胞内钠离子浓度,改变电压梯度,造成暂时性去极化状态,与肿瘤细胞的恶性度和转移性相关。该通道在神经胶质细胞瘤表达密度比正常的神经胶质细胞大35倍。用钠离子通道阻滞剂河豚

8、毒素可以减弱T细胞的侵袭力。在大鼠前列腺癌细胞中电压依赖性钠离子通道决定着癌细胞的侵袭性,体内实验也表明该通道可以增加癌细胞转移,人体活组织检查发现该通道可能作为人前列腺癌诊断的新标志10。另外,在人乳腺癌11、人子宫颈癌12中相继发现电压依赖性钠离子通道的相同特点。其可能机制是通过改变细胞骨架,调节其他离子通道和基因转录及酶的活性来发挥作用。非选择性阳离子通道也与细胞增殖和癌的发生有关,如W issenbach等13报道由阳离子通道形成的暂时受体电位与前列腺癌细胞增殖相关。目前口腔肿瘤与钙离子通道的相关性研究罕有报道。在氯离子通道与肿瘤关系研究中,对容量调节性氯离子通道的研究比较深入。该通道

9、参与细胞分化过程,在乳腺癌及子宫颈肿瘤细胞得到证实14-15。在宫颈癌细胞系、宫颈癌组织原代培养细胞、宫颈癌浸润的肿瘤细胞都有该通道的高表达15,而在正常子宫颈细胞该电流表达不增加,表明容量调节性氯离子通道参与了肿瘤恶变过程。目前口腔肿瘤与氯离子通道的相关性研究罕有报道。酸敏感离子通道( acid-sensing ion channels,ASICs)是胞外组织酸化最敏感的受体,Yang等16采用计算生物学的方法在原子水平模拟了ASIC1的动力学行为,发现ASIC1结构域、子结构域之间存在的一组协同运动与通道门控功能密切相关:ASIC1的胞外结构域的内在旋转以及由质子结合所引起的“手指”和“拇

10、指”子结构域间的协同运动会联合驱动由胞外区传递至跨膜区(通道孔区)的变构,从而导致通道产生“扭曲打开(twist-to-open)”的运动。叶金海等17采用免疫印迹和免疫组织化学方法检测到酸敏感离子通道在唾液腺腺样囊性癌中的表达,而在正常组织中未见ASIC2a的表达。口腔肿瘤是一类严重威胁人类健康的疾病,而对于口腔肿瘤离子通道的研究还不是很深入,如氯离子通道、钙离子通道及其它阳离子通道与口腔肿瘤的相关性研究少有报道,仅钾离子通道研究稍多。将膜片钳技术和膜通道蛋白重组技术、同位素示踪技术和光谱技术等结合起来,协同对口腔肿瘤的离子通道进行全面研究,探讨基因、细胞膜离子通道调节剂与肿瘤发生、发展、转

11、移之间的内在联系,对进一步阐明口腔肿瘤发生、发展及转移的机制,筛选治疗口腔肿瘤的相关基因和离子通道调节剂,进一步提高治疗肿瘤的疗效具有重要和积极的意义,为肿瘤基因治疗联合离子通道调节剂治疗肿瘤奠定了基础,开辟了一种肿瘤治疗的新途径。参考文献1 Cayabyab FS, SchlichterLC. Regulation of an ERG K+current bySrc tyrosine kinase. J BiolChem, 2002, 277(16): 13673-13681.2 Cayabyab FS, TsuiFW, SchlichterLC. Modulation of the ERG

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