鈣激活氯離子通道蛋白TMEM16A在腫瘤中的作用

摘要：跨膜蛋白16A（TMEM16A）是鈣激活氯離子通道（calcium-activated chloride channels， CaCCs）的分子構成，在多種類型的細胞中廣泛表達，包括分泌上皮細胞、氣道平滑肌細胞和傷害感受神經元。近幾年發現TMEM16A在許多腫瘤細胞中有過表達的現象，不同腫瘤細胞中TMEM16A激活不同的信號通路從而使TMEM16A過表達進而影響細胞的增殖和遷移從而促進癌癥的進展。因此，TMEM16A的表達在腫瘤診斷和治療中起到關鍵作用。TMEM16A是腫瘤治療的新型靶點以及未來作為癌癥預測和預后的指標。

關鍵詞：鈣激活氯離子通道;TMEM16A;腫瘤;細胞增殖;細胞遷移

鈣激活氯離子通道（Calcium-activated Chloride Channels，CaCCs）是一類在多種細胞中都廣泛分布及表達的陰離子通道，從無脊椎動物到高等動物的各組織中均可檢測到。TMEM16A也稱為ANO1（anoctamin 1）、DOG1（discovered on gastrointestinal stronal tumor 1）、ORAOV1（oral cancer overexpressed 1）是CaCCs的主要結構蛋白，參與眾多的生理過程如感覺傳導、神經和心肌興奮性調節、腺體和上皮分泌以及細胞周期和細胞增殖[1]，因TMEM16A的生理特性與腫瘤形成具有密切聯系，在多種腫瘤組織和細胞中均被發現高表達現象，如乳腺癌、頭頸鱗癌、結直腸癌、食道癌、肝癌、前列腺癌、胃癌和神經膠質瘤。因此降低TMEM16A的表達可以有效抑制腫瘤生長，使之成為癌癥治療的新型靶點，因而近年來受到高度重視。

人類染色體的11q13區域表達的許多蛋白與細胞增殖和凋亡有關，如CCND1，FGF4，TMEM16A以及PPFIA1等。11q13區域的擴增伴隨著TMEM16A的擴增，使其在腫瘤細胞中過表達。Duvvuri等人的研究顯示TMEM16A過表達能夠激活ERK1/2信號通路并作用于細胞周期蛋白從而促進腫瘤細胞增殖，敲低TMEM16A可以抑制腫瘤的生長和細胞的增殖，將癌細胞阻遏在G1期[2]。抑制TMEM16A的蛋白表達或通道活性可明顯抑制某些腫瘤的發展，因此TMEM16A有望成為腫瘤治療過程中的新靶點。當細胞內Ca2+濃度升高時，TMEM16A被激活。CaCCs與K+通道共同作用導致Cl-與K+外流，細胞體積減小。血管內皮細胞收縮，有助于腫瘤細胞滲出。此外腫瘤細胞在遷移的過程中，細胞骨架蛋白發生動態變化，加強了細胞基質的粘附性。已有研究表明TMEM16A與Ezrin，Moesin以及RhoA蛋白關系密切。這些蛋白被證明在細胞質膜與細胞骨架之間起到橋聯作用。Adrian等人通過檢測細胞凋亡相關基因發現，敲低TMEM16A會使得抗凋亡基因Mcl-1、Bcl-2和Survivin表達下調，而細胞凋亡的標志物PARP和凋亡產物Caspase3和Caspase9的表達均上調，證明了TMEM16A具有促進癌細胞生存以及抗凋亡的功能[3]。

隨著TMEM16A與腫瘤形成的有關研究日益清晰，TMEM16A的抑制劑開始成為許多實驗室關注的焦點。CaCCs作為Cl-進出的通道可被多種氯阻斷劑所阻斷，包括DIDS，NPPB和NFA。NFA是目前科研中常用的CaCC阻斷劑。還有一些芳香酸藥物，如他莫昔芬（tamoxifen），氟西汀（fluotine），甲氟喹等。NamKung等人還發現紅酒和綠茶中存在的天然化合物鞣酸能明顯的抑制TMEM16A電流，其IC50為6μM。之前已報道的TMEM16A的抑制劑有非選擇性CaCC抑制劑CaCCinh-A01，TMEM16A抑制劑T16Ainh-A01（IC50≈1μM）、MONNA（IC50≈1μM）和Ani9（IC50≈0.1μM），其中效果最好的是Ani9。CaCCinh-A01抑制劑可以明顯的抑制野生型TMEM16A，但是對TMEM16A的兩種突變體K668E和R621E無明顯的抑制作用。2017年Truong等人通過對2-酰胺環烷噻吩-3-羧酸丙烯酰胺（AACT）類的化合物10aa及其48種合成類似物進行篩選，發現其中10bm（IC50≈0.03 μM）的抑制效果最好，因此發現了比Ani9抑制效果更好的TMEM16A抑制劑10bm。對TMEM16A功能調節劑的篩選也為抗腫瘤藥物的研發提供了更多的研究方向。

TMEM16A已被證明在多種腫瘤中過表達，如乳腺癌、前列腺癌、頭頸鱗癌和食管癌，并且與腫瘤細胞的增殖和遷移密切相關。但是目前對于TMEM16A過表達的原因及其如何促進腫瘤增殖、侵襲的分子機制尚未明確。因此，深入研究癌癥中TMEM16A的機制對找到特異性靶點研究開發抗癌藥物具有重要的作用和意義。

參考文獻（References）

[1]劉雅妮，張海林. TMEM16A：鈣激活氯通道研究進展[J].中國藥理學通報Chinese Pharmacological Bulletin. 2011，Nov.27（11）：1490～3.

[2]Duvvuri U，Shiwarski DJ，Xiao D，et al. TMEM16A induces MAPK and contributes directly to tumorigenesis and cancer progression[J].Cancer Res，2012，72（13）：3270-3281.

[3]Choi EJ，Yun JA，Jabeen S，et al. Prognostic significance of TMEM16A， PPFIA1， and FADD expression in invasive ductal carcinoma of the breast[J].World J Surg Oncol，2014，12：137.