紧密连接蛋白claudin-10功能的研究进展.pdf

紧密连接蛋白c l a u d i n-1 0功能的研究进展*何 柳,丛 馨(北京大学基础医学院生理学与病理生理学系,北京 1 0 0 1 9 1)摘要 C l a u d i n-1 0是紧密连接跨膜蛋白c l a u d i n家族的一员,在多个器官和组织的上皮细胞中表达,存在c l a u d i n-1 0 a与1 0 b两种同工型。C l a u d i n-1 0具有维持细胞膜选择透过性和调节离子经旁细胞途径转运的作用。近年来,c l a u d i n-1 0已被报道与多种疾病的发生发展过程相关。C l a u d i n-1 0基因突变导致的多种器官功能受损的疾病被命名为HE L I X综合征,患者具有无汗症、肾病、低钾血症、口干症及严重的牙釉质磨损等临床表现。本文将对c l a u d i n-1 0的分子结构、表达与分布、功能与疾病关系等方面的研究进展进行综述。关键词 c l a u d i n-1 0;紧密连接;旁细胞途径;HE L I X综合征中图分类号 R 3 6 3;R 3 9 3R e s e a r c h P r o g r e s s o n t h e F u n c t i o n o f T i g h t J u n c t i o n P r o t e i n C l a u d i n-1 0*HE L i u,C ONG X i n(D e p a r t m e n t o f P h y s i o l o g y a n d P a t h o p h y s i o l o g y,S c h o o l o f B a s i c M e d i c a l S c i e n c e s,P e k i n g U n i v e r s i t y H e a l t h S c i e n c e C e n t e r,B e i j i n g 1 0 0 1 9 1,C h i n a)A b s t r a c t C l a u d i n-1 0,a m e m b e r o f t h e c l a u d i n f a m i l y o f t i g h t j u n c t i o n t r a n s m e m b r a n e p r o t e i n s,i s e x p r e s s e d i n e p i t h e l i a l c e l l s o f m u l t i p l e o r g a n s a n d t i s s u e s,w i t h t w o i s o f o r m s,c l a u d i n-1 0 a a n d c l a u d i n-1 0 b.I t p l a y s a c r i t i c a l r o l e i n m a i n t a i n i n g t h e s e l e c t i v e p e r m e a b i l i t y o f c e l l m e m b r a n e a n d r e g u l a t i n g i o n t r a n s p o r t t h r o u g h t h e p a r a c e l l u l a r p a t h w a y.I n r e c e n t y e a r s,c l a u d i n-1 0 h a s b e e n r e p o r t e d t o b e a s s o c i a t e d w i t h t h e d e v e l o p m e n t a n d p r o g r e s s i o n o f a v a r i e t y o f d i s e a s e s.D i s e a s e s c h a r a c t e r i z e d b y i m p a i r e d f u n c t i o n o f m u l t i p l e o r g a n s d u e t o m u t a t i o n s i n t h e c l a u d i n-1 0 g e n e a r e c o l l e c t i v e l y r e f e r r e d t o a s HE L I X s y n d r o m e,w h i c h g e n e r a l l y r e s u l t s i n c l i n i c a l m a n i f e s t a t i o n s s u c h a s a n h i d r o s i s,r e n a l d i s e a s e,h y p o k a l e m i a,x e r o s t o m i a,a n d s e v e r e e n a m e l w e a r.I n t h i s r e-v i e w,t h e r e s e a r c h p r o g r e s s o n c l a u d i n-1 0 w i l l b e p r e s e n t e d,i n c l u d i n g i t s m o l e c u l a r s t r u c t u r e,e x p r e s s i o n a n d d i s t r i b u t i o n,a s w e l l a s t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n c l a u d i n-1 0 f u n c t i o n a n d d i s e a s e s.K e y w o r d s c l a u d i n-1 0;t i g h t j u n c t i o n;p a r a c e l l u l a r p a t h w a y;HE L I X s y n d r o m e引用格式:何柳,丛馨.紧密连接蛋白c l a u d i n-1 0功能的研究进展.生理科学进展,2 0 2 3,5 4(5)4 4 54 5 0.HE L i u,C ON G X i n.R e s e a r c h P r o g r e s s o n t h e F u n c t i o n o f T i g h t J u n c t i o n P r o t e i n C l a u d i n-1 0.P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s,2 0 2 3,5 4(5)4 4 54 5 0.D O I 1 0.2 0 0 5 9/j.c n k i.p p s.2 0 2 3.0 4.1 1 2 5 细胞间连接是存在于上皮-上皮或内皮-内皮细胞膜上的特殊结构,发挥着细胞间相互交流和协调等作用。在哺乳动物中,细胞间连接存在紧密连接(t i g h t j u n c t i o n)、黏着连接(a d h e r e n s j u n c t i o n)、间隙连接(g a p j u n c t i o n)、桥粒(d e s m o s o m e)与半桥粒四种。其中,紧密连接位于细胞间连接的顶端,具有屏障、栅栏和信号转导调控功能。屏障功能是指紧密连接所构成的大分子蛋白质复合物可通过对透过物质的大小和电荷性进行选择,从而介导水、离子和溶质等物质经旁细胞途径的转运,使上皮和内皮细胞具有一定的选择透过性(丛馨等.2 0 1 6)。栅栏功能是指紧密连接可阻止细胞膜脂质等成分的自由流动,进而将上皮和内皮细胞膜分为具有极性的顶侧膜和基底侧膜两部分功能区。此外,紧密连接分子还可参与细胞增殖和分化等过程,发挥信号转导调控作用。一、C l a u d i n家族蛋白概述紧密连接是由跨膜蛋白和胞浆蛋白两部分组成的一种大分子蛋白质复合物,其中跨膜蛋白按照结收稿 日 期:2 0 2 2-1 1-2 5;修 回 日 期:2 0 2 3-0 2-2 3;接 受 日 期:2 0 2 3-0 2-2 7*国家自然科学基金(3 1 9 7 2 9 0 8)资助课题 通信作者 c o n g x i n b j m u.e d u.c n544生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n O c t o b e r 2 5,2 0 2 3,5 4(5)4 4 54 5 0构性质可分为c l a u d i n家族(c l a u d i n-12 7)、紧密连接相关膜相关结构域蛋白家族(t i g h t j u n c t i o n-a s s o-c i a t e d MA R V E L p r o t e i n,T AMP),包括o c c l u d i n、t r i c e l l u l i n和M a r v e l D 3等,以及连接黏附分子家族(j u n c t i o n a l a d h e s i o n m o l e c u l e,J AM);胞浆蛋白主要由闭锁带蛋白家族(z o n u l a o c c l u d e n s,Z O-13)构成(M r s n y等.2 0 0 8)。作为构成紧密连接跨膜蛋白的骨干组分,c l a u d i n家族蛋白分子具有四次跨膜结构,N-端和C-端位于胞浆内,由此形成两个长度不同的胞外环和一个长度较短的胞内环。C l a u d i n家族分子根据其对透过物质的调控作用可分为两大类,一类作为“屏障”封闭细胞旁途径以限制物质的自由流动,如c l a u d i n-1、-3和-5等,另一类作为促进物质特别是一些阳离子或阴离子的选择性“孔道”,如c l a u d i n-2、-4、-1 0和-1 6等(K o v a l等.2 0 1 3)。在两个相邻的细胞间,同种或异种c l a u d i n蛋白的细胞外环以“头对头”的作用方式形成寡聚体或多聚体,而在一个细胞的同侧顶侧膜内,c l a u d i n蛋白的胞内段以“肩并肩”方式相连(马军宏等.2 0 1 5)。值得注意的是,c l a u d i n家族分子在不同组织和细胞中的表达和分布甚至在同一组织不同部位的表达模式均具有特异性。在肾脏的不同部位,c l a u d i n家族分子的表达和分布均不相同,例如近曲小管主要表达c l a u d i n-2、-1 1和-1 7,髓袢升支粗段髓质部主要表达c l a u d i n-1 6和-1 9,髓袢升支粗段皮质部主要表达c l a u d i n-3、-1 0、-1 1、-1 6、-1 7和-1 9,远曲小管主要表 达c l a u d i n-1、-3、-4和-1 7,集 合 管 主 要 表 达c l a u d i n-3、-4、-7 和-8(H o u等.2 0 1 3,K r u g等.2 0 1 2)16。已有研究报道,紧密连接分子的表达和分布异常可参与多种疾病的发生。例如,与对照小鼠相比,糖尿病小鼠下颌下腺中c l a u d i n-1和-3水平增高,c l a u d i n-4、o c c l u d i n和Z O-1水平降低,腮腺中c l a u d i n-1和-3水平增高,c l a u d i n-1 0和o c c l u d i n水平降低,而下颌下腺和腮腺中紧密连接表达模式的 改变可能是导致糖尿病唾液分泌不足的重 要机制7。二、C l a u d i n-1 0的表达与分布特点自2 0 1 7年有学者相继报道一种由编码c l a u-d i n-1 0的基因突变所引起的遗传性低钾血症 HE L I X综合征被认识,c l a u d i n-1 0成为近几年受到关注的一个分子。人c l a u d i n-1 0基因位于1 3号染色体长臂3区14带,含有五个外显子。C l a u d i n-1 0存在两种同工型,分别为c l a u d i n-1 0 a和-1 0 b,两种变体的差异是由于第一个外显子不同所致8。在人和小鼠中,c l a u d i n-1 0 a和-1 0 b的第一个外显子分别由2 1 4 b p和2 2 0 b p组成(图1),这使得c l a u d i n-1 0 a比-1 0 b在蛋白质序列上少2个氨基酸。尽管蛋白质长度非常相近,但两种c l a u d i n-1 0同工型在第一个细胞外环对透过离子的电荷选择性差异很大,c l a u d i n-1 0 a被认为是一个阴离子(主要是C l-)通道,而c l a u d i n-1 0 b被认为是一个阳离 子(主要是N a+)通道(G u z e l等.2 0 0 9)。图1 小鼠中c l a u d i n-1 0不同剪接体示意图 V a n I t a l l i e等(2 0 0 6)研究发现,c l a u d i n-1 0 a的表达仅限于肾脏,而c l a u d i n-1 0 b可在多种上皮组织中表达。在肾脏中,最初报道c l a u d i n-1 0仅表达在H e n l e环与近端小管交界处以及髓袢升支粗段中,随后研究发现c l a u d i n-1 0可存在于肾单位中除肾小球外的所有部位。其中,c l a u d i n-1 0在髓袢升支粗段的髓质部及皮质部、髓袢升支细段和髓质集合管中高表达,在近端小管和皮质集合管中低表达。在mR NA水平上的检测发现,c l a u d i n-1 0 a主要表达在肾皮质,c l a u d i n-1 0 b主要表达在肾髓质(V a n I t a l l i e等.2 0 0 6)。然而,值得注意的是,至今尚未有能够区分c l a u d i n-1 0 a和-1 0 b的商品化抗体,因此在蛋白质水平上对两者的区别检测仍然受限。此外,在大鼠附睾起始部上皮细胞的侧膜中存在c l a u d i n-1 0特异性表达(G u a n等.2 0 0 5)。在人结膜上皮中也可检测到c l a u d i n-1 0的mR NA表达,免疫组化染色进一步显示c l a u d i n-1 0可存在于部分但不是全部的顶端上皮细胞和杯状细胞间的连接处(Y o s h i d a等.2 0 0 9)。在小鼠和大鼠肠道的所有片段中均检测到c l a u d i n-1 0的表达,且在回盲区附近的表达水平最644生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s O c t o b e r 2 5,2 0 2 3,5 4(5)4 4 54 5 0高(H o l m e s等.2 0 0 6)。另有研究发现c l a u d i n-1 0在小鼠小肠从隐窝到绒毛顶端呈均一表达,但更多表达在大肠隐窝处(I n a i等.2 0 0 5)。以上研究表明,c l a u d i n-1 0在多种上皮细胞中存在特异性的表达,但关于两种同工型的表达和分布特点仍需深入的研究进行区分。三、C l a u d i n-1 0的功能及在疾病中的作用 (一)C l a u d i n-1 0基 因 突 变 与 HE L I X 综 合征 2 0 1 7年,两个独立的研究团队报道了c l a u d i n-1 0基因突变患者的临床表现。B o n g e r s等9描述2例无血缘关系的低钾性代谢性碱中毒的肾小管病变患者,均出现严重的低钾血症、高镁血症、对噻嗪和呋塞米的反应性正常以及对血管加压素引起的水通道蛋白2(a q u a p o r i n 2,AQ P 2)反应性正常。全外显子组测序结果显示,2例患者的c l a u d i n-1 0基因均发生杂合突变,分别为c.4 4 6 CG(p.P 1 4 9 R)&c.4 6 5-1 GA(p.E 1 5 7_Y 1 9 2 d e l)和c.4 4 6 CG(p.P 1 4 9 R)&c.2 1 7 GA,p.D 7 3 N)。K l a r等1 0研究报道来自两个亲缘性较低的巴基斯坦家族的1 3位患者均罹患无汗症、严重的热不耐受、眼干症及口干症临床症状,血生化检查可见高镁血症,但血钾水平未见异常。测序结果显示,这些患者均携带c l a u d i n-1 0 b的双等位基因突变(c.4 4 6 CG,p.N 4 8 K)。免疫染色结果显示汗腺的c l a u d i n-1 0 b表达水平降低,功能学实验发现汗腺中对阳离子的通透性仍优于阴离子,但紧密连接链的形成受损,c l a u d i n-1 0 b的降解增加。2 0 1 8年,H a d j-R a b i a等6报道来自两个无血缘关系家族的6例c l a u d i n-1 0基因突变患者,基于患者所出现的临床表现包括少汗(h y p o h i d r o s i s)、电 解 质 紊 乱(e l e c t r o l y t e i m b a l-a n c e)、泪腺功能异常(l a c r i m a l g l a n d d y s f u n c t i o n)、鱼鳞病(i c h t h y o s i s)和口干症(x e r o s t o m i a),取5个首字母将该病正式命名为HE L I X综合征。近年来,陆续有学者对HE L I X综合征进行病例报道和发病机制的深入研究1 1。但值得注意的是,目前临床上尚无有效的方案用于治疗HE L I X综合征,患者只能通过摄入氯化钠、补充水分和钾,并服用可阻断醛固酮分泌或作用的药物来缓解病情。患者出现的眼干和口干的症状可通过人工泪液和人工唾液来缓解。同时,患者仍需避免长时间的剧烈运动及体力活动,特别是室外温度较高时,以防止体温过高所致的体内水分流失。(二)C l a u d i n-1 0在肾脏中的作用 肾脏的基本功能单位是肾小体,包括肾小球和肾小管,具有过滤和重吸收功能。其中,作为大部分重吸收过程的发生部位,近端小管和远端小管受损可导致肾脏重吸收功能障碍(L a n g等.2 0 1 5)。在肾近端小管中,水和溶质的重吸收主要通过由紧密连接介导的旁细胞途径而实现1 2。因此,肾单位中不同部位表达的c l a u d i n蛋白种类决定了其所构成的旁细胞途径能透过物质的性质,包括物质的大小和电荷性等,而c l a u d i n蛋白的表达和定位出现异常可引起水和溶质在肾小管处的重吸收障碍(H o u等.2 0 1 3)。C l a u d i n-1 0编码两种亚型,具有不同的氨基酸跨膜螺旋与胞外环,通过剪接形成不同的蛋白质剪接体,具有不同的功能胞外区1 3。C l a u d i n-1 0 a为阴离子通道,多表达于肾脏近曲小管中,而c l a u d i n-1 0 b在肾髓袢升支粗段中大量表达,通过形成离子孔道介导溶质的运输并发挥屏障功能,在近曲小管段,c l a u d i n-1 0控制N a+离子的转运,c l a u d i n-1 0敲除小鼠的近曲小管中c l a u d i n-1 0蛋白的缺失导致阳离子的损失,进而引起远曲小管的代偿机制2。在HE L I X综合征患者的肾脏中,c l a u d i n-1 0的突变可改变髓袢升支粗段(t h i c k a s c e n d i n g l i m b o f t h e H e n l e s l o o p,T A L)对N a C l的重吸收,造成终生受累的肾N a C l流失综合征。由于存在口干症,患者饮水量增加,进而引起多尿症的频发。醛固酮可作用于肾脏调节体内水盐平衡,HE L I X综合征患者由于肾上腺产生过多醛固酮,引起醛固酮增多症。在儿童患者中,即使存在醛固酮增多症,却并未表现低钾血症,这也提示,机体的适应性调节机制或许会随着年龄的增长而减弱。此外,高镁血症在所有年龄段的患者中存在,患儿中更为显著,且与正常的尿镁排出有明显差异,表明肾小管对镁有更高的重吸收,该现象在髓袢升支粗段特异性敲除c l a u d i n-1 0基因 的 小 鼠 模 型 中 也 被 报 道(B r e i d e r h o f f等.2 0 1 2)。除在体研究外,目前也有很多体外实验深入探究c l a u d i n-1 0在肾上皮中的功能。例如,在犬肾上皮细 胞 系MD C K-C 7和 猪 近 曲 小 管 上 皮 细 胞 系L L C-P K 1中过表达c l a u d i n-1 0 b后,跨上皮细胞电阻值(t r a n s e p i t h e l i a l e l e c t r i c a l r e s i s t a n c e,T E R)均下降,提示旁细胞途径通透性增加;在MD C K-C 7细胞中过表达c l a u d i n-1 0 b可增加旁细胞途径对阳离子的转运,引起P N a/P C l、PM g/P C l和P C a/P C l的相对通透率升高(G u z e l等.2 0 0 9);然而,在形成低耐药性上皮层的MD C K-I I细胞中过表达c l a u d i n-1 0后,既不影响其耐药性,也不影响P N a/P C l的相744生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n O c t o b e r 2 5,2 0 2 3,5 4(5)4 4 54 5 0对通透率(V a n I t a l l i e等.2 0 0 6)。此外,也有研究在不同细胞系中过表达c l a u d i n-1 0分子后发现,每种细胞对C a2+、M g2+、N a+和C l-的通透性也不相同。基于上述研究,目前大多研究者得到的共识是c l a u d i n-1 0 b可促进N a+经旁细胞途径的通透性,这也解释了c l a u d i n-1 0基因突变所致的功能丧失可引起髓袢升支粗段中N a+的通透性下降这一现象。值得注意的是,c l a u d i n-1 0的功能丧失还可对其他离子的转运产生影响,例如在髓袢升支粗段髓质部中,5 0%的N a+经旁细胞途径被动重吸收,而N a+通透率降低阻碍了N a+的重吸收,从而导致肾脏N a+丢失,细胞外液丢失伴继发性醛固酮增多症和肾脏K+丢失(G o n z a l e z等.2 0 0 9);跨上皮电压升高还可使髓袢升支粗段中的M g2+和C a2+经旁细胞途径的重吸收增加(P e i等.2 0 1 6)。另外,c l a u d i n蛋白家族各个成员之间可存在相反的功能或补偿效应,除多尿和排钾增加外,由c l a u d i n-1 0功能缺失所引起的大多数体内变化均能通过同时缺失c l a u d i n-1 6获得补救2。(三)C l a u d i n-1 0在外分泌腺中的作用 由于HE L I X综合征患者可出现汗腺、泪腺和唾液腺的分泌功能降低,因此c l a u d i n-1 0在外分泌腺中的作用也受到重视。在外分泌腺中,C l-的分泌可通过位于上皮细胞顶部的C l-通道而实现,而N a+的分泌则主要是通过细胞间紧密连接所介导的旁细胞途径而实现。因此,HE L I X综合征患者所出现的汗液、泪液和唾液严重缺乏的临床表现,或许正是由于c l a u d i n-1 0基 因 突 变 所 引 起 的N a+转 运 异 常 的结果。其中,HE L I X综合征患者出现的口干症表现为频繁口渴、牙齿珐琅质病变,进而引发龋齿、牙齿敏感、口腔感染以及牙齿过早脱落等问题。而由唾液分泌异常引起的牙齿珐琅质病变在其他原因引起的唾液 功 能 障 碍 类 综 合 征 中 也 有 报 道(A a t r等.2 0 1 0)。(四)C l a u d i n-1 0与肿瘤 恶性肿瘤具有侵袭与转移的生物学特征。在肿瘤转移过程中,肿瘤细胞间的黏附力降低可使细胞从原发灶上脱落,脱落后的肿瘤细胞可向其他器官和组织迁移定位并进一步浸润生长(C h a m b e r s等.2 0 0 2)。细胞间紧密连接的完整程度与细胞间黏附力的强度有关,因而影响着肿瘤细胞的浸润和转移过程(黄娟等.2 0 1 0)。已有研究表明,多种c l a u d i n家族蛋白与肿瘤的发生发展均有相关性。例如,c l a u d i n-1在胃癌组织中低表达,过表达c l a u d i n-1可抑制胃癌细胞增殖、侵袭、迁移 和上皮-间充 质转化(e p i t h e l i a l-m e s e n-c h y m a l t r a n s i t i o n,EMT)过程,并抑制裸鼠皮下成瘤的能力,且c l a u d i n-1高表达患者预后良好1 4;c l a u d i n-2的高表达被发现与食管癌相关;已有研究报道,在胰腺癌、卵巢癌、乳腺癌和前列腺癌中均存在c l a u d i n-4的过表达现象1 5。在卵巢癌细胞中,长链非编码R NA E L F N 1-A S 1(E L F N 1 a n t i s e n s e R NA 1)能够通过调控m i R-4 9 7-3 p促进增加c l a u-d i n-4的表达,提示c l a u d i n-4在卵巢癌的发生发展中起到重要作用1 6;1.C l a u d i n-1 0与骨肉瘤:C l a u d i n-1 0在人恶性骨肉瘤的发生发展中起重要作用。有学者通过筛选人骨肉瘤细胞中c l a u d i n家族蛋白的表达谱,发现c l a u d i n-1 0在人骨肉瘤细胞中的表达相较于胚胎成骨细胞有所增加。进一步研究表明,在c l a u d i n-1 0表达上调的非癌性骨组织中,细胞的增殖与迁移能力均增加1 7;而与非癌性骨组织相比,骨肉瘤细胞中的c l a u d i n-1 0和磷酸化的J a n u s激酶1(J a n u s k i-n a s e 1,J AK 1)均显著上调,缺失c l a u d i n-1 0或J AK可抑制骨肉瘤细胞中J AK下游信号分子 信号传导转录激活因子1(s i g n a l t r a n s d u c e r a n d a c t i v a-t o r o f t r a n s c r i p t i o n 1,S T AT 1)的表达及恶性表型的激活1 8。2.C l a u d i n-1 0与黑色素瘤:另有研究表明,c l a u-d i n-1 0与黑色素瘤的转移相关。B-1淋巴细胞是先天免疫系统的一部分,在炎症、感染和对肿瘤的抵抗中发挥独特的作用。它们构成小鼠腹膜和胸膜腔中的中 心B细 胞 群,但 很 少 聚 集 在 脾 脏 和 淋 巴 结中1 9。已知 B-1 淋巴细胞通过细胞外信号调节蛋白 激 酶(e x t r a c e l l u l a r r e g u l a t e d p r o t e i n k i n a s e,E R K)途径增加 B 1 6 F 1 0 黑色素瘤细胞的转移能力。C r i s t i n a等2 0的研究发现,对B-1淋巴细胞的微阵列分析显示,I L-1 0缺乏与编码c l a u d i n-1 0的基因下调有关,并进一步证明c l a u d i n-1 0可通过E R K途径增加黑色素瘤细胞的转移能力,而沉默c l a u d i n-1 0基因可抑制由B-1淋巴细胞所诱导的B 1 6 F 1 0黑色素瘤细胞的迁移和侵袭能力。该研究表明I L-1 0/c l a u d i n 1 0可能成为开发针对侵袭性黑色素瘤治疗药物的潜在靶标。3.C l a u d i n-1 0与肝癌:临床数据分析显示,与正常肝组织相比,肝癌组织中的c l a u d i n-1 0表达升高,同时肝癌组织中的微血管密度与c l a u d i n-1 0的表达呈正相关,明显高表达c l a u d i n-1 0的肝癌患者总生844生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s O c t o b e r 2 5,2 0 2 3,5 4(5)4 4 54 5 0存期显著缩短,这表明c l a u d i n-1 0可作为肝癌总生存率的一个潜在独立指标2 1。在转染c l a u d i n-1 0的肝细胞中观察到基质金属蛋白酶2(m a t r i x m e t-a l l o p r o t e i n a s e 2,MMP 2)和膜型基质金属蛋白酶1(m e m b r a n e t y p e 1-m a t r i x m e t a l l o p r o t e i n a s e,MT 1-MMP)的mR NA及 蛋 白 质 水 平 表 达 均 增 加,而MT 1-MMP的高表达已被证明可促进肝细胞癌的肝内转移。这些发现提示,c l a u d i n-1 0是肝癌治疗的一个潜在靶标(I P等.2 0 0 7)。4.C l a u d i n-1 0与卵巢癌:C l a u d i n-1 0还可通过影响EMT从而调控肿瘤的发生发展。例如,在卵巢癌中,c l a u d i n-1 0可通过转化生长因子-(t r a n s-f o r m i n g g r o w t h f a c t o r-,T G F-)或WNT/-c a t e-n i n诱 导EMT的 发 生 进 而 来 影 响 卵 巢 癌 的 进展2 2;此外,在鸡模型中的实验也发现,癌性卵巢与正常卵巢相比,其c l a u d i n-1 0的mR NA水平显著增加,而c l a u d i n-1和-5则 没 有 明 显 变 化(S e o等.2 0 1 0)。5.C l a u d i n-1 0与肾癌:肾透明细胞癌(c l e a r c e l l r e n a l c e l l c a r c i n o m a,c c R C C)是主要发生在肾脏中的一种恶性肿瘤,多数为实质性,伴有囊性病变和出血2 3。有研究发现,在肾透明细胞癌中,c l a u d i n-1 0的下调与肿瘤转移密切相关2 4。该研究团队随后对c l a u d i n-1 0对肾透明细胞癌进展的影响及作用进行深入探究,结果显示,c l a u d i n-1 0的过表达可抑制癌细胞的增殖和肺转移,并加速了细胞的凋亡。研究者 进 一 步 揭 示c l a u d i n-1 0的 过 表 达 可 上 调AT P 5 O(线粒体中AT P合酶亚基O)的乙酰化和表达水平,导致线粒体功能障碍,进而抑制肾透明细胞癌的增殖和转移2 5。6.C l a u d i n-1 0与甲状腺癌:近年来,有研究报道c l a u d i n-1 0的表达水平与甲状腺功能密切相关,可以作为甲状腺癌新的诊断标志物。甲状腺乳头状癌(p a p i l l a r y t h y r o i d c a r c i n o m a,P T C)是甲状腺癌中最常见的一类肿瘤,恶性度较低,多发于儿童及年轻女性。目 前 已 有 研 究 显 示 在 甲 状 腺 乳 头 状 癌 中c l a u d i n-1 0高表达2 6。另有研究团队通过比较正常人甲状腺组织 和甲状腺 乳头状 癌 患 者 组 织 中 的c l a u d i n-1 0表达,发现c l a u d i n-1 0的高表达与肿瘤基因组图谱(T h e C a n c e r G e n o m e A t l a s,T C GA)中的淋巴结转移、年龄及组织学类型相关。进一步分析表明,c l a u d i n-1 0表达高的患者总生存期差。在体外实验中,c l a u d i n-1 0可促进甲状腺乳头状癌细胞系的细胞增殖、迁移和侵袭能力。综上可知,c l a u-d i n-1 0是一个促进甲状腺乳头状癌肿瘤发生的功能基因,在甲状腺乳头状癌的发生与发展中扮演致癌基因的角色2 7。(五)C l a u d i n-1 0的其他功能 目前,关于c l a u-d i n-1 0在牙齿发育中的作用尚未完全清楚。有研究发现c l a u d i n-1和-1 0的含量在牙齿中高表达,且牙齿中仅表达c l a u d i n-1 0 b。免疫荧光染色显示,c l a u-d i n-1 0在牙釉质上皮和中间层中高表达。在牙上皮细胞系S F 2中过表达c l a u d i n-1 0可诱导碱性磷酸酶的表达,后者是中间层成熟的标志物2 8。C l a u d i n-1 0作为紧密连接的主要成分,对于上皮-上皮细胞间的接触起至关重要的作用。子宫内膜异位症是由于有活性的内膜细胞种植在子宫内膜以外的位置而形成的一种女性常见妇科疾病2 9,常见的子宫内膜异位症有三类:腹膜子宫内膜异位症(p e r i t o n e a l e n-d o m e t r i o s i s)、子宫内膜异位囊肿(e n d o m e t r i o m a s)和深 部 浸 润 性 子 宫 内 膜 异 位 症(d e e p-i n f i l t r a t i n g e n d o m e t r i o s i s,D I E)。有研究发现,c l a u d i n-1 0在患有子宫内膜异位症患者的异位子宫内膜中明显高表达,且发生定位改变。在三类子宫内膜异位症的内膜上均显示c l a u d i n-1 0的定位由顶侧膜定位重新分布到基底侧膜3 0。C l a u d i n-1 0的其他功能还有待更多的研究。四、结语与展望c l a u d i n-1 0作为紧密连接c l a u d i n s家族中的重要一员,在多种器官和组织中存在表达,能够形成离子孔道介导阳离子或阴离子经旁细胞途径的转运。C l a u d i n-1 0的表达和功能异常可导致多种疾病,其中以c l a u d i n-1 0基因突变所致的HE L I X综合征最为常见和研究最为深入,患者全身多种器官和组织功能出现异常,且迄今为止尚无有效方案用于治疗HE L I X综合征。C l a u d i n-1 0还具有维持细胞膜完整性和上皮细胞极性的作用,一旦功能缺失可改变肿瘤细胞的侵袭和转移,但c l a u d i n-1 0在不同肿瘤中的具体作用及作用机制仍未完全明确。此外,尽管我们对c l a u d i n-1 0与其他紧密连接分子或膜分子之间的相互作用关系、调节机制及其定位表达等仍未完全明了,深入研究c l a u d i n-1 0蛋白的相关调控机制,将有助于为c l a u d i n-1 0基因表达和功能异常所致的疾病的临床诊疗提供新思路和新方法。参考文献1 M i l a t z S,B r e i d e r h o f f T.O n e g e n e,t w o p a r a c e l l u l a r i o n c h a n n e l s-c l a u d i n-1 0 i n t h e k i d n e y.P f l u g e r s A r c h,944生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g