CLCA2与恶性肿瘤相关性研究进展

梁仲珍，王海琳，刘 斌，陈 莉，王 芳

恶性肿瘤具有高病死率特点，且近年来其发病率呈逐渐上升趋势，严重威胁人类的健康。组织浸润和转移是恶性肿瘤的重要特征，该过程由多步骤、多种机制共同参与。长期以来人们致力于寻找肿瘤早期诊断和治疗的新方法，但目前大多数恶性肿瘤的预后仍然较差。近年来分子靶向治疗在抑制恶性肿瘤的进展中发挥着重要作用。CLCA2与一些常见恶性肿瘤的侵袭、转移及预后密切相关，有望成为肿瘤临床诊断、生物治疗和判断预后的潜在靶点。因此探讨CLCA2与恶性肿瘤的关系，对于寻找新的分子治疗靶点意义重大。

1 CLCA2的结构及功能

CLCA家族是一种新型的钙激活氯离子通道家族，其家族成员主要包括CLCA1、CLCA2、CLCA3、CLCA4等，在哺乳动物体内广泛表达。CLCA2基因定位于1号染色体1p22-31[1]，在已知家族成员中，CLCA2和CLCA4有相似的结构，都是典型的I型跨膜蛋白，大小约125 KDa，约含900个氨基酸，其氨基末端存在对称性的多个半胱氨酸模体——CX12CX4CX4CX12C[1-2]。CLCA跨膜蛋白可被迅速裂解成90和35kDa亚基，并通过亚基中的半保守序列与整合素-β4相互作用，促进肿瘤的早期血行转移及生长[3]。研究发现，CLCA1和CLCA3是非整合性的球形膜蛋白，与其他已知的任何氯离子通道不具有相似性，可被组成性的分泌到细胞外，使得他们不可能成为一种通道，更不能作为通道发挥功能，推测其可能作为离子通道辅助蛋白在调节氯离子通道活性中发挥重要作用[4-6]。可见CLCA家族成员间存在共性与差异。

2 CLCA2相关信号转导通路

肿瘤细胞的生长通常不受细胞凋亡和机体调控的影响。研究发现，CLCA2在常见恶性肿瘤包括乳腺癌、结直肠癌等中的表达异常下调。上调CLCA2基因表达可显著抑制肿瘤的形成，明显降低肿瘤的侵袭和转移能力，下调CLCA2基因表达可刺激癌细胞侵袭和迁移[7-9]，但CLCA2在肿瘤中的下调机制尚未完全明确，已有研究发现CLCA2可通过P53通路发挥调控作用。

p53基因与细胞衰老、凋亡、细胞周期抑制、DNA损伤修复、遗传稳定性的维持等生物过程密切相关。研究发现，通过不同方法损伤p53阳性的乳腺细胞DNA，可显著诱导CLCA2的表达。p53家族蛋白通过直接结合在CLCA2启动子的p53家族蛋白的特异性结合位点——RE-CLCA2来激活CLCA2启动子[7-8]。Tanikawa等[9]认为CLCA2是p53基因诱导衰老调解因子，用过氧化氢诱导细胞衰老和敲除p53基因可在同等程度上显著抑制CLCA2或p53的表达。黏着斑激酶(FAK)是一种非受体型的酪氨酸蛋白激酶，调控多种细胞信号转导通路，FAK和p53蛋白之间存在FAK-p53调节环路：p53蛋白可抑制FAK启动子的活性，相反，FAK蛋白也可抑制p53的转录活性[10-11]。FAK在多数肿瘤中呈高表达，CLCA蛋白可在体外活化FAK并对肿瘤细胞的增殖产生影响[12]。在肿瘤细胞中沉默CLCA2基因可增强FAK的表达及其启动子活性，上调表达CLCA2则可抑制FAK的表达[8]。CLCA2可作为p53/FAK信号通路中的信号分子发挥生物学活性，调控细胞功能，参与肿瘤形成和发展。

3 CLCA2与常见肿瘤的相关研究

人类多数常见恶性肿瘤起源于上皮细胞，而上皮细胞的质膜离子通道不仅在调节可兴奋细胞膜电位、离子平衡和电信号传递中发挥重要作用，且在细胞增殖、分化、凋亡和迁移中扮演重要角色[13]。但目前离子通道在肿瘤发生、发展中的作用知之较少，特别是钙激活氯通道蛋白在生长调节、细胞凋亡、细胞侵袭或转移过程中的作用。近年来，研究发现CLCA2与以下常见肿瘤密切相关。

3.1CLCA2与乳腺癌 乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，其发病率和病死率在女性恶性肿瘤中居于第二位[14]。研究显示，CLCA2在正常及永生化的乳腺上皮细胞中表达，而在不同进展阶段的乳腺恶性肿瘤细胞中表达阴性；当在CLCA2表达阴性的细胞中重新表达CLCA2时，能明显降低肿瘤细胞的致瘤和侵袭能力[7,15-16]。CLCA2在乳腺癌发生、发展、侵袭和转移中发挥重要作用，可能与以下机制有关。

3.1.1CLCA2与DNA甲基化：研究发现，部分乳腺癌患者中CLCA2基因存在突变，CLCA2表达的缺失是由其启动子CpG岛高度甲基化所致。CLCA2启动序列由位于CpG岛上游CLCA2第一编码外显子决定，在乳腺癌及其细胞株中CLCA2-CpG甲基化的程度与CLCA2的表达水平呈明显相关性[15]。Tanikawa等[9]研究表明，CLCA2在前列腺癌细胞株中有部分表达，提示CLCA2的失活可能与遗传改变相关；同样，用5-氮胞苷处理后的2株结肠癌细胞中CLCA2表达量也增加。因此，CLCA2基因的沉默可能与DNA甲基化有关。

3.1.2CLCA2与上皮细胞间充质转化(EMT)：研究发现，在乳腺上皮细胞中诱导EMT，可使上皮细胞获得间充质干细胞特性，并表达干细胞标记物，且形成微球体的能力增加，这些特性同时也促进了细胞对周围组织的侵犯，与肿瘤转移和复发密切相关[17]。在乳腺癌中，CLCA2基因表达的下调，能够促进乳腺癌细胞EMT发生，增加CLCA2蛋白质表达可以抑制乳腺癌细胞侵袭和迁移。此外，增加上皮转录因子如Snail、Twist的表达，可诱导产生EMT，使得上皮细胞中CLCA2和E-cadherin表达显著降低。有研究报道，乳腺癌细胞系MCF10A中CLCA2表达水平降低，细胞可表现出过度生长、侵袭和迁移能力增强等现象，并增强了甲基纤维素微球体的形成能力，并发现E-cadherin表达下调，vimentin、snail及纤维连接蛋白表达上调[16,18-19]。当CLCA2表达下调的肿瘤细胞暴露于不同剂量的阿霉素剂量特别是较高剂量时，对阿霉素产生了明显抵抗性[9]。CLCA4为CLCA家族的另一成员，在乳腺肿瘤及其细胞系中同时敲除CLCA4和CLCA2能增强细胞的间充质特性，因此认为CLCA4和CLCA2是乳腺上皮分化标记物[19]。Ramena等[20]研究发现，CLCA2介导乳腺上皮细胞分化可能是通过细胞间连接蛋白EVA1实现的，EVA1是p53家族介导的Ⅰ型跨膜蛋白，是上皮细胞分化标志物。CLCA2通过其跨膜片段与EVA1结合，使EVA1局限来促进细胞间连接形成，从而调节细胞的增殖与分化。CLCA2表达的变化可通过不同途径实现对肿瘤细胞侵袭和迁移能力的调节。

3.1.3CLCA2与pH：在乳腺癌细胞中，CLCA2表达增强可在抑制肿瘤细胞增殖的同时增加细胞膜氯离子电流，使细胞内pH降低，从而促进细胞凋亡，当阻滞该离子通道时，可减少细胞内pH的下降并抑制细胞凋亡；敲除CLCA2可使细胞膜上氯离子电流大幅降低，破坏细胞内pH稳态平衡，导致细胞内pH值升高，这是侵袭性肿瘤细胞的特性之一[9,16]。因此认为CLCA2对于维持细胞内pH稳态具有重要作用。

3.2CLCA2与肺癌 研究发现，肺癌患者外周血标本细胞中CLCA2、HMGB3、L587S和ASH1表达增高，可作为检测不同进展阶段非小细胞肺癌(NSCLC)和小细胞肺癌(SCLC)具有特异性和互补性的标记物[21]。Man等[22]报道,CLCA2与其他标记物联合检测对于判断肺腺癌患者的预后具有重要意义。Shinmura等[23]报道，肺鳞癌患者CLCA2蛋白表达的缺失为影响预后的不良因素。Ludovini等[24]报道，CLCA2基因在早期复发即Ⅰ期肺腺癌患者中的表达显著上调，对于监测肿瘤的复发意义重大。因此，CLCA2不仅可作为鉴别诊断肺鳞癌和肺腺癌的新型免疫组化标记物，还可与其他标记物联合检测对于监测疾病复发或进展，判断肺癌患者预后具有重要价值和意义。

3.3CLCA2与其他常见肿瘤

3.3.1CLCA2与宫颈癌和卵巢癌：宫颈癌的侵袭转移、术后复发是患者主要的死亡原因,也是影响临床治疗和预后的关键因素。N-myc下游调节基因1(NDRG1)是NDRG基因家族成员，在肿瘤形成、侵袭和转移中具有重要作用[25]。上调NDRG1基因表达能够显著抑制恶性肿瘤细胞的生长，降低宫颈癌侵袭和转移的发生率；抑制宫颈癌细胞系CaSki和卵巢癌细胞系HO-8910PM中NDRG1表达，能够增强肿瘤细胞黏附、侵袭和迁移活性，同时CLCA2基因的表达也显著下降[26]。NDRG1基因可能通过其下游的CLCA2基因在宫颈癌和卵巢癌的侵袭和转移中发挥重要作用。梁雪霏等[27]研究发现，CLCA2表达的变化与宫颈癌细胞的侵袭和转移相关。

3.3.2CLCA2与结直肠癌：Bustin等[28]通过对结直肠癌组织及细胞株T84、HT29和Caco2的研究发现，在约80%的癌组织中CLCA1和CLCA2的mRNA表达水平显著下降，提示CLCA2与结直肠癌的发生密切相关，并且可能扮演抑癌基因的角色。

4 结语

CLCA2作为一种新型的钙激活氯通道蛋白，在肿瘤发生发展中发挥重要作用。多数研究表明，CLCA2在恶性肿瘤中存在表达水平及相关信号通路的异常，并与肿瘤的侵袭和转移密切相关，但其在肿瘤中的确切调节机制尚不清楚。目前，CLCA2与常见恶性肿瘤的相关研究仍处于初始阶段，在其他肿瘤中的研究也较少[29-31]。随着对CLCA2基因功能、蛋白活性调控、相关信号转导途径及其分子调控机制的深入研究，CLCA2有望作为一种肿瘤相关的分子标记物，成为肿瘤临床诊断和预后判断的新指标，或成为一个药物治疗的潜在靶点，为临床治疗提供新策略或工具。

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