中电导钙激活钾通道在细胞迁移中的作用及研究进展#

蓝婷 徐清波

（西南医科大学心血管医学研究所医学电生理学教育部重点实验室·医学电生理四川省重点实验室，四川 泸州 646000）

细胞迁移在细胞的各种生物活动中起着中心作用，例如，在胚胎发生过程中，完成神经系统的发育[1]；在炎症反应中，介导吞噬与免疫功能[2]；在血管损伤后，促进伤口愈合，维持血管稳态；在血管移植术后，促进生物材料支架的稳定[3]等。

IKCa通道（又称KCa3.1，IK，SK4）是钙离子和电压双向门控的钾通道，由KCNN4基因编码，其结构由4个α亚基组成，每个亚基由6个跨膜片段（S1~S6）组成。IKCa通道广泛表达于机体多种细胞，主要的病理生理学功能是参与组织纤维化、血管舒缩、炎性增生和钙化、免疫应答、恶性肿瘤的发生等[4]。KCa通道在细胞迁移中的研究以IKCa通道为主，本文针对IKCa通道在细胞迁移中的作用及其研究进展做一综述。

1 IKCa通道与小胶质细胞迁移

小胶质细胞是中枢神经系统的固有免疫效应细胞。现有研究证实，IKCa通道表达于大鼠的小胶质细胞，有助于脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）介导的小胶质细胞活化和神经毒性[5,6]。

小胶质细胞的活化需要钙信号传导。UTP可通过激活P2Y受体促进小胶质细胞迁移活动，阻断IKCa通道或钙释放激活钙（Ca2+release-activated Ca2+channels，CRAC）通道则抑制迁移。Roger[7]等证实P2Y2受体对IKCa和CRAC通道具有选择性激活作用，可促进小胶质细胞的Ca2+信号转导和迁移。

2 IKCa通道与肿瘤细胞迁移

IKCa通道参与肿瘤的组织入侵和癌细胞的DNA损伤反应，近年来已被证明对肿瘤放疗耐药起重要作用。

2.1 IKCa通道与卵巢癌细胞迁移

ATP促进的卵巢癌SKOV-3细胞迁移，可通过转染相应核糖核酸内切酶制备的siRNA（Endoribonuclease-prepared siRNA，esiRNA）敲低P2Y2受体或IKCa通道而受到抑制[8]。

2.2 IKCa通道与胶质母细胞瘤细胞迁移

胶质母细胞瘤中存在IKCa通道表达，用IKCa特异性siRNA和阻滞剂处理细胞，其迁移和侵袭活动受到明显抑制[9-11]。此外，IKCa通道也参与趋化因子（CXC chemokine ligand 12，CXCL12）诱导的胶质母细胞瘤细胞迁移[12]。阻断GL261胶质瘤细胞的IKCa通道，可辅助替莫唑胺（Temozolomide，TMZ）发挥其抗肿瘤作用[13]。

2.3 IKCa通道与肝癌细胞迁移

IKCa通道在人肝癌细胞株HepG2中有表达[14]，且低分化肝癌组织中表达明显升高。用IKCa通道特异性siRNA和阻滞剂处理，可抑制HepG2细胞的迁移和增殖。此外，IKCa通道可通过诱导上皮-间质转化（Epithelial-mesenchymal transition，EMT），从而促进肝细胞癌细胞迁移和侵袭[15]。

2.4 IKCa通道与子宫内膜癌细胞迁移

子宫内膜癌是女性生殖系统常见的恶性肿瘤，高表达IKCa通道的癌组织中的子宫内膜细胞的增殖率明显上升[16]。研究者用IKCa通道特异性阻断剂TRAM-34处理子宫内膜癌细胞系HEC-1-A和Ishikawa，发现两种细胞的迁移和侵袭能力降低[17]。

2.5 IKCa通道与乳腺癌细胞迁移

三阴乳腺癌（Triple-negative breast cancer，TNBC）组织中IKCa通道蛋白表达增加，且TNBC细胞系中有功能性IKCa通道存在。用IKCa通道特异性siRNA和阻滞剂处理细胞，显著抑制细胞增殖和迁移[18]。

3 IKCa通道与平滑肌细胞迁移

血管平滑肌细胞通过迁移和增殖活动参与动脉粥样硬化发生和发展过程。大鼠颈动脉球囊损伤后，阻断IKCa通道可抑制颈动脉再狭窄发生。Tharp[19]等用IKCa通道特异性siRNA和阻滞剂处理猪冠状动脉平滑肌细胞发现，血小板源性生长因子-BB（Platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB）所诱导的细胞迁移被明显抑制。

阻断人支气管平滑肌细胞的IKCa通道，也可抑制PDGF诱导的迁移和增殖[20]。此外，支气管过敏小鼠的气道平滑肌细胞中的IKCa通道mRNA和蛋白表达升高。阻断IKCa通道，可抑制哮喘型人支气管平滑肌细胞的增殖和迁移[21]。

4 IKCa通道与破骨细胞迁移

破骨细胞中存在自发且短暂的IKCa通道电活动，且该电活动与细胞膜的移动速度直接相关[22]。作为一种常见钙和骨代谢调节剂，伊班膦酸钠及其它相关化合物对破骨细胞前体细胞IKCa通道电流的有一定影响，并且以浓度依赖的方式抑制LPS刺激的细胞迁移活动[23]。

5 IKCa通道与树突状细胞迁移

迁移的树突状细胞通过水通道和离子通道进行高度动态的物质交换，以完成体积的频繁变化。Shao[24]等发现，在低Cl-培养基中阻断IKCa通道，可干扰CCL19/CCL21诱导Ca2+内流，抑制树突状细胞迁移。抑制IKCa通道可导致肺树突状细胞对CCL19/CCL21的趋化性减弱[25]。此外，IKCa通道也可促进人未成熟树突状细胞迁移动[26]。

6 IKCa通道与炎症细胞迁移

炎症反应发生时，炎症细胞受到炎症信号的影响迁移到炎症部位，发挥作用。目前，已有报道证明IKCa通道参与部分炎症细胞的迁移活动。

6.1 IKCa通道与中性粒细胞迁移

有研究表明，IKCa通道在人外周血中性粒细胞和小鼠骨髓中性粒细胞中均有表达。阻断IKCa通道，中性粒细胞体积调节、趋化和化学动力学性质明显下降[27]。在急性肺损伤小鼠模型中，也可观察到IKCa通道敲除小鼠的炎症部位招募中性粒细胞的效率明显降低。

6.2 IKCa通道与单核细胞迁移

Schilling等[28]发现Kca通道参与MCP-1（Monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）或LPC（Lysophosphatidylcholine，LPC）刺激的单核细胞迁移。此外，IKCa通道也介导棕榈酸诱导的单核细胞跨内皮迁移[29]。

6.3 IKCa通道与T淋巴细胞迁移

T淋巴细胞在迁移过程中，在细胞前形成前缘，细胞后形成尾足。研究显示，IKCa通道和瞬时受体电位M7型（Transient receptor potential melastatin 7，TRPM7）通道在尾足的定位与胞内Ca2+水平的振荡有关，阻断IKCa通道和TRPM7通道，T细胞的迁移受抑制[30]。

7 IKCa通道与星形胶质细胞迁移

星形胶质细胞是脑内起支持和分隔神经细胞的作用的一类细胞[31]。研究显示，划痕实验可诱导反应性星形胶质细胞IKCa通道表达上调，阻断IKCa通道，可抑制划痕引起的星形胶质细胞增殖和迁移[32]。

8 IKCa通道与血管生成

有研究证实，IKCa通道对某些因素的响应参与血管生成，如血管内皮生长因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF）和碱性成纤维细胞生长因子（Basic fibroblast growth factor，bFGF）[33]。

Yang等[34]研究发现，IKCa通道参与EGF刺激人脐静脉内皮细胞的增殖，迁移和小管形成过程。在小鼠碱烧伤角膜模型中，TRAM-34可抑制EGF诱导的角膜血管生成。

9 IKCa通道与纤维细胞迁移

纤维细胞多存在于外周血及结缔组织中。Albrecht等[35]首先发现成纤维细胞的迁移活动需要钾通道参与。Glenn等[36]从健康受试者和哮喘患者的外周血中分离培养纤维细胞，均检测到IKCa通道的表达，且IKCa通道特异性阻滞剂可显著抑制纤维细胞的迁移。

10 总结与展望

细胞迁移对多种生理或病理过程有重要的意义，如本文所述，研究IKCa钾通道对细胞迁移的调控作用具有重要理论价值和临床意义。但目前关于IKCa通道在细胞迁移中的作用研究尚有不足，例如，IKCa通道参与细胞迁移的细胞种类研究相对局限；IKCa通道影响细胞内Ca2+具体机制少有深入研究；参与IKCa通道影响细胞迁移的胞内信号通路相关研究较少等。血管壁干/祖细胞的迁移、增殖、分化活动在血管重塑中起着重要作用，尽管KCa通道在部分细胞迁移方面已有研究报道，但其在血管壁SCA1+细胞相关方面缺如。目前，本课题组的研究已经证实血管壁SCA1+细胞上有IKCa通道和SKCa通道表达。探明KCa通道在血管壁SCA1+细胞活动中的作用，对血管重塑调控机制的阐释、疾病治疗和药物筛选有着重要意义。