电压门控钾离子通道Kv1.5与肿瘤论文
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・综述・
电压门控钾离子通道Kvl.5与肿瘤
陈志达 曾文容林斌吴欣宇 吴进
【摘要】
电压门控钾离子通道Kvl.5广泛表达于多种类型肿瘤并参与肿瘤细胞增殖、凋亡、周期
等过程。某些抗肿瘤药物可通过影响Kvl.5通道的表达进而影响肿瘤的生物进程。Kvl.5通道是肿瘤 治疗的新靶点,研究Kvl.5通道可以进一步了解肿瘤细胞发生、发展的机制,并有助于研制出新的抗肿 瘤药物,为肿瘤治疗提供新的更好的方法。
A.K(+)channels and cell cycle
Physiol,2013,4:220.DOI:
[15]Lan
um
M,Shi Y,Han Z,et a1.Expression of delayed rectifier potassi—
progression in tumor
cells[J].Front
【关键词】肿瘤;抗肿瘤药;Kvl.5钾通道
基金项目:国家自然科学基金(81402217)
Voltage-gated potassium channel Kvl.5 and Wu Jin.+Department
cancer
Chen Zhida+,Zeng Wenrong,Lin Bin,Wu Xinyu,
channels and their possible roles in proliferation of human gastric
cancer
10.3389/fphys.2013.00220.
cells[J].Cancer
Biol
Ther,2005,4(12):1342.1347.
[2]Pardo
些Kv通道亚型异常表达并参与了肿瘤细胞生物学
行为的调节,提示这些Kv通道有可能成为肿瘤分子
治疗的新靶点‘1 0’11。。有研究表明与正常细胞相比,
某些肿瘤细胞中Kvl.5通道的表达增多,提示Kvl.5 通道与肿瘤细胞的发生、发展密切相关。1}B。
2.1
恶性程度呈负相关。即在恶性程度最低的星形细胞 瘤组织中为高表达,在中等恶性程度的少突神经胶质 细胞瘤组织中为中度表达,在恶性程度最高的成胶质 细胞瘤组织中却是低度表达。这些研究说明Kvl.5
关的位点,改变Kvl.5通道的表达,从而达到促进肿 瘤凋亡的效果。22I。Wong等。23。用DCA处理不同分
重要条件。[an等。15’也得到了同样的结论。他们发 现Kvl.5通道在胃癌细胞株和组织中均为高表达,利 用针对Kvl.5通道的干扰RNA可抑制Kvl.5通道的 表达,从而抑制胃癌细胞的增殖和裸鼠成瘤。
can
of cellular functions such
as
proliferation,apoptosis,
and cell cycle.Several types of antineoplastie drugs logical processes.Kvl.5 is identified will contribute
肿瘤治疗的潜在新靶点。有的抗肿瘤药物可以影响
Kvl.5通道的表达,提示某些抗肿瘤药物可能通过影
粒体一NFAT—Kvl.5轴可诱发肿瘤细胞凋亡。
2.3
响Kvl.5通道而产生抗肿瘤细胞的作用,但对其如 何通过影响Kvl.5通道而产生抗肿瘤作用的具体机 制仍知之甚少,且缺乏足够的临床评估证据,而且目
前尚未有专门针对Kvl.5通道这一靶点的抗肿瘤药 物。研制出新的、高效而又安全的针对Kvl.5通道
作者单位:363000漳州,厦门大学附属东南医院骨科全军骨科中 D(陈志达、曾文容、林斌、吴进),神经科(吴欣宇) 通信作者:吴进,Email:wuxinyu0102@163.con
万方数据
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2
Kvl.5通道与肿瘤细胞的关系 近年来大量研究证明在多种类型肿瘤细胞中,一
心房肌复极化、房颤、控制成肌细胞增殖和肌细胞生 成’6 o、调节细胞周期蛋白的表达‘7 o和平滑肌张力‘8 J。
此外Kvl.5通道还可维持可兴奋性细胞的功能,维
DOI:10.3760/cma.j.issn.1673422X.2016.02.014
持细胞的静息电位,稳定细胞内环境、干预细胞的分
裂和分化,参与细胞的凋亡L9 J。
钾离子通道广泛存在于人身体各部位的细胞,在 细胞的多种生理活动中发挥着重要的作用。1。。根据
其不同的生理特性、药理特点和结构特征,主要分为 以下4类:电压门控钾离子(voltage—gated
potassium
蛋白,其基本结构是由4个结构相同的仅亚基和数
目不定的辅助亚基.B亚基组成。4个相同的Kva亚
Kvl.5通道与肿瘤分级分期的关系
目前关于Kvl.5通道与肿瘤分级分期的关系仍 存在争论。Arvind等‘20。研究了9例弥漫性星形细胞 瘤、1 1例混合型星形细胞瘤和40例胶质母细胞瘤病 例样本中Kvl.5通道的表达后发现:Kvl.5通道在高
的抗肿瘤药物,将为肿瘤治疗提供更多、更好的选择。
万方数据
LA,Stuhmer W.The
roles of
K(+)channels
in
cancer[J].
DOI:10.1096/0.06-6200eom. [16]Spitzner
to
as a
change the expression of Kvl.5 and then affect the bio—
novel target for therapy in human cancer.The researches of Kvl.5
gain
a
further understanding of the molecular mechanism of tumor and provide therapeutic op—
型。现概述Kvl.5通道的功能特征及Kvl.5通道与 肿瘤关系的研究进展。
1 1.1
定的通道而起作用,通过与Kv0【的结合而改变Kv通
道的门控特性∞o。 1.2功能特征
Kvl.5通道的结构和功能特征 结构特征 Kvl.5通道是由KCNA基因编码的一种跨膜糖
Kvl.5通道参与了细胞的诸多生物学过程,包括
用相当于一个分子伴侣,与Kvot亚基共同装配成稳
channels,Kv)通道、Ca2+激活型钾离子(Ca2+一activa—
ted potassium
channel,KCa)通道、内向整流钾离子通
道和双P区型钾离子通道。2。。目前已经克隆出的Kv
通道可分成Kvl、Kv2、Kv3、Kv4等若干类型。3。每一 类型通道根通道的一个亚
道抑制剂对细胞的增殖和周期均无明显的影响,这说 明Kv通道的活化是细胞完成增殖和G.一S期转换的
是否具有一定的相关性,有怎样的相关性还不能过早
地下结论,需要进一步研究。
3抗肿瘤药物对Kvl.5通道的影响 近年来在研究肿瘤细胞Kvl.5通道功能时学者 们使用抗肿瘤药物二氯乙酸二异丙胺(dichloroace— tate,DCA)来抑制线粒体丙酮酸脱氢酶激酶及其他相
通道的表达程度与所在肿瘤细胞或组织的恶性程度
Kvl.5通道在肿瘤中的表达及与肿瘤增殖的
关系
Bielanska等¨≯通过Western blotting和免疫组织
化学的方法研究了Kvl.5通道在12种常见肿瘤和相
对应的正常组织中的表达水平,发现超过半数的肿瘤 组织中Kvl.5通道的表达水平明显增高。Zhanping 等‘14 o发现在人卵巢癌细胞A2780上有包括Kvl.5通 道在内的多种Kv通道存在。非特异性的Kv通道抑 制剂4一氨基吡啶,可明显地抑制A2780细胞的增殖, 并阻滞细胞于G,期,而KCa和ATP敏感性钾离子通
Spitzner等¨叫通过反转录.聚合酶链反应发现人结肠 癌细胞株T84中包括Kvl.5通道在内的多种Kv通 道异常表达,进一步的研究发现Kv通道是通过影响
化程度的子宫内膜癌细胞并观察其凋亡情况,结果显 示,DCA使得Kvl.5通道表达上调,从而导致侵袭性
肿瘤细胞株发生凋亡,而对照组非肿瘤细胞没有发生
分化的弥漫性星形细胞瘤中的表达水平高于低分化 的胶质瘤;在胶质母细胞瘤病例样本中,Kvl.5通道 高表达者预后更好,但差异并没有统计学意义。 Preussat等L21。利用反转录一聚合酶链反应技术研究了
Kvl.5通道在不同类型的人类神经胶质瘤组织中表 达水平,发现Kvl.5通道的表达水平与肿瘤组织的
4结语 Kvl.5通道可调控多种肿瘤细胞的细胞周期,是
瘤具有需氧糖酵解这样的独特代谢特征,而Kvl.5 通道与肿瘤的需氧糖酵解过程密切相关,提示其可能 参与凋亡抵抗并且作为治疗靶位。该研究还发现线 粒体.NFAT.Kvl.5轴与线粒体丙酮酸脱氢酶激酶是
肿瘤治疗中重要的靶位。Sutendra等‘1 9。也证实了线
过降低细胞内的钾离子浓度,促进线粒体释放细胞色 素c,激活细胞凋亡蛋白酶,进而影响细胞的凋亡过
程心'1 7I。Bonnet等[1 8。的研究显示,Kvl.5通道表达 的改变,会对肿瘤细胞凋亡和周期产生影响,因为肿
通道的激活。在此研究基础上可以进一步研究槲皮 素对肿瘤细胞Kvl.5通道的影响,以明确槲皮素是 否能通过影响Kvl.5通道而产生抗癌作用。
基共同组装成同源四聚体,形成通道复合物的孔区及 电压敏感区,而每一亚基主要包含3部分:由6个跨 膜蛋白分子节段(S1~S6)构成通道的主体部分、N 末端和c末端。同一家族不同亚家族成员也可组装 形成异源四聚体,使得Kv通道具有结构和功能的多 样性‘4:。在Kvl.5通道中,B亚基本身不形成功能性 通道。Kvl3亚基是与Kv通道相关的细胞膜蛋白,作
cancer.
portunity for the prevention and treatment of
【Key words】
Neoplasms;Antineoplastic agents;Kv 1.5 potassium channels
Fund program:National Natural Science Foundation of China(81402217)
【Abstract】The
voltage—gated potassium channels Kv 1.5 is widely expressed in the plasma membranes
can
of numerous tumor cells and it
contribute to
a
variety
鼠心室细胞的Kvl.5通道电流,提出这是长期用他
Kvl.5通道与肿瘤细胞凋亡和周期的关系 Kvl.5通道影响细胞凋亡的机制是:激活后,通
莫昔芬抗乳腺癌治疗的患者发生心律失常的原因。 Yang等‘26。用抗癌物质槲皮素处理非洲蟾蜍卵母细
胞上的野生型和突变型hKvl.5通道,发现槲皮素可 以增加野生型hKvl.5通道电流,加速野生型hKvl.5
・132・
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[J].Gynecol Oncol,2007,104(2):455-460.DOI:10.1016/j.
参考文献
[1]Ouadid—Ahidouch
H,Ahidouch
ygyno.2006.08.033.
of Orthopaedics,Affiliated
Southeast Hospital
of Xiamen
University,Orthopaedic Center
of
People’S Liberation Arm)".Zhangzhou 363000.C^ina Corresponding author:阢£Jin,Emaif:wuxinyu0102@163.COrn
凋亡。Xie等‘24。发现,使用DCA联合顺铂处理宫颈 癌HeLa细胞株,能够使HeLa细胞株的Kvl.5通道
表达增多,从而促进HeLa细胞凋亡,因此提出DCA 联合顺铂化疗会产生协同效应促进肿瘤细胞凋亡。
E1
细胞内的pH值和ca2+信号的传导而不是通过影响 细胞的体积来调节细胞的增殖的。
2.2
Gebeily和Fiset_25。发现他莫昔芬可以显著增强小
・综述・
电压门控钾离子通道Kvl.5与肿瘤
陈志达 曾文容林斌吴欣宇 吴进
【摘要】
电压门控钾离子通道Kvl.5广泛表达于多种类型肿瘤并参与肿瘤细胞增殖、凋亡、周期
等过程。某些抗肿瘤药物可通过影响Kvl.5通道的表达进而影响肿瘤的生物进程。Kvl.5通道是肿瘤 治疗的新靶点,研究Kvl.5通道可以进一步了解肿瘤细胞发生、发展的机制,并有助于研制出新的抗肿 瘤药物,为肿瘤治疗提供新的更好的方法。
A.K(+)channels and cell cycle
Physiol,2013,4:220.DOI:
[15]Lan
um
M,Shi Y,Han Z,et a1.Expression of delayed rectifier potassi—
progression in tumor
cells[J].Front
【关键词】肿瘤;抗肿瘤药;Kvl.5钾通道
基金项目:国家自然科学基金(81402217)
Voltage-gated potassium channel Kvl.5 and Wu Jin.+Department
cancer
Chen Zhida+,Zeng Wenrong,Lin Bin,Wu Xinyu,
channels and their possible roles in proliferation of human gastric
cancer
10.3389/fphys.2013.00220.
cells[J].Cancer
Biol
Ther,2005,4(12):1342.1347.
[2]Pardo
些Kv通道亚型异常表达并参与了肿瘤细胞生物学
行为的调节,提示这些Kv通道有可能成为肿瘤分子
治疗的新靶点‘1 0’11。。有研究表明与正常细胞相比,
某些肿瘤细胞中Kvl.5通道的表达增多,提示Kvl.5 通道与肿瘤细胞的发生、发展密切相关。1}B。
2.1
恶性程度呈负相关。即在恶性程度最低的星形细胞 瘤组织中为高表达,在中等恶性程度的少突神经胶质 细胞瘤组织中为中度表达,在恶性程度最高的成胶质 细胞瘤组织中却是低度表达。这些研究说明Kvl.5
关的位点,改变Kvl.5通道的表达,从而达到促进肿 瘤凋亡的效果。22I。Wong等。23。用DCA处理不同分
重要条件。[an等。15’也得到了同样的结论。他们发 现Kvl.5通道在胃癌细胞株和组织中均为高表达,利 用针对Kvl.5通道的干扰RNA可抑制Kvl.5通道的 表达,从而抑制胃癌细胞的增殖和裸鼠成瘤。
can
of cellular functions such
as
proliferation,apoptosis,
and cell cycle.Several types of antineoplastie drugs logical processes.Kvl.5 is identified will contribute
肿瘤治疗的潜在新靶点。有的抗肿瘤药物可以影响
Kvl.5通道的表达,提示某些抗肿瘤药物可能通过影
粒体一NFAT—Kvl.5轴可诱发肿瘤细胞凋亡。
2.3
响Kvl.5通道而产生抗肿瘤细胞的作用,但对其如 何通过影响Kvl.5通道而产生抗肿瘤作用的具体机 制仍知之甚少,且缺乏足够的临床评估证据,而且目
前尚未有专门针对Kvl.5通道这一靶点的抗肿瘤药 物。研制出新的、高效而又安全的针对Kvl.5通道
作者单位:363000漳州,厦门大学附属东南医院骨科全军骨科中 D(陈志达、曾文容、林斌、吴进),神经科(吴欣宇) 通信作者:吴进,Email:wuxinyu0102@163.con
万方数据
国匾盟疸堂苤查!!!!至!爿筮箜鲞箜!塑』!堕Q!!!!:£!!坐!型!!!!:∑型:!!:堕!:1
2
Kvl.5通道与肿瘤细胞的关系 近年来大量研究证明在多种类型肿瘤细胞中,一
心房肌复极化、房颤、控制成肌细胞增殖和肌细胞生 成’6 o、调节细胞周期蛋白的表达‘7 o和平滑肌张力‘8 J。
此外Kvl.5通道还可维持可兴奋性细胞的功能,维
DOI:10.3760/cma.j.issn.1673422X.2016.02.014
持细胞的静息电位,稳定细胞内环境、干预细胞的分
裂和分化,参与细胞的凋亡L9 J。
钾离子通道广泛存在于人身体各部位的细胞,在 细胞的多种生理活动中发挥着重要的作用。1。。根据
其不同的生理特性、药理特点和结构特征,主要分为 以下4类:电压门控钾离子(voltage—gated
potassium
蛋白,其基本结构是由4个结构相同的仅亚基和数
目不定的辅助亚基.B亚基组成。4个相同的Kva亚
Kvl.5通道与肿瘤分级分期的关系
目前关于Kvl.5通道与肿瘤分级分期的关系仍 存在争论。Arvind等‘20。研究了9例弥漫性星形细胞 瘤、1 1例混合型星形细胞瘤和40例胶质母细胞瘤病 例样本中Kvl.5通道的表达后发现:Kvl.5通道在高
的抗肿瘤药物,将为肿瘤治疗提供更多、更好的选择。
万方数据
LA,Stuhmer W.The
roles of
K(+)channels
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cancer[J].
DOI:10.1096/0.06-6200eom. [16]Spitzner
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as a
change the expression of Kvl.5 and then affect the bio—
novel target for therapy in human cancer.The researches of Kvl.5
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a
further understanding of the molecular mechanism of tumor and provide therapeutic op—
型。现概述Kvl.5通道的功能特征及Kvl.5通道与 肿瘤关系的研究进展。
1 1.1
定的通道而起作用,通过与Kv0【的结合而改变Kv通
道的门控特性∞o。 1.2功能特征
Kvl.5通道的结构和功能特征 结构特征 Kvl.5通道是由KCNA基因编码的一种跨膜糖
Kvl.5通道参与了细胞的诸多生物学过程,包括
用相当于一个分子伴侣,与Kvot亚基共同装配成稳
channels,Kv)通道、Ca2+激活型钾离子(Ca2+一activa—
ted potassium
channel,KCa)通道、内向整流钾离子通
道和双P区型钾离子通道。2。。目前已经克隆出的Kv
通道可分成Kvl、Kv2、Kv3、Kv4等若干类型。3。每一 类型通道根通道的一个亚
道抑制剂对细胞的增殖和周期均无明显的影响,这说 明Kv通道的活化是细胞完成增殖和G.一S期转换的
是否具有一定的相关性,有怎样的相关性还不能过早
地下结论,需要进一步研究。
3抗肿瘤药物对Kvl.5通道的影响 近年来在研究肿瘤细胞Kvl.5通道功能时学者 们使用抗肿瘤药物二氯乙酸二异丙胺(dichloroace— tate,DCA)来抑制线粒体丙酮酸脱氢酶激酶及其他相
通道的表达程度与所在肿瘤细胞或组织的恶性程度
Kvl.5通道在肿瘤中的表达及与肿瘤增殖的
关系
Bielanska等¨≯通过Western blotting和免疫组织
化学的方法研究了Kvl.5通道在12种常见肿瘤和相
对应的正常组织中的表达水平,发现超过半数的肿瘤 组织中Kvl.5通道的表达水平明显增高。Zhanping 等‘14 o发现在人卵巢癌细胞A2780上有包括Kvl.5通 道在内的多种Kv通道存在。非特异性的Kv通道抑 制剂4一氨基吡啶,可明显地抑制A2780细胞的增殖, 并阻滞细胞于G,期,而KCa和ATP敏感性钾离子通
Spitzner等¨叫通过反转录.聚合酶链反应发现人结肠 癌细胞株T84中包括Kvl.5通道在内的多种Kv通 道异常表达,进一步的研究发现Kv通道是通过影响
化程度的子宫内膜癌细胞并观察其凋亡情况,结果显 示,DCA使得Kvl.5通道表达上调,从而导致侵袭性
肿瘤细胞株发生凋亡,而对照组非肿瘤细胞没有发生
分化的弥漫性星形细胞瘤中的表达水平高于低分化 的胶质瘤;在胶质母细胞瘤病例样本中,Kvl.5通道 高表达者预后更好,但差异并没有统计学意义。 Preussat等L21。利用反转录一聚合酶链反应技术研究了
Kvl.5通道在不同类型的人类神经胶质瘤组织中表 达水平,发现Kvl.5通道的表达水平与肿瘤组织的
4结语 Kvl.5通道可调控多种肿瘤细胞的细胞周期,是
瘤具有需氧糖酵解这样的独特代谢特征,而Kvl.5 通道与肿瘤的需氧糖酵解过程密切相关,提示其可能 参与凋亡抵抗并且作为治疗靶位。该研究还发现线 粒体.NFAT.Kvl.5轴与线粒体丙酮酸脱氢酶激酶是
肿瘤治疗中重要的靶位。Sutendra等‘1 9。也证实了线
过降低细胞内的钾离子浓度,促进线粒体释放细胞色 素c,激活细胞凋亡蛋白酶,进而影响细胞的凋亡过
程心'1 7I。Bonnet等[1 8。的研究显示,Kvl.5通道表达 的改变,会对肿瘤细胞凋亡和周期产生影响,因为肿
通道的激活。在此研究基础上可以进一步研究槲皮 素对肿瘤细胞Kvl.5通道的影响,以明确槲皮素是 否能通过影响Kvl.5通道而产生抗癌作用。
基共同组装成同源四聚体,形成通道复合物的孔区及 电压敏感区,而每一亚基主要包含3部分:由6个跨 膜蛋白分子节段(S1~S6)构成通道的主体部分、N 末端和c末端。同一家族不同亚家族成员也可组装 形成异源四聚体,使得Kv通道具有结构和功能的多 样性‘4:。在Kvl.5通道中,B亚基本身不形成功能性 通道。Kvl3亚基是与Kv通道相关的细胞膜蛋白,作
cancer.
portunity for the prevention and treatment of
【Key words】
Neoplasms;Antineoplastic agents;Kv 1.5 potassium channels
Fund program:National Natural Science Foundation of China(81402217)
【Abstract】The
voltage—gated potassium channels Kv 1.5 is widely expressed in the plasma membranes
can
of numerous tumor cells and it
contribute to
a
variety
鼠心室细胞的Kvl.5通道电流,提出这是长期用他
Kvl.5通道与肿瘤细胞凋亡和周期的关系 Kvl.5通道影响细胞凋亡的机制是:激活后,通
莫昔芬抗乳腺癌治疗的患者发生心律失常的原因。 Yang等‘26。用抗癌物质槲皮素处理非洲蟾蜍卵母细
胞上的野生型和突变型hKvl.5通道,发现槲皮素可 以增加野生型hKvl.5通道电流,加速野生型hKvl.5
・132・
国匪盟疸堂苤查!!!!生!旦筮箜鲞筮!翅』!堕Q!!!!:!!!里!型!Q!!:!!!:箜:盟!:!
[J].Gynecol Oncol,2007,104(2):455-460.DOI:10.1016/j.
参考文献
[1]Ouadid—Ahidouch
H,Ahidouch
ygyno.2006.08.033.
of Orthopaedics,Affiliated
Southeast Hospital
of Xiamen
University,Orthopaedic Center
of
People’S Liberation Arm)".Zhangzhou 363000.C^ina Corresponding author:阢£Jin,Emaif:wuxinyu0102@163.COrn
凋亡。Xie等‘24。发现,使用DCA联合顺铂处理宫颈 癌HeLa细胞株,能够使HeLa细胞株的Kvl.5通道
表达增多,从而促进HeLa细胞凋亡,因此提出DCA 联合顺铂化疗会产生协同效应促进肿瘤细胞凋亡。
E1
细胞内的pH值和ca2+信号的传导而不是通过影响 细胞的体积来调节细胞的增殖的。
2.2
Gebeily和Fiset_25。发现他莫昔芬可以显著增强小