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紧密连接蛋白Claudin8的研究进展 刘娇阳 王沂峰[摘要] Claudin-8是紧密连接蛋白家族claudins的重要成员之一，在构建细胞紧密连接（tight junctions，TJs）、维持细胞屏障功能和参与细胞间分子传递等方面发挥作用Claudin-8的表达失调导致紧密连接破坏，屏障功能和分子传递功能受损，在多种组织和细胞中有致病作用，尤其和生殖系统和消化系统疾病、上皮源性恶性肿瘤等疾病的关系显著本文就Claudin-8的研究进行综述[关键词] 紧密连接；Claudin-8；泌尿生殖系统疾病；消化系统疾病；上皮源性恶性肿瘤[] R725.2 [] A [] 1673-9701（2018）18-0164-05[Abstract] Claudin-8 is one of the important members in the family of tight junction protein claudins. It plays a role in constructing tight junctions（TJs）， maintaining cell barrier function， and participating in intercellular molecule transfer. Deregulation of Claudin-8 leads to disruption of tight junctions and impaired barrier function and molecular transfer function， and it has pathogenic effects in many tissues and cells. In particular， it has a significant relationship with reproductive and digestive diseases and epithelial-derived malignancies. This article reviews the researches on claudin-8.[Key words] Tight junction； Claudin-8； Urinary and reproductive diseases； Digestive diseases； Epithelial-derived malignancies疾病的发生与发展受多方面因素共同作用，其中细胞间连接结构的变化使得细胞极性失调，黏附能力丧失，出现分子调控失序、肿瘤的侵袭与转移等生物学特性改变。

细胞连接主要分为封闭连接、锚定连接和通讯连接，紧密连接属于封闭连接的一种重要表型，参与细胞间连接结构的构建以及细胞旁微环境的调节紧密连接蛋白家族属于膜蛋白家族的一种，是组成细胞间紧密连接的重要组成成分之一，目前已被证实的有闭合蛋白（occudins）、紧密连接蛋白（claudins）、单一跨膜蛋白和胞膜锚定蛋白等Claudin-8是claudins蛋白家族之一，在维持细胞屏障功能和参与细胞间分子传递等方面发挥作用Claudin-8的表达失调导致紧密连接破坏，屏障功能和分子传递功能受损，与多种疾病的发生发展密切相关1 紧密连接蛋白Claudin-8概况1.1 Claudin-8的结构Claudins家族来源于同源基因，迄今已发现了27个claudins蛋白家族成员[1]Claudins相对分子质量在20～34 kDa之间，除了Claudin-13僅在啮齿类动物中表达外，均在人源组织或细胞中发现表达[2]Claudin-8的分子量为22 kDa，结构与其他claudins蛋白相似，有4个跨膜结构域、2个细胞外环和2条胞内尾区[3]，尾区可与其他紧密连接蛋白结合或参与信号传递，例如在肾细胞中，C端尾区可与多PDZ结构域蛋白1（multi-PDZ domain protein 1，MUPP1）的PDZ9结构域结合，Claudin-8和MUPP1在上皮细胞的紧密连接中相互作用，共同构成细胞间屏障[4]。

Claudin-8的编码基因CLDN8位于21q22区，有1个外显子，至少有6个启动子位点，这意味着CLDN8可进行不同方式的转录，产生具有生物学功能差异的转录产物对Claudin-8基因5端调控区序列的生物信息学分析结果表明，有HSF、AML-1a、Lyf-1、SRY、GCN4、CdxA等37个转录因子对Claudin-8基因的表达机制有潜在的调节作用，不同转录因子的组合可决定基因表达的特异性[5]1.2 Claudin-8的功能与调节Claudins家族最主要的意义，在于参与构建细胞的紧密连接框架，形成基本的细胞间屏障功能Claudin-8除了可以单独参与细胞连接的构建外，还可以促使Claudin-4移动至细胞膜区域，共同参与构建紧密连接敲除Claudin-8的表达后，Claudin-4在内质网和高尔基体结构中停滞，无法参与胞膜的屏障构成[6]，与家族其他蛋白不同，Claudin-8具有单独参与构建连接和辅助其他连接蛋白的双重功能与此同时，Claudins在细胞膜层面形成选择渗透性的孔隙，这些孔隙具有分子大小或者电荷的特异选择性，协调细胞间小分子传递，同时保持上皮细胞对大分子的屏障作用，有效维持细胞旁路运输通道的正常运转。

Amasheh S等[7]发现，Claudin-8在远端结肠上皮细胞中高表达，通过影响ENaC通道增加Na+的吸收，参与维持Na+离子梯度，形成的屏障可同时防止Na+反向渗漏Claudin-8形成的细胞旁通路通过调节电荷极性，影响离子的通过，在物质代谢和酸碱平衡中起到重要作用需要注意的是，claudins蛋白的屏障隔离作用以及分子传递作用并存，导致其在多种上皮组织的表达水平出现截然相反的结果，这与claudins的排列特点有关目前有假说[8]认为，每个紧密连接结构的分子链是由多种不同的连接蛋白，如闭合蛋白、紧密连接蛋白或其他跨膜蛋白连续交叉排列构成，claudins在不同的分子链中有着不同的作用，可以发挥屏障功能或者选择性运输功能，由此可以解释Claudin-8在不同细胞中屏障或传递功能差异较大的情况2 Claudin-8的主要分布Claudins家族在目前已知的上皮来源组织中均有表达Gunzel D等[9]根据物种来源和序列相似性将claudins蛋白家族分为4个集群以及8个亚集群，其中集群Ⅰ类包括Claudin-3、-4、-5、-6、-8、-9和-17，Claudin-8、-17同属于Ⅰ类下的B亚群。

来源和基因序列的相似程度决定了Claudin-8和同集群中的其他蛋白可能存在高度相似的表达和分布，这在探索Claudin-8蛋白的分布和功能的过程中，具有重要的参考价值在哺乳动物的肾单位中，Claudin-8主要分布于髓袢降支细段、远端小管、连接小管和集合管组织[10]，可充分发挥离子选择性传递功能，参与物质代谢和重吸收在啮齿类动物的消化道中，Claudin-8的表达水平按照小肠到结肠的消化道空间顺序依次增加[11]，各段消化道区域的物质传递功能不同，而Claudin-8随之呈现出梯度分布，Claudin-8很可能在各区段的分子传递中发挥不同的作用此外，Claudin-8在前列腺、膀胱、乳腺、皮肤、骨骼肌、味蕾和耳蜗等组织中也有表达[12，13]由此可见，Claudin-8广泛分布于上皮源性细胞，在营养分子或代谢产物交换频繁的组织中表达更为显著，例如肾小球和肠道上皮等区域这种分布的特异性表明Claudin-8作为膜蛋白的一员，不仅构成细胞连接，维护完整的上皮细胞结构，同时参与正常物质运输和传递，在维持生理性活动的动态平衡中有着不可或缺的作用3 Claudin-8与疾病的关系3.1 Claudin-8与泌尿生殖系统疾病肾通过尿液的生成和排泄，参与维持机体内环境的稳定。

Claudin-8表达异常，使得肾小管上皮细胞电解质传递失调，重吸收及分泌功能障碍Hou J等[6]研究表明，抑制Claudin-8的表达可降低肾集合管细胞旁通路对Cl-的渗透性，对Na+的渗透性无影响戈登综合征（Gordons syndrome）是常染色体显性遗传病，临床表现为高血压、高血氯、高血钾等症状，目前尚无有效的预防方法KLHL3是一种E3连接酶泛素离子通道蛋白，是戈登综合征的致病蛋白之一，研究[14]发现Claudin-8可被KLHL3直接结合，导致Claudin-8泛素化和降解，Cl-通透性改变，进一步引起血压升高和电解质紊乱由此推断，人为调整Claudin-8的表达有望改善细胞连接的物质传递功能，治疗遗传性肾脏代谢障碍糖尿病肾病的预后不佳，肾细胞的损伤与Claudin-8表达有关Eduardo Molina-Jijon等[15]发现，在Ⅰ型糖尿病模型小鼠的肾单位中，醛固酮通过SGK1和WNK4通路促进Claudin-8的转录与表达，异常缩紧紧密连接结构，降低细胞旁通路离子渗透性，导致糖尿病肾损害Guan M等[16]发现在非洲裔美国人群中，Claudin-8的表达与2型糖尿病导致的终末期肾衰竭有关。

靶向干扰Claudin-8的表达，有望缓解糖尿病肾病的进展肾细胞癌简称肾癌，是泌尿系统最常见的肿瘤之一，晚期转移患者生存率低寻找分子及细胞标志物进行精确的早期监测诊断和预后评估，具有重要意义有研究[17]表明，编码基因CLDN8在肾癌组织中表达下调然而，Zhu J等[18]发现和局限性肾癌（localized renal cell carcinoma，lRCC）相比，转移性肾癌（metastatic renal cell carcinoma，mRCC）中Claudin-8的表達水平反而明显升高由此推断，claudin-8在肾癌进展的不同阶段可能发挥截然不同的作用，有待进一步探索，为肾癌分子靶向治疗提供依据前列腺癌近年来在国内的发病率不断增加，大多数为雄激素依赖型Ashikari D等[19]发现编码基因CLDN8是雄激素的下游作用位点雄激素对CLDN8的影响呈时间依懒性，可激活CLDN8启动子区域的雄激素受体结合位点，参与CLDN8的转录翻译，促进雄激素依赖性前列腺癌细胞的增殖和迁移雄激素通过调节Claudin-8的表达影响前列腺癌的进展，靶向干扰CLDN8的转录翻译，有望阻断雄激素的作用链，抑制肿瘤细胞的发展，具有潜在的研究价值。

3.2 Claudin-8与消化系统疾病感染性腹泻由肠道中的病原体菌群引起，新病原体的出现以及耐药性的增加增加治疗和预后评估的难度肠道细胞中四环素的残留可下调Claudin-8的表达，破坏紧密连接屏障，出现菌群失调[20]布氏弓形杆菌和小肠结肠炎耶尔森菌的感染可导致肠上皮细胞Claudin-8表达下调[21，22]，由Claudin-8介导的跨膜运输遭到破坏，电解质转运失衡，引起腹泻Hering NA等[23]研究表明乳铁蛋白可通过抑制c-Jun激酶通路，上调耶尔森菌感染模型细胞中Claudin-8的表达，恢复紧密连接结构，由此可见，Claudin-8可作为检测感染性腹泻的预后指标炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohns disease，CD），是一组慢性非特异性的肠道炎性疾病，在我国的发病率逐年上升目前其病因尚未明确，治疗采用氨基水杨酸、糖皮质激素、免疫抑制剂等综合治疗，尚未找到有效的精准治疗手段Zeissig S等[24]发现在克罗恩病患者病理组织中，Claudin-8的表达降低同时重新分布，结肠上皮细胞的胞膜阳离子渗透性改变。

Clark PM等[25]发现在克罗恩病。