某些疾病，如哮喘和慢性阻塞性肺疾病（COPD），由于气道内产生过多黏液，从而导致呼吸困难。圣路易斯华盛顿大学医学院的新研究为阻碍不适宜的粘液产生提供了线索。“新的研究为研发某些疾病，如哮喘、慢性阻塞性肺疾病、肺囊性纤维化疾病，甚至某些癌症的治疗方法提供基础，它还解决了一个20年来的迷，那就是一种蛋白质长期以来一直与这些疾病相关的作用，”资深作者Thomas J. Brett，他是一名医学博士兼副教授。这项研究近日发表在eLife杂志上。

大约20年前，CLCA1蛋白质被发现。气道细胞中高水平的CLCA1与粘液的过度产生有长期的关系。当时的研究表明CLCA1是一个在细胞膜的表面开了一个小孔的离子通道，使带电粒子流进入或离开细胞。因为这个通道是在细胞膜的表面转移氯离子，所以CLCA1被标记为氯离子通道。一般来说，不同的离子在运动中进出细胞管理着许多重要的过程，如黏液的分泌、心脏的节律甚至脑功能。

“原来，CLCA1被误认为氯离子通道，因为当细胞表达CLCA1时，它们产生了氯电流。但是当我们更好地了解蛋白质的三维结构后，该领域的研究人员开始意识到CLCA蛋白不能成为通道。于是问题出现了，如果它们没有通道，那么如何激活这些电流？”Brett说。

七年前，在哺乳动物中首次发现的一种蛋白质被证明是成为这个难以捉摸的通道类型，称为TMEM16A。它是一种在气道细胞中无处不在的通道。如此之多的TMEM16A，就像CLCA1的水平升高，也与典型的气道黏液高分泌疾病，包括哮喘和慢性阻塞性肺病有关。

根据Brett和他的同事，包括共同作者Colin G. Nichols博士，细胞生物学和生理学教授、Monica Sala-Rabanal博士，医学研究者，和Zeynep yurtsever，研究生助理称，新的研究现在已经关联到这两种蛋白，研究表明增加CLCA1的表达可以增加细胞附近的TMEM16A通道。

Brett说：“我们不认为CLCA1确实打开了通道，事实上，通道能在没有CLCA1的情况下运行功能。我们认为它只是简单地保持通道在较长的一段时间存在于细胞的表面。它只是累积了较多的小孔让离子通过而已。这是一个独特的发现，我们不知道任何其他这类蛋白和通道之间相互作用的例子。”

研究还表明，它们值得研究的方面在于这两种蛋白质的大家庭。如果这些蛋白质家族成员密切相关，也彼此互动，就可以扩大到对各种疾病，如不同类型的癌症和心血管疾病方面的应用。例如，TMEM16通道和CLCA蛋白已与某些类型的癌症包括扩散到肺的乳腺癌和一些心血管疾病，如心律失常和心衰等相关，这就表明在这一领域可能对未来的研究产生深远的影响。

布雷特还说，该小组将继续研究这些相互作用来了解更多关于如何增加或减少蛋白质的表达或通道可能会如何影响电流，并对气道疾病可能造成什么影响。

“导致太多的粘液的条件，我们可能感兴趣来设计一些方法阻断这些电流或者是减少它们，另一方面，这些通道电流可能可以弥补在囊性纤维化中基因缺陷，这种基因的缺失导致粘液太粘稠，在这种情况下，我们可能对激活或唤醒这些电流感兴趣，”Brett补充说。

       本文由Washington University School of Medicine in St. Louis提供