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據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年，乳腺癌已取代肺癌成為全球第一大癌癥。 根據(jù)不同因素，乳腺癌主要治療方式有手術(shù)、化療、放療、激素療法以及靶向療法。 因乳腺癌發(fā)現(xiàn)時(shí)多為中晚期，治療難度已非常大，若是又發(fā)生轉(zhuǎn)移，治愈則會(huì)難上加難。

美國塔夫茨大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一項(xiàng)題為“Potassium channel-driven bioelectric signalling regulates metastasis in triple-negative breast cancer”的研究，該研究發(fā)現(xiàn)通過操控鉀離子通道的表達(dá)改變?nèi)幮匀橄侔═riple-negative Breast Cancer，TNBC）細(xì)胞的靜息電位（Resting Membrane Potential，RMP）會(huì)促進(jìn)體外侵襲、體內(nèi)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移，并伴有細(xì)胞粘附有關(guān)基因表達(dá)變化，但可利用胺碘酮（一種抗心律失常藥物）阻斷TNBC細(xì)胞的內(nèi)源性K+通道來逆轉(zhuǎn)RMP狀態(tài)，減少乳腺癌細(xì)胞體外遷移和體內(nèi)轉(zhuǎn)移。

目前還沒有直接針對癌癥入侵細(xì)胞的臨床可用療法，因此，轉(zhuǎn)移仍然是癌癥患者死亡的主要原因。 而三陰性乳腺癌亞型約占所有乳腺癌病例的15%，被稱為“乳腺癌中的絕癥”。 與其他亞型

相比，其5年預(yù)后較差、轉(zhuǎn)移可能性高、總生存期縮短。 此外，其激素受體陰性，對激素藥物不敏感，因此迫切需要更有效的治療方法。

表1 乳腺癌分子分型的標(biāo)志物檢測和判定

細(xì)胞的靜息電位，即質(zhì)膜上的凈離子電流為零的膜電位，通常保持在一個(gè)負(fù)值。 靜息電位取決于豐富離子（ K+ 、Na+ 、Ca2+和Cl－ ）的濃度梯度、膜對這些離子的滲透性、以及離子通道的表達(dá)和活性。 由于這些因素變化，細(xì)胞的RMP可以表現(xiàn)為超極化（更負(fù)）或去極化（更正）。 癌細(xì)胞的生物電特性與正常細(xì)胞有很大的不同： 癌細(xì)胞RMP更加去極化，且離子通道表達(dá)和活性失調(diào)。 先前研究已經(jīng)證明，Na+和 K+通道活性可以調(diào)節(jié)乳腺癌的遷移、入侵和轉(zhuǎn)移。

雖然已知K+通道活性調(diào)節(jié)正常細(xì)胞的RMP，但這一點(diǎn)尚未在TNBC細(xì)胞中得以證實(shí)。 因此，為了確定哪些離子在TNBC細(xì)胞的RMP中占主導(dǎo)地位，研究人員將人類乳腺癌細(xì)胞系（LM2、MDA-MB-231、SUM159、MDA-MB-468和BT20）和永生化的正常乳腺上皮MCF10A細(xì)胞放在一系列細(xì)胞外溶液中。 實(shí)驗(yàn)中觀察到，與生理K+濃度相比，用不斷增加的K+細(xì)胞外濃度培養(yǎng)細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)移性LM2、MDA-MB-231、SUM159和MDA-MB-468的細(xì)胞群明顯去極化，但對轉(zhuǎn)移性差的BT20或健康上皮系MCF10A則沒有影響。在Na+或Cl－溶液中培養(yǎng)則對任何系的RMP都沒有影響。

有趣的是，RMP增加也與細(xì)胞系的轉(zhuǎn)移潛力有關(guān)。 在細(xì)胞外K+濃度增加的情況下，轉(zhuǎn)移潛力大的細(xì)胞系比轉(zhuǎn)移潛力小或健康的MCF10As有相對更大的去極化。這表明，K+通道在人類乳腺癌腫瘤中是上調(diào)的，TNBC細(xì)胞的RMP是由K+通道活動(dòng)調(diào)節(jié)。

為了研究K+電導(dǎo)以及由此引起的RMP變化對乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移的潛在影響，研究人員采用MDA-MB-231和MDA-MB468細(xì)胞系表達(dá)兩種不同類型的綠色熒光蛋白標(biāo)記的K+通道，結(jié)果表明，相對于MCF10A健康乳腺上皮細(xì)胞，上述細(xì)胞系的RMP明顯更負(fù)。 研究人員也研究了K+通道驅(qū)動(dòng)的超極化對3D細(xì)胞侵襲的影響，結(jié)果表明K+通道驅(qū)動(dòng)的RMP超極化促進(jìn)了TNBC細(xì)胞遷移和侵襲。 小鼠異種移植模型研究也表明K+通道驅(qū)動(dòng)的RMP超極化促進(jìn)體外TNBC細(xì)胞遷移和侵襲，體內(nèi)腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。

在確定K+通道過表達(dá)和超極化會(huì)引起TNBC細(xì)胞系的深刻表型變化后，研究人員試圖進(jìn)一步確定其細(xì)胞遷移機(jī)制。K+通道已被證明通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平來驅(qū)動(dòng)細(xì)胞遷移，因此研究人員首先采用羅丹明（鈣敏感熒光染料）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)K+誘導(dǎo)的TNBC細(xì)胞超極化并未通過Ca2+信號(hào)驅(qū)動(dòng)遷移。 為了確定基因表達(dá)變化是否可以解釋上述結(jié)果，研究人員又進(jìn)行了RNA測序，差異表達(dá)分析顯示，通道過度表達(dá)系中差異表達(dá)的基因數(shù)量顯著；主成分確定細(xì)胞RMP的變化對基因表達(dá)有顯著影響。總而言之，K+通道驅(qū)動(dòng)的RMP超極化引起基因表達(dá)顯著變化，上調(diào)細(xì)胞黏附通路。觀察到的細(xì)胞粘附相關(guān)基因上調(diào)表明，K+通道過表達(dá)可能改變TNBC細(xì)胞的粘附和形態(tài)，進(jìn)一步研究證實(shí)K⁺通道驅(qū)動(dòng)的RMP超極化與細(xì)胞形狀和粘著信號(hào)的變化有關(guān)。

鈣粘蛋白-11已被證明可驅(qū)動(dòng)上皮癌轉(zhuǎn)移，特別是在乳腺癌中，鈣粘蛋白-11與細(xì)胞遷移、上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化和促進(jìn)轉(zhuǎn)移有關(guān)。先前的數(shù)據(jù)收集中發(fā)現(xiàn)，CDH11 mRNA水平與38.5%（20/52）的TNBC患者K+通道中mRNA水平呈正相關(guān)，因此，研究人員選擇研究鈣粘蛋白-11在K+通道中的驅(qū)動(dòng)作用。為了確定CDH11基因的表達(dá)增加是否與鈣粘蛋白-11表達(dá)增加相對應(yīng)，團(tuán)隊(duì)也對K+過表達(dá)的231細(xì)胞系中的鈣粘蛋白-11進(jìn)行了量化研究。接下來，研究人員用先前在乳腺癌細(xì)胞中使用的siRNA誘導(dǎo)CDH11基因敲除，并在MDA-MB-231 K+通道過度表達(dá)中測量對細(xì)胞遷移和粘附的影響，結(jié)果表明超極化細(xì)胞的2D遷移和3D侵襲增加是由鈣粘蛋白-11和MAPK信號(hào)驅(qū)動(dòng)的。

為了確定靶向乳腺癌細(xì)胞的RMP治療轉(zhuǎn)移性疾病的可行性，研究人員研究了K+通道阻滯劑對細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移的影響，選擇四種已知可阻斷K+通道并與其他腫瘤抗癌作用相關(guān)的臨床可用藥物： 胺碘酮、卡維地洛、丙咪嗪和硫里噠嗪。經(jīng)過篩選后，胺碘酮憑借較大的去極化作用入選后續(xù)實(shí)驗(yàn)。胺碘酮是III類抗心律失常藥物，已知可阻斷電壓門控和內(nèi)向整流鉀通道，并已被證明可提高肝細(xì)胞癌患者生存率。

實(shí)驗(yàn)中，MDA-MB-231細(xì)胞在兩種濃度下的2D細(xì)胞遷移顯著減少，MDA-MB-468細(xì)胞在10 μM濃度下的2D細(xì)胞遷移顯著減少。有趣的是，胺碘酮還影響了鈣粘蛋白-11的表達(dá)水平。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，10 μM胺碘酮處理的MDA-MB-231和MDA-MB-468細(xì)胞增殖減少。在TNBC小鼠模型中，使用K+通道阻滯劑胺碘酮可以從藥理學(xué)角度靶向乳腺癌細(xì)胞的生物電狀態(tài)，減少乳腺癌細(xì)胞遷移和肺轉(zhuǎn)移。

胺碘酮的抗癌作用可通過心臟適應(yīng)癥使用的同等標(biāo)準(zhǔn)治療水平更低的劑量來實(shí)現(xiàn)，從而避免先前報(bào)道的非靶向毒性。離子通道阻滯劑，如胺碘酮，由于其普遍性和已知的安全性，為藥物再利用提供了豐富資源。 不過，研究人員也表示，雖然確實(shí)在MDA-MB-231和MDA-MB-468細(xì)胞中觀察到較高濃度的胺碘酮在體外具有抗增殖作用，但除了阻斷外向鉀通道外，據(jù)報(bào)道胺碘酮在某些條件下還能阻斷心肌細(xì)胞的內(nèi)向鈉和鈣電流，因此不能完全將觀察到的MDA-MB-231細(xì)胞的去極化現(xiàn)象歸因于單獨(dú)的鉀通道阻斷。

綜上所述，研究團(tuán)隊(duì)證實(shí)了TNBC細(xì)胞超極化驅(qū)動(dòng)遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移，可通過藥理學(xué)去極化RMP靶向，這種超極化與基因表達(dá)的顯著變化有關(guān)。揭示了RMP對腫瘤促進(jìn)遷移信號(hào)通路的重要性，并確定了乳腺癌轉(zhuǎn)移的新治療靶點(diǎn)。