關(guān)于蛋白質(zhì)的作用與粘液產(chǎn)生的謎團已經(jīng)探索了20年，今日華盛頓大學(xué)的研究者對此提出了新見(jiàn)解可能開(kāi)辟哮喘、慢阻肺、囊性纖維化和其它疾病的新療法。此研究發(fā)表于eLife雜志上。

    哮喘和慢阻肺等疾病患者產(chǎn)生大量粘液使得呼吸困難。

    囊性纖維化患者體內，產(chǎn)生的粘液過(guò)厚而堵塞肺部和消化道。

    此研究的重要性在于揭示離子通道——特殊蛋白（在細胞膜上產(chǎn)生小孔并幫助調節帶電離子進(jìn)出細胞）。

    離子通道使得細胞能夠發(fā)送和接受電子信號，并對健康發(fā)揮重要作用，如分泌粘液物質(zhì)，控制心臟節律和支持腦功能。

    例如，氯離子進(jìn)出細胞有助于控制粘液的產(chǎn)生（氣管和其它氣道的保護襯）。

    但是，如囊性纖維化和哮喘等疾病是產(chǎn)生過(guò)厚粘液，使得呼吸困難和增加感染風(fēng)險。

    研究探討離子通道及其在粘液過(guò)量分泌中的作用約20年前，科學(xué)家確認CLCA1蛋白（高水平存在于氣道細胞襯液）與粘液過(guò)量分泌相關(guān)。很長(cháng)一段時(shí)間內，CLCA1被視為一種氯離子通道，因CLCA蛋白家族細胞膜貌似可在細胞內外移動(dòng)氯離子。

    最終，越來(lái)越多的線(xiàn)索被發(fā)現，科學(xué)家確定CLCA蛋白并非離子通道而是觸發(fā)物；其可激活通道從而允許氯離子通過(guò)細胞膜。但尚不清楚CLCA蛋白觸發(fā)哪類(lèi)離子通道。

    Brett 教授指出，“細胞表達CLCA1時(shí)會(huì )產(chǎn)生氯電流。當我們隊蛋白三維結構了解更多時(shí)，研究者開(kāi)始意識到CLCA蛋白不可能是離子通道。因此問(wèn)題產(chǎn)生了，若它們不是離子通道，那它們如何激活電流？”

    Brett 教授及其團隊發(fā)現，當人類(lèi)細胞釋放CLCA1時(shí)，若通道檢測到存在鈣離子后，CLCA1會(huì )引起氯離子的釋放。

    研究團隊注意到由CLCA1觸發(fā)的氯離子的移動(dòng)與氯離子通過(guò)TMEM16A通道的方式相似。研究者決定探討這兩種蛋白是否存在相關(guān)性。

    蛋白觸發(fā)離子通道是一項“獨特的發(fā)現”

    7年前僅在哺乳動(dòng)物中發(fā)現的TMEM16A大量存在于細胞襯液中。過(guò)多的TMEM16A,如過(guò)多的CLCA1與哮喘和慢阻肺等呼吸系統疾病中粘液過(guò)多分泌相關(guān)。

    Brett 教授及其團隊顯示，CLCA1觸發(fā)TMEM16A,CLCA1表達的增加可增加周?chē)毎蠺MEM16A通道的數目。

    這一發(fā)現具有廣泛影響。若此蛋白家族其它成員間彼此間相互作用，可能會(huì )為癌癥和心血管等其它疾病帶來(lái)一線(xiàn)希望。

    例如，TMEM16通道和CLCA蛋白與某些癌癥相關(guān)，包括擴散至肺部的乳腺癌。也與心血管疾病相關(guān)，如心律不齊和心臟衰竭。

    研究團隊會(huì )繼續研究蛋白和通道間的關(guān)系，其表達增加或降低可能對離子流動(dòng)的影響以及對氣道疾病的影響。

    編譯自：Study uncovers new clues about overproduction of mucus in asthma and COPD.MNT.2015