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01??介 紹

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? ??Claudin是一種由多基因家族CLDN編碼的四次跨膜蛋白，存在于所有上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中。它們作為緊密連接的重要組成部分，位于上皮細(xì)胞的頂部-側(cè)面膜處，通過(guò)自聚和細(xì)胞間相互作用連接相鄰細(xì)胞的膜，從而形成屏障。這種緊密連接阻止分子在細(xì)胞之間穿過(guò)并維護(hù)細(xì)胞的極性。因此，Claudin蛋白在調(diào)節(jié)細(xì)胞間隙通透性和維護(hù)上皮和內(nèi)皮細(xì)胞層的細(xì)胞間黏附方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用(1,2)。

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02?人Claudin（CLDN）基因組

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? ? ?在哺乳動(dòng)物體內(nèi)，Claudin家族由24個(gè)基因組成，其表達(dá)具有組織特異性。例如，Claudin-7在小腸和大腸中高度表達(dá)，而Claudin-6在這些組織中則不表達(dá)。值得注意的是，人類和靈長(zhǎng)類缺乏CLDN-13基因，該基因主要存在于小鼠和嚙齒動(dòng)物中（3）。

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? ? ?此外，由于選擇性起始位點(diǎn)或剪接的原因，Claudin-10、Claudin-18和Claudin-19存在兩種亞型，這使得Claudin蛋白的種類數(shù)量增加到27種。CLDN基因很小，其不包含或包含少量?jī)?nèi)含子。在人染色體上，幾對(duì)高度同源的CLDN基因緊密相鄰。例如，CLDN6和CLDN9位于染色體16上，相距僅200個(gè)堿基對(duì)。類似地，染色體4上的CLDN22和CLDN24，染色體21上的CLDN8和CLDN17，以及染色體7上的CLDN3和CLDN4，相距均在50 kb以內(nèi)。這種基因組結(jié)構(gòu)表明，基因復(fù)制是Claudin遺傳多樣性的推動(dòng)力（4,5）。

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03?蛋白結(jié)構(gòu)

? ? ? 人Claudin是一類很小的蛋白質(zhì)，其大小在21到34 kDa之間。它們的表達(dá)受各種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子在轉(zhuǎn)錄水平或轉(zhuǎn)錄后水平的調(diào)節(jié)(6)。 Claudin的一般結(jié)構(gòu)包括四個(gè)跨膜區(qū)域，其中N-和C-末端延伸到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，以及稱為ECL1和ECL2的兩個(gè)細(xì)胞外環(huán)。N末端序列通常很短，包含大約5-7個(gè)氨基酸，而C末端序列長(zhǎng)度變化很大，并具有極高的序列異質(zhì)性。

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? ? ? 晶體結(jié)構(gòu)顯示：ECL形成一個(gè)反平行的β-折疊。ECL1通常包含四個(gè)β-鏈和一個(gè)單個(gè)的細(xì)胞外螺旋，而ECL2由一個(gè)單個(gè)的β-鏈和一個(gè)3D跨膜區(qū)域的細(xì)胞表面暴露域組成(7,8)。ECL1中的兩個(gè)高度保守的半胱氨酸殘基可以形成二硫鍵以穩(wěn)定蛋白質(zhì)構(gòu)象。ECL1參與細(xì)胞旁路通道轉(zhuǎn)運(yùn)，并決定細(xì)胞間透過(guò)運(yùn)輸?shù)碾姾蛇x擇性?；诜肿咏Ｑ芯?，ECL2被假設(shè)以螺旋-轉(zhuǎn)折-螺旋的結(jié)構(gòu)折疊，并通過(guò)疏水相互作用與相鄰的細(xì)胞膜上的Claudin形成二聚體 (7,8)。

04? Claudin的功能調(diào)節(jié)

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? ? ?Claudin可根據(jù)序列同源性和ECL1域中帶電殘基的數(shù)量被分為兩組，即經(jīng)典和非經(jīng)典。功能研究表明，經(jīng)典Claudin可以作為不透水的屏障，降低細(xì)胞間隙對(duì)水和可溶性離子的整體滲透性。相反，非經(jīng)典Claudin可能構(gòu)成孔道，促進(jìn)選擇性離子滲透。此外，Claudin家族成員可以通過(guò)其跨膜結(jié)構(gòu)域在單個(gè)細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行順式作用，也可以通過(guò)它們?cè)谙噜徏?xì)胞之間的ECLs進(jìn)行反式作用與彼此互動(dòng)，從而建立具有選擇性滲透性的強(qiáng)大和緊密的細(xì)胞間連接，它可以基于電荷和大小允許使部分離子和小分子得以通過(guò)。

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? ? ?Claudin的細(xì)胞質(zhì)C末端域包含一個(gè)PDZ結(jié)合基序，該基序能夠與包含PDZ域的支架蛋白直接相互作用。此外，該末端結(jié)構(gòu)域還是各種翻譯后修飾的靶點(diǎn)；例如酯化作用會(huì)影響蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性/半衰期，絲氨酸/蘇氨酸和酪氨酸磷酸化可以調(diào)節(jié)屏障功能（10）。例如，蛋白激酶A和C的磷酸化可以導(dǎo)致Claudin-3和Claudin-4的細(xì)胞間隙通透性增加；賴氨酸缺陷的蛋白激酶4（WNK4）可以導(dǎo)致多個(gè)Claudin磷酸化并增加細(xì)胞間隙通透性（11）。

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05??病理生理學(xué)中的Claudin

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? ? ?CLDN基因的突變會(huì)引起多種人類疾病。例如，CLDN1基因突變會(huì)導(dǎo)致以皮膚逐漸脫落和膽管阻塞為代表的新生兒魚鱗病硬化性膽管炎綜合征 [12]。CLDN16表達(dá)于鎂和鈣被細(xì)胞間隙重吸收的腎臟亨氏袢升支的緊密連接處。CLDN16基因突變導(dǎo)致一種罕見的鎂重吸收障礙性疾病，稱為家族性低鎂血癥 [13]。CLDN19基因突變與眼部疾病有關(guān)，如視網(wǎng)膜缺損、眼球震顫和近視。CLDN14表達(dá)于內(nèi)耳上皮細(xì)胞中，當(dāng)其發(fā)生突變時(shí)會(huì)導(dǎo)致非綜合征性隱性遺傳性耳聾 [14]。Claudin家族部分成員還參與感染過(guò)程：Claudin-1、Claudin-6和Claudin-9能與病毒蛋白相互作用，其是丙型肝炎病毒進(jìn)入的共受體 [15]，而Claudin-3和Claudin-4是腸道內(nèi)Clostridium perfringens腸毒素的細(xì)胞表面受體 [16]。

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? ? ? 此外， Claudin家族多個(gè)成員在腫瘤中異常表達(dá)。Claudin-1在乳腺癌和結(jié)腸癌中表達(dá)下調(diào)，而Claudin-3和Claudin-4在乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌和胰腺癌中表達(dá)大幅度上調(diào)（17）。緊密連接在維持上皮完整性方面起著重要作用，而緊密連接結(jié)構(gòu)的喪失可能導(dǎo)致癌細(xì)胞的侵襲并最終轉(zhuǎn)移。因此，Claudins的異常表達(dá)可能導(dǎo)致緊密連接的紊亂，促進(jìn)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT），從而對(duì)細(xì)胞遷移和轉(zhuǎn)移產(chǎn)生影響（10）。此外，Claudin表達(dá)水平的改變可能導(dǎo)致細(xì)胞間隙通透性的變化，從而對(duì)組織生理和代謝產(chǎn)生影響。在腫瘤發(fā)展過(guò)程中，緊密連接往往出現(xiàn)松動(dòng)，而Claudins常常與通過(guò)激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的方式促進(jìn)腫瘤增殖和侵襲（10）。

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? ? ? Claudin的表達(dá)是上皮組織健康和完整性的指標(biāo)；多項(xiàng)研究已經(jīng)證實(shí)了Claudin作為生物標(biāo)志物的作用。目前在特定組織中以Claudin作為治療靶點(diǎn)的研究正在開展，其中包括使用毒素或毒素片段（例如Clostridium perfringens腸毒素的C端）進(jìn)行靶向治療。

06??Claudin作為治療靶點(diǎn)

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? ? ?針對(duì)Claudin的靶向治療在腫瘤學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注。雖然，Claudin在惡性組織和非惡性組織中都有表達(dá)。但是，大多數(shù)非惡性組織中的Claudin僅表達(dá)于細(xì)胞的緊密連接處，因此其并不容易受到抗體的影響。

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? ? ?上皮組織的惡性轉(zhuǎn)化會(huì)導(dǎo)致形態(tài)學(xué)改變和細(xì)胞間緊密連接的受損，從而讓Claudin暴露于外部環(huán)境。正常組織與腫瘤組織之間的Claudin的差異使得針對(duì)Claudin為抗體靶點(diǎn)的靶向治療對(duì)正常組織的副作用極小，顯示了以Claudin作為抗體治療靶點(diǎn)的優(yōu)越性。

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? ? ?針對(duì) Claudin 蛋白的多種藥物正在開發(fā)之中：如：Claudin-4是克雷伯氏菌腸毒素的細(xì)胞表面受體，因此克雷伯氏菌腸毒素的 C 端結(jié)構(gòu)域（C-CPE）可作為潛在的抗癌藥物，用于治療表達(dá) Claudin-4 的胰腺癌（7）。

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以 Claudin單克隆抗體進(jìn)行靶向治療的嘗試已經(jīng)開始，并在針對(duì)腫瘤的臨床試驗(yàn)中具有非常好的表現(xiàn)（5）。除此以外，針對(duì) Claudin 家族的抗體治療，在再生醫(yī)學(xué)、炎癥性疾病和病毒感染方面也極具潛力（18）。

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第一種進(jìn)入臨床的抗 Claudin 抗體是針對(duì) Claudin-18.2 的 zolbetuximab (IMAB362)。其在胃癌和胃食管結(jié)合部腫瘤中的臨床試驗(yàn)中顯示的療效，為以Claudin為靶點(diǎn)的更多研究提供了信心。

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07?結(jié)論

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? ? ? 目前，以 Claudin 家族蛋白作為治療靶點(diǎn)的研究穩(wěn)步增長(zhǎng)。為了支持該領(lǐng)域的研究，BPS Bioscience 開發(fā)出了一些列表達(dá)Claudin的細(xì)胞系，非常適合篩選Claudin 抗體或篩選針對(duì)Claudin的CAR（嵌合抗原受體）細(xì)胞。我們的 Claudin 抗體可用作結(jié)合或中和測(cè)定中的陽(yáng)性對(duì)照。

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08 Claudin細(xì)胞系產(chǎn)品

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09? Claudin抗體，蛋白和慢病毒相關(guān)產(chǎn)品

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