藥物靶標的選擇和藥物靶向傳遞的能力是藥物開發的關鍵所在。最常見的藥物靶標是膜蛋白，例如G蛋白偶聯受體、離子通道和轉運體，很少有人將相鄰細胞之間的緊密連接(TJ)膜蛋白作為藥物靶標。最近，TJ在細胞生物學方麵的進展，揭示了TJ的屏障功能和防禦功能，表明以TJ作為藥物開發的靶標有著廣闊前景。
屏障功能和藥物傳遞
緊密連接膜蛋白Occludin和Claudin是控製物質穿過內皮和上皮細胞間連接的關鍵部件，直到上世紀90年代被發現之後，對細胞間路徑/TJ機製的研究才開始逐步取得進展。研究人員建議，將以TJ為靶標的藥物傳遞係統分為兩類：第一代TJ調節劑(沒有針對TJ的特異性成分)和第二代TJ調節劑(即針對TJ的特異性成分)。
第一代TJ調節劑疏水分子的吸收主要通過簡單擴散從細胞膜頂部進入上皮細胞。相反，親水分子不能通過上皮細胞層。
調整TJ屏障為低通透性藥物的傳遞提供了可能。其實，早在20世紀60年代，人們就開始把TJ調整基因作為滲透促進劑進行研究。最初，常用表麵活性劑和螯合劑增加藥物的滲透性，後來發現膽鹽和脂肪酸也能增加藥物的滲透性。進一步研究這些滲透促進劑的作用機製後發現，有一些是通過細胞間途徑來提高藥物滲透性的--通過EDTA激活蛋白激酶 C耗竭細胞外鈣和調節連接的完整性，導致細胞間隙擴大。目前臨床上常用鈉鹽作為吸收促進劑-- 原理是通過磷脂酶C激活誘導鈣依賴型肌動蛋白細絲收縮，從而打開TJ。其他調節TJ的滲透促進劑包括一氧化氮供體、甾體洗滌劑酰基肉堿和黏附聚合物。
雖然這些物質增強了藥物的滲透性，但在使用過程中也伴隨著很多問題：靶分子的組織特異性非常低、有毒物質侵入、破壞細胞膜等。
第二代TJ調節劑Occludin調節劑通過Oc鄄cludin調節TJ的公認方法是防止毗鄰Occlu din分子的相互作用。研究曾經表明，一種與Occludin細胞外區域相對應的合成肽，可以調節TJ的滲透性。據觀察，TJ滲透性的變化和Occludin水平下降之間存在聯係，而當用Occludin肽調節細胞時，TJ的其他成分，如Zo-1、Zo-2和Cingulin並沒有受到影響。
另一種與Occludin細胞外環相對應的短肽(14個氨基酸)可能是腸道和氣道上皮細胞TJ調節子的一個新原型。此外，融入Oc鄄 cludin的睾丸特異性配體肽能夠特異、可逆地調節血睾屏障。因此，這些肽可以作為Oc cludin細胞外環路的拮抗劑，通過幹擾細胞側膜 Occludin分子間的相互作用來調節TJ。一個分子靶向分子融合到一個Occludin調節器，就可以產生一個新的藥物輸送策略。
Claudin調節劑Claudin是TJ發揮屏障功能和選擇性離子運輸的一個關鍵分子。與Occlud in相似， Claudin也是由四個跨膜蛋白和兩個細胞外區域組成。但目前尚未有用與Claudin細胞外區域相對應的合成肽來調節TJ的相關報道。產氣莢膜梭菌腸毒素(CPE)有兩個功能域：N端細胞毒性域和C末端受體結合域。19 97年發現了CPE受體；1999年發現Claudin-4是相同的CPE受體。C端CPE(C-CPE)處理的結果是，緊密連接的完整性下降，同時Claudin-4水平下降。還有研究發現，C-CPE增強空腸吸收的能力是臨床用作吸收促滲劑的癸酸鈉的400多倍。此外，Claudin-1和Claudin-5缺陷小鼠的數據顯示，Claudin -1、Claudin-5通過表皮給藥和通過血腦屏障給藥都是有效的。
防禦功能和藥物開發
TJ的防禦功能對維持細胞極性發揮了極其重要的作用。極性細胞表麵蛋白不對稱分布，如離子通道、載體和受體。TJ防禦功能失調導致膜蛋白極性位置的改變，這表明Claudin可間接參與藥物靶點。
Claudin下調和腫瘤Claudin水平減少可能與細胞極性失調和惡性腫瘤有關。事實上，Claud in-1在乳腺癌和結腸癌中是降低的；Claudin-7在浸潤性乳癌和頭頸癌中是下降的。這些癌症中TJ蛋白表達減少與大家普遍接受的觀念是一致的，即腫瘤形成伴隨著TJ斷裂，這一過程在癌症細胞失去凝聚力、侵襲性、缺乏分化中可能起著重要作用。此外，Claudin-4過度表達伴有體內、外胰腺細胞侵入可能性的顯著減少。致癌Raf-1轉染到唾液腺上皮細胞株，導致Claudin-1下調和TJ功能損失。這些研究結果顯示，一個激活的Claudin屏障保持細胞極性可能是一種新型抗腫瘤劑，能夠阻礙惡性腫瘤的進展。最近，研究人員研究表明，低甲基化Claudin-4等位基因與Claudin-4在卵巢癌細胞株的過度表達相一致。而且，脫甲基劑細胞治療導致Claudin-4陰性卵巢癌細胞發生了Claudin-4的表達。除了Claudin、Occludin啟動子的 CpG島在人肝癌和小鼠黑色素瘤中高度甲基化，Occludin的後生遺傳沉默至少在某種程度上也可能參與了腫瘤的發展。綜合考慮，Claudin和 O c鄄cludin表達的外遺傳控製可能也是一種新的腫瘤治療策略。
Claudin上調和腫瘤Claudin缺失被認為是細胞黏附缺失機製和癌症轉移發展的重要步驟。然而，許多Claudin(如 Claudin-3和Claudin-4)在多種癌症(如卵巢癌、前列腺癌和乳癌)中表現為典型的上調。這提示Claudin在腫瘤發生中有正麵影響作用。Claudin-1和Claudin-4均在鱗狀細胞癌中表達，Claudin-3和Claudin-4表達與卵巢癌細胞的侵襲、活力和細胞存活的增加有關。
考慮到Claudin在TJ屏障和維持細胞極性中扮演了重要角色，Claudin上調似乎和腫瘤發生相矛盾。對於這種差別有兩種解釋：首先，Claudin過度表達可能導致TJ屏障功能障礙。Claudin在外側膜形成異型和同型條帶，相鄰的條帶彼此聯合，從而形成TJ屏障。條帶中 24個Claudin家族成員的組合對於TJ屏障性質具有關鍵性決定作用，其比例發生改變可引起TJ屏障遺漏結構的形成。這表明，在某些生理條件下 Claudin對於TJ屏障起著主導的負調控作用。其次，在初始轉移階段，Claudin可直接發揮作用。Claudin過度表達促進了基質金屬蛋白酶 (MMP)的活性。MMP是一個前轉移因子，介導膜型基質金屬蛋白酶(MT-MMP)。Claudin-1和 Claudin-3/Claudin-4 通過分別加工口腔鱗狀細胞癌細胞和卵巢上皮細胞中的MMP，增強侵入活動。C laudin和MT-MMP並不受限於TJ條帶，並在細胞膜中局部擴散。所以，Claudin也許能夠固定MMP和M T-MMP，這導致侵入機製複合物的形成。這些研究結果表明，有些Claudin可以針對腫瘤藥物，像 CPE在Cla udin表達腫瘤中表現出抗腫瘤活性，如對乳腺癌、卵巢癌和胰腺癌細胞。
總之，細胞極性異常靶因子可能是發現藥物的最佳候選。以claudin為基礎的策略，可以促使開發一種新型藥物。
相關鏈接
上皮細胞連接複合體位於細胞側膜的頂部，由三種成分構成：TJ、黏附連接和橋粒。黏附連接和橋粒處相鄰細胞間隙為15～20納米，而在TJ處相鄰細胞膜彼此緊密相接，細胞間隙完全封閉，被稱為吻合點。在一些簡單的上皮層中，黏附連接和橋粒對相鄰細胞的機械連接發揮重要作用，而TJ對細胞間的封閉有至關重要的作用。
1993年，Furuse等人發現了TJ帶的第一個成分膜蛋白Occludin；1998年他們又發現了新的TJ帶成分--Claudin-1和Claudin-2。
TJ具有兩個重要功能：屏障作用和防禦作用。屏障功能對組織劃分有重要作用，可調節藥物傳遞到靶組織的能力。細胞都具有極性，轉運體和受體等膜分子的定位都由TJ控製，防止膜兩側物質自由進出。在某些疾病狀態下，例如癌症，TJ的功能異常會導致細胞極性破壞，表明TJ蛋白可能是一個藥物靶向分子。
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