The roles of K+ channels in cancer

Abstract

Potassium channels are transmembrane proteins that selectively facilitate the flow of potassium ions down an electrochemical gradient. These molecules have been studied in great detail in the context of cell excitability, but their roles in less cell type-specific functions, such as cell proliferation, angiogenesis or cell migration, have only recently been assessed. Moreover, the importance of these channels for tumour biology has become evident. This, coupled with the fact that they are accessible proteins and that their pharmacology is well characterized, has increased the interest in investigating potassium channels as therapeutic targets in cancer patients.

SK4 channels modulate Ca2+ signalling and cell cycle progression in murine breast cancer

“…Aberrant K + efflux via oncogenic K Ca channels may affect multiple parameters in the breast tumour cell such as membrane potential, cytosolic Ca 2+ ([Ca 2+ ] i ), pH and cell volume (Huang and Jan, 2014; Huber, 2013). Current knowledge suggests that BK (Lallet‐Daher et al ., 2009; Parihar et al ., 2003; Stegen et al ., 2015) and SK4 (Ouadid‐Ahidouch et al ., 2004; Parihar et al ., 2003; Steinle et al ., 2011) activities are required for malignant growth of several tumour‐derived cell lines and of xenografts in immunocompromised mice, highlighting a general role of K Ca channels for cell cycle‐specific functions (Huang and Jan, 2014; Pardo and Stuhmer, 2014). Expression of SK4 and BK in cancer cells follows a cell cycle‐dependent mode (Ouadid‐Ahidouch et al ., 2004; Pardo et al ., 1998) and the mitogen‐dependent regulation of K Ca activity supports a role for both channels in malignant (Faouzi et al ., 2010; Lallet‐Daher et al ., 2009; Wang et al ., 2007a) and nonmalignant cell proliferation (Grgic et al ., 2005; Khanna et al ., 1999; Toyama et al ., 2008; Yu et al ., 2013).…”

Meme kanserinde Kv 1.3 ve Kv 10.1 voltaj bağımlı potasyum kanallarının inhibisyonunun oksidatif stres üzerindeki rolü

“…Kv 1.3 immün hücrelerindeki etkinliği ve hücre proliferasyonunda görev aldığı bilinmektedir [9]. Kv 1.3, Kv 1.5, Kv 10.1 ve Kv 11.1'in apoptozun düzenlenmesinde etkili oldukları bildirilmiştir [10]. DNA metilasyonu gibi epigenetik değişimler pankreas kanserinde Kv 1.3 kanalı tarafından düzenlendiği belirtilmiştir [11].…”

“…Kv10.1 genellikle beyinde eksprese olan bir kanal olup sinir sistemi dışında sağlıklı dokulardaki etkisi tam olarak bilinmemektedir. Ancak Kv 10.1 potasyum kanalı az miktarda da olsa plasentada, testiste ve böbrek üstü bezlerinde de bulunmaktadır [10]. Yapılan çalışmalar Kv10.1'in, tanı ve tedavi potansiyeline sahip olduğu ve kanserle ilişkili çok önemli bir tümör belirleyicisi olduğunu desteklemektedir [13,14] BULGULAR MCF-7 hücrelerinde kontrol grubuna göre Kv 1.3 voltaj kapılı potasyum kanalı inhibe edilen hücrelerde total antioksidan seviyesi istatistiksel olarak önemli bir azalma gösterirken; Kv 10.1 voltaj kapılı potasyum kanalı inhibe edilen hücrelerde ise istatistiksel olarak önemli derecede bir artma belirlendi (Şekil 1A.…”

“…İnsan embriyonik böbrek epitel hücresi olan HEK293 hücrelerinde katalaz kullanılarak oksidatif stres oluşturulması sonucu Kv 11.1 (hERG) kanalından potasyum akışını azaldığı belirlenmiştir [30]. Kv 10.1'in (KCNH1) mutant olması ya da eksikliği sonucu hücrede bulunan kanalın potasyum geçirgenliğini azalttığı; ancak bu azalmanın hücrenin kanserleşmesini engellemediği yapılan bir çalışmada bildirilmiştir [10]. Glioma, meme ve kolon kanserinde Kv 10.1 potasyum kanalının aşırı eksprese olduğu yapılan çalışmalarla bildirilmiştir [13,31].…”

Targeting potassium channels in cancer

“…Potassium channel expression in cancer Expression of various potassium channels that have been implicated in cancer. Red boxes indicate that overexpression is reported (in most cases) and that the channel enhances tumorigenic processes, for example by driving proliferation, cell migration, or metastasis (Bielanska et al, 2009;Williams et al, 2013;Pardo and Stühmer, 2014). Green boxes indicate that the channel expression is inversely correlated with tumor malignancy and clinical aggressiveness, such as KCNA5 in glioma (Preussat et al, 2003) and lymphoma (Bielanska et al, 2009), and KCNQ1 in colorectal cancer (Than et al, 2013).…”