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钙激活氯离子通道研究进展作者：谢瑞芳来源：《中国科技博览》2019年第10期[摘要]钙激活氯离子（CaCCs）是参与多样的重要的生理学进程的细胞质膜蛋白。
在上皮细胞中，CaCC的活性调节Cl-和其他阴离子的分泌，例如碳酸氢盐和硫氰酸盐。
在平滑肌和神经系统的可兴奋细胞中，CaCCs是连接细胞内Ca2+和膜去极化兴奋的一个重要角色。
最近的研究表明TMEM16A（跨膜蛋白16A或者ANO1）和TEMEM16B（跨膜蛋白16B或者ANO2）是CaCC形成蛋白。
本文通过介绍氯离子的种类以及钙激活氯离子通道参与的不同生理活动而对其有一个全面的了解。
[关键词]钙激活氯离子通道；TMEM16A；TEMEM16B；阴离子中图分类号：TP747 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0306-011氯离子通道的种类氯离子和其他阴离子的离子通道是细胞里的关键蛋白，涉及到许多生理活动。
例如细胞容积调节。
然而他们的分子身份仅仅有部分是已知的。
许多年前，大部分基于膜片钳技术的研究报道了以不同于生物物理学的性能，管理机制和药理学敏感性为特点的氯离子通道的存在。
激活机制包括通过细胞外配体，细胞内Ca离子浓度升高，cAMP依赖性信号通路磷酸化作用。
这些通路的一部分在分子水平上已经被确定：囊性纤维化跨膜传导调节因子（CFTR）作为上皮细胞的cAMP活化通道，γ-氨基丁酸和甘氨酸活化抑制突触的促离子型受体，CLC-1在骨骼肌，肾脏和内耳的CLC-Ka和CLC-Kb和无所不在的CLC-2。
其他Cl离子通道种类的特性是未知的且有很大争议。
2上皮细胞中的CaCC氯离子通道在上皮细胞中具有非常重要的作用，用于分泌或吸收所需的基本电解质和水。
CaCC是特别的包括通过外分泌腺和其他上皮分泌氯离子。
分泌的机制位于顶端和基底外侧膜极化上皮细胞是基于具体协调各种膜蛋白的活性。
基本模型假设通过激活布美他尼敏感的Cl-在细胞内积累Na+/K+/2Cl-（NKCC）协同转运蛋白，利用由Na+/K+-ATPase产生的Na+梯度以介导跨基底外侧膜的氯离子摄取。
• 314•中华实用诊断与治疗杂志2021年3月第35卷第3期J Chin Pract Diagn Ther.Mar. 2021, Vol. 35, No. 3•综述•氯离子通道蛋白在卵巢癌发生及发展中作用的研究进展陈国通1，张颖21.广东医科大学2018级，广东湛江524000:2.广东医科大学附属医院妇产科.广东湛江524000摘要：卵巢癌早期症状不典型，多数患者明确诊断时已处于中晚期，病死率较高。
氯离子通道相关蛋白如钙离子激活氯离子通道蛋白1、细胞内氯离子通道蛋内1等在维持细胞功能、细胞膜两侧电位和细胞状态中发挥重要作用。
氯离子通 道蛋白过表达可促进卵巢癌的发生、发展.其可作为卵巢癌诊断的新型肿瘤标志物、治疗靶点。
本文就氯离子通道蛋白在卵巢癌发生、发展中作用的研究进展作一综述。
关键词：卵巢癌；氣离子通道；肿瘤标志物Role of chloride ion channel in the occurrence and development of ovarian cancerCHEN Guo-tong1 . Z H ANG Ying'i.Oracle 2018^ Guangdong M edical University-, Zhunjiang-, Guan^Jong 524000 %Chi?ta; 2. De p artm ent o f Obstetricsand Gynecology ^the A f J iliatecl H ospital o f Guangdong M edical University^ Zhanj ian^ •GucuigcIo?tg 524000 *China Corresponding BUthor：Z H ANG Ying, E-mail：*********************Abstract ：The early symptoms of ovarian cancer are not typical, and mosl patients are in the middle and advanced stages at diagnosis, therefore the mortality rate is high. The expressions of chloride channel-related proteins as calcium-activated chloride channel protein 1. chloride intracellular channel protein 1and other proteins play important roles in maintaining cell function, potential on both sides of the cell membrane, and cell state. It is believed that the overexpression of chloride ion channel can promote the occurrence and development of ovarian cancer, and it can be used as a new tumor marker and therapeutic target for the diagnosis of ovarian cancer. This paper reviews the research progre.ss of the role of chloride ion channel in the occurrence and development of ovarian cancer.Keywords：ovarian cancer；chloride ion channel；tumor markers卵巢癌早期症状不典型，多数患者明确诊断时已 处于晚期，病死率较高L。
钙激活的氯离子通道
钙激活的氯离子通道（Calcium-activated Chloride Channels，CaCCs）是一种在细胞膜上表达的离子通道，它对氯离子（Cl-）具有高度选择性，并且可以被细胞内的钙离子（Ca2+）激活。
CaCCs 在许多生理过程中发挥着重要作用，例如细胞体积调节、神经元兴奋性、平滑肌收缩和腺体分泌等。
在神经元中，CaCCs 参与了突触传递和神经递质释放的调节；在平滑肌细胞中，CaCCs 参与了平滑肌收缩的调节；在腺体细胞中，CaCCs 参与了腺体分泌的调节。
CaCCs 由多个亚基组成，其中最主要的亚基是TMEM16A。
TMEM16A 是一种跨膜蛋白，它包含了6 个跨膜螺旋和1 个N 端和1 个C 端。
TMEM16A 可以与其他亚基结合形成功能性的离子通道。
CaCCs 的活性受到多种因素的调节，包括细胞内的Ca2+浓度、膜电位、pH 值和磷脂等。
其中，细胞内的Ca2+浓度是最主要的调节因素。
当细胞内的Ca2+浓度升高时，CaCCs 被激活，Cl-通过通道进入细胞内，导致细胞膜电位去极化和细胞体积增大。
CaCCs 的异常表达或功能失调与多种疾病有关，例如囊性纤维化、哮喘、慢性阻塞性肺病和膀胱癌等。
因此，CaCCs 已成为药物研发的重
要靶点之一。
TMEM16A：钙激活氯通道研究进展刘雅妮;张海林【摘要】钙激活氯通道(calcium-activated chloride channels,CaCCs)组织分布广泛,参与了众多生理过程,如感觉传导、神经和心肌兴奋性调节、腺体和上皮分泌等,甚至可能参与细胞分裂周期与细胞增殖.钙激活氯通道生理病理意义如此重要,但直到2008年才报道了跨膜蛋白16A(transmembrane protein 16A,TMEM16A)为钙激活氯通道的分子基础,同时研究揭示TMEM16A在一些肿瘤组织中表达明显上调.该文即对钙激活氯通道的生理、病理学意义进行综述.%The Ca + activated Cl channels ( CaCCs ) play a variety of physiological roles in many organs and tissues, including transduction of sensory stimuli, regulation of neuronal and cardiac excitability, and transepithelial Cl secretion. In addition, CaCCs may be involved in the cell division cycle and cell proliferation. The molecular identity of CaCCs remained controversial until 2008 when TMEM16A, a member of the transmembraneprotein 16 family, was identified as an important subunit of CaCCs. In this review, the physiological and pathophysiological roles of CaCCs are discussed.【期刊名称】《中国药理学通报》【年(卷),期】2011(027)011【总页数】4页(P1490-1493)【关键词】钙激活氯通道(CaCCs);跨膜蛋白16A;分子基础;构效关系;特异性;肿瘤【作者】刘雅妮;张海林【作者单位】河北医科大学药理学教研室,河北,石家庄,050017;河北医科大学药理学教研室,河北,石家庄,050017【正文语种】中文【中图分类】R-05;R341;R329.25;R977.6钙激活的氯通道(calcium-activated chloride channels，CaCCs)广泛分布在内皮细胞、上皮细胞、甚至血细胞等非兴奋细胞，及心肌细胞、神经细胞、血管平滑肌细胞等可兴奋细胞。
Anoctamin家族中钙激活氯离子通道调节剂筛选及应用研究进展吴明达;洪啟元;兰月娇;姚岚;习诗婷;刘雪莹;高俊涛;郑锴;郝峰【期刊名称】《中国药理学与毒理学杂志》【年(卷),期】2024(38)6【摘要】钙激活氯离子通道(CaCC)是一类能通过胞内钙离子激活转运氯离子的通道蛋白,其主要在神经元和肌细胞中参与调节膜电位、细胞内钙平衡和细胞兴奋性等重要的生理作用。
Anoctamin(Ano)家族中Ano1是最经典的CaCC,Ano1的靶向调节剂对癌症、囊性纤维化、高血压、腹泻和哮喘等疾病具有潜在治疗作用。
自2008年Ano1首次被发现后,先后出现了多种CaCC特异性调节剂的筛选方法,主要包括基于荧光蛋白的高通量初级筛选、电生理膜片钳技术和虚拟筛选,进而发现了多种药理学作用不同的小分子调节剂。
本文综述了目前较为主流的筛选方法的原理和优缺点,并对迄今发现的Ano1特异性调节剂的化学结构和潜在的应用进展进行综述。
【总页数】10页(P445-454)【作者】吴明达;洪啟元;兰月娇;姚岚;习诗婷;刘雪莹;高俊涛;郑锴;郝峰【作者单位】吉林医药学院检验学院;吉林医药学院公共卫生学院;吉林省人民医院;北华大学医学技术学院;吉林医药学院基础医学院【正文语种】中文【中图分类】R965;R915【相关文献】1.钙离子激活的氯离子通道蛋白TMEM16A在女性生殖系统中的研究进展2.基于钙激活氯离子通道的Piezo1通道调节剂高通量筛选模型的构建3.小鼠背根神经节中三个不同的钙激活氯离子通道基因家族的表达(英文)4.钙激活的氯离子通道蛋白A在肿瘤形成中作用的研究进展5.钙激活的氯离子通道Anoctamin 5在骨骼肌发育过程中的表达变化因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
tmem16a结构
TMEM16A（transmembrane protein 16A）是一种重要的跨膜蛋白，它在细胞膜上发挥着关键的生物学功能。
本文将深入探讨TMEM16A的结构和其在生物体内的作用。
TMEM16A是一种多肽蛋白，由多个螺旋状结构组成。
它在细胞膜上呈现出一个复杂的形态，其中包括许多膜通道的形成。
这些通道能够调节细胞内外的离子流动，从而影响细胞内的电位和细胞外的环境。
TMEM16A在多个生物体中都起着重要的作用。
例如，在人类身体内，TMEM16A被发现在多种组织和器官中表达，包括肺部、肠道和血管等。
在肺部，TMEM16A通道的开放能够导致氯离子的外流，从而调节呼吸系统的正常功能。
而在肠道中，TMEM16A则参与了水和氯离子的吸收和排泄，维持了肠道的正常水平。
此外，TMEM16A还在血管中起着重要的作用，调节血管的光滑肌收缩和舒张，从而影响血压的调节。
除了在生理功能上的重要作用外，TMEM16A还与多种疾病的发生和发展有关。
例如，一些研究发现，TMEM16A的异常表达与肺癌、肠癌等恶性肿瘤的发生有关。
此外，TMEM16A还与一些神经系统疾病如帕金森病和癫痫等的发生和发展有关。
TMEM16A作为一种重要的跨膜蛋白，在生物体内发挥着重要的生
理功能。
它的结构复杂而精细，通过调节细胞内外的离子流动来影响细胞的正常功能。
同时，TMEM16A与多种疾病的发生和发展密切相关，对于疾病的治疗和预防具有重要的意义。
我们对TMEM16A的研究将有助于深入了解其在生物体内的作用机制，为疾病的治疗提供新的思路和方法。
专利名称：一种TMEM16A钙激活氯离子通道抑制剂的筛选方法
专利类型：发明专利
发明人：展永,陈娅斐,郭鹏,安海龙,耿金鹏,王晖,袁宏博,赵小明,杜昱光
申请号：CN201210245365.1
申请日：20120716
公开号：CN102854176A
公开日：
20130102
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种TMEM16A钙激活氯离子通道抑制剂的筛选方法,采用本发明所述的筛选方法能够筛选出TMEM16A钙激活氯离子通道抑制剂，可开发为治疗高血压、CF病、哮喘、胃肠动力学障碍疾病和某些类型的肿瘤等疾病的药物。
申请人：河北工业大学
地址：300070 天津市北辰区河北工业大学北辰校区
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
代理人：杨晞
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钙离子激活的氯离子通道蛋白TMEM16A在女性生殖系统中的研究进展吴开林【摘要】Transmembrane protein 16A (TMEM16A), the molecular basis of calcium-activated chloride chan-nels (CaCCs), is distributed in various tissues and organs of human body and has important significance in many physio-logical and pathological processes. In recent years, study on distribution and function of TMEM16A in female reproduc-tive system has gradually increased, such as the contraction of uterine smooth muscle, the synthesis of estrogen in ovari-an granulosa cells and the regulation of oocyte morphology, all of which suggest the physiological importance of TMEM16A in female reproductive system. This article will review the latest research progress of TMEM16A in the fe-male reproductive system.%作为钙离子激活的氯离子通道(CaCCs)分子基础的跨膜蛋白16A(TMEM16A)分布于人体多种组织器官中,对许多生理和病理过程具有重要意义.近年来,对TMEM16A在女性生殖系统中分布和作用的研究逐渐增多,比如参与子宫平滑肌的收缩、影响卵巢颗粒细胞雌激素的合成以及调节卵母细胞的形态等,这些都提示了TMEM16A在女性生殖系统中的生理重要性.现本文将就TMEM16A在女性生殖系统各方面的最新研究进展进行综述.【期刊名称】《海南医学》【年(卷),期】2017(028)020【总页数】5页(P3360-3364)【关键词】钙离子激活的氯离子通道;跨膜蛋白16A;女性生殖系统【作者】吴开林【作者单位】武汉大学人民医院生殖医学中心,湖北武汉 430060【正文语种】中文【中图分类】R711钙激活氯通道(calcium-activated chloride channels，CaCCs)是一类受细胞内钙离子调节的氯离子通道，早于20世纪80年代便由Miledi在非洲爪蟾卵母细胞中发现[1]，因其参与许多生理和病理过程而备受关注。
然而，人类当时只是从功能层面认识到了这种类型氯离子通道的存在，对其分子基础的认识经历了将近三十年的艰难探索，直到2008年才最终被确定。
三个独立的团队分别采用不同的研究方法都证明了跨膜蛋白16A(transmembrane protein 16A，TMEM16A)是CaCCs 的分子基础[2-4]。
自此之后，这个领域进入了一个非常活跃的阶段，有大量文章发表强调TMEM16A在我们身体中的重要性，比如跨上皮离子转运、平滑肌收缩、神经元兴奋性调控、伤害感受、嗅觉生理、视觉光传导以及细胞增殖等[5]。
近年来，对TMEM16A在女性生殖系统中分布和作用的研究逐渐增多，比如参与子宫平滑肌的收缩、影响卵巢颗粒细胞雌激素的合成以及调节卵母细胞的形态等，这些都提示了TMEM16A在女性生殖系统中的生理重要性。
因此，本文将就TMEM16A在女性生殖系统各方面的最新研究进展进行综述。
TMEM16A属于“未知功能的跨膜蛋白16”家族10个成员中的一种(TMEM16A-K，但不包括TMEM16A-I)。
TMEM16家族蛋白通常含有800～1 000个氨基酸残基，定位于细胞质膜或细胞器膜上，涉及离子运输、磷脂爬行以及调节其他膜蛋白等功能，而其中的一些成员已演变为纯通道功能，例如TMEM16A和TMEM16B。
因为阴离子通道(Anion)功能和推测含有8个(Octa)跨膜片段，TMEM16家族蛋白也被称为anoctamin(ANO1-10)。
尽管如此，但是并不能确定所有TMEM16家族蛋白都具有离子通道的功能[4]。
TMEM16A蛋白含有8个跨膜结构域，并且氨基(-NH2)和羧基(-COOH)末端都在膜内。
其中跨膜区段1～4和7～8的定位是明确的，而跨膜区段4和7之间区域的情况尚存争议。
有研究提出第5和第6跨膜结构域之间的区域只是部分地穿过质膜，从而形成一个折返环结构，这个结构相当于离子通道的孔。
但这个折返环模型被另一项研究质疑：所推测的折返环结构的一部分实际上完全地穿过质膜，并形成了第6跨膜结构域[4，6]。
TMEM16A作为一个阴离子通道，它的激活严格地依赖于细胞内游离钙离子水平。
但通过检测TMEM16A的一级结构(即蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序)，并没有发现存在常见的钙离子结合位点(例如EF手形结构域)。
尽管如此，带有负电荷氨基酸残基的多个区域都可能是潜在的钙离子结合位点，例如第3个细胞内环或EEEEAVK序列等。
TMEM16A除了受到细胞质钙离子的直接调节外，也受到其与钙调蛋白相互作用的间接调节。
此外，磷酸化也可能参与TMEM16A通道的门控和调节[4]。
TMEM16A通道能被胞内钙离子(钙离子浓度通常在100～600 nM范围内)激活产生氯离子电流，其也受到膜电位的影响，即正膜电位引发激活电流，而负膜电位引发失活电流，从而产生外向整流的电流-电压关系。
这种影响主要源于膜电位的去极化能够增强通道对钙离子的敏感性[2-4]。
此外，有研究发现钙离子对TMEM16A通道也可能具有抑制作用，特别是在钙离子浓度高达微摩尔级别的情况下。
该机制未知，但可能涉及由钙/钙调蛋白激酶II 所致的磷酸化[7]。
TMEM16A通道有着许多可用的药理调节剂，包括典型的CaCCs阻滞剂(如尼氟灭酸、NPPB、DIDS)、新型的TMEM16A抑制剂(如T16inh-A01、CaCCinh-A01、丹宁酸、丁香酚、苯溴马隆)以及一种TMEM16A激动剂(Eact)[8-10]。
这些药物除了应用于对TMEM16A通道功能的实验研究中外，还可能有着广泛的治疗应用，特别是针对TMEM16A所参与到的病理过程。
TMEM16A分布于人体多种组织器官中，对许多生理和病理过程具有重要意义。
其中上皮是TMEM16A表达和发挥功能最重要的位置。
TMEM16A表达在气道上皮细胞中，并借助其离子转运功能调节气道表面液体水平，这对黏液的水合作用以及移除刺激物和病原体至关重要[11]。
在胰腺和唾液腺的腺泡细胞中也发现了TMEM16A的表达。
TMEM16A主要参与了这些外分泌腺液体和酶的分泌[12-13]。
TMEM16A在肠上皮细胞顶侧膜表达和发挥功能，可能是轮状病毒感染引起的分泌性腹泻的病理基础。
TMEM16A的另一个表达位点是肾小管。
研究表明，TMEM16A是一个促进多囊肾病进展的重要蛋白。
TMEM16A还存在于多种组织器官的平滑肌细胞中，与许多病理生理过程相关。
在一项研究中，TMEM16A参与了哮喘样条件下的气道平滑肌细胞的高反应性[14]。
在另一项研究中，自发性高血压的动脉平滑肌高表达TMEM16A，其可能参与了依赖血管紧张素II的血管重塑[15]。
有动物实验发现，缺氧条件下肺动脉平滑肌细胞的TMEM16A表达上调。
依赖TMEM16A的CaCCs活性在肺动脉高压中也增高。
在一些感觉神经元的电生理活动中也有TMEM16A的参与。
绝大部分背根神经节的感觉神经元都能检测到TMEM16A的免疫染色信号，并且背根神经节的CaCCs电流介导了缓激肽引发的急性伤害性疼痛[16]。
此外，在嗅觉感受神经元的单纤毛中以及视网膜的光感受器中都能记录到CaCCs电流[17]。
TMEM16A还参与到肿瘤的发生中。
在被确认为CaCCs之前，TMEM16A因为在不同类型的肿瘤中高表达，所以也被描述成其他名称，例如胃肠道间质瘤蛋白(DOG1)、口腔癌过表达蛋白2(ORAOV2)和肿瘤扩增和过表达序列2(TAOS2)[18-21]。
TMEM16A位于染色体11q13，该区段是人类肿瘤及相关不良预后发生中最常见的扩增染色体区段之一。
现在TMEM16A还被作为某些特定肿瘤的生物标志物[22]。
2.1 在子宫平滑肌中的作用子宫是一个肌性器官，其肌层甚厚，由成束或成片的平滑肌组成。
子宫平滑肌的收缩受激素的调节，其收缩活动有助于精子向输卵管的运送以及经血的排出，特别是在分娩时子宫平滑肌能对脑垂体后叶产生的催产素发生反应而收缩，这对胎儿的娩出意义重大。
而最近，Bernstein等[23]就研究了ANO1(即 TMEM16A)和 ANO2(即TMEM16B)在子宫收缩活动中的作用。
他们用逆转录聚合酶链反应确定了在人和小鼠子宫平滑肌中ANO1和ANO2的表达。
随后，在小鼠子宫肌层组织中进行ANO1和ANO2的免疫组化染色，进一步确定了它们的蛋白表达。
功能性的研究表明选择性阻滞ANO1和ANO2能够减少小鼠子宫平滑肌的自发性收缩。
此外，ANO1和ANO2通道的阻滞能够抑制自发性的和激动剂诱导的瞬时内向电流，并消除G蛋白耦联受体(催产素)所调控的细胞内钙离子升高。
这些发现使ANO1和ANO2成为参与子宫收缩正常生理活动的新通道。
同时，阻滞ANO1和ANO2所带来的强力抑制宫缩的作用提示了我们在体内以ANO1和ANO2为目标可能阻止自发性早产进程中的宫缩作用，这为完成有效的保胎提供了新的潜在治疗靶点。
2.2 在子宫内膜癌中的作用国内两位学者利用免疫组化方法检测到了在子宫内膜癌组织中存在TMEM16A的表达，并且子宫内膜癌组织中TMEM16A的表达显著高于正常子宫内膜组织，与TMEM16A在肿瘤组织中高表达的结论相一致；此外，对子宫内膜癌样本不同病理特征的研究结果显示，TMEM16A在组织学分级高的子宫内膜癌组织中表达高于组织学分级低者[24-25]。
这些都说明TMEM16A参与了子宫内膜癌的恶变和进展的病理过程，与疾病的发生具有相关性，其机制可能有如下几种：①TMEM16A通过激活ERK1/2和cylinD1信号通路促进肿瘤细胞增殖[4]；②TMEM16A可能调节EGFR和CAMK II两条途径影响下游MAPK、AKT 以及SRC信号通路的表达，进而影响肿瘤细胞的增殖和凋亡[26]；③有关子宫内膜癌的信号通路研究表明雌激素可以通过细胞膜受体快速激活子宫内膜癌的MAPK通路[27]，因此TMEM16A也可能通过激活MAPK信号通路参与子宫内膜癌的发生发展过程；④也有研究认为TMEM16A并非通过细胞增殖促进肿瘤发展，而是其过表达导致肿瘤细胞本身形态改变，进而影响肿瘤细胞粘附能力，促进肿瘤扩散、脱离和浸润[28]。
