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钙激活氯离子通道(calcium-activated chloride channel,CaCCs)是一类广泛表达于内皮细胞、上皮细胞等非兴奋细胞,以及心肌细胞、神经细胞、血管平滑肌细胞等兴奋细胞上的阴离子通道,具有多种重要的生理功能。2008年,第一个CaCC(TMEM16A)得到克隆,随后的研究表明TMEM16A在呼吸道上皮细胞、唾液腺上皮细胞、动脉平滑肌、肠道间质Cajal细胞、感觉神经元以及多种肿瘤细胞广泛表达。选择性调节剂是研究离子通道最重要的药理学工具。亲和力高、选择性强的TMEM16A抑制剂不但能够作为化学探针用于揭示TMEM16A氯离子通道的门控机制和病理生理功能,而且还能为以TMEM16A为靶标的的分泌型腹泻治疗提供先导化合物和新的治疗策略。本研究中我们利用稳定共转染人TMEM16A和对卤化物高度敏感的绿色荧光蛋白YFP-H148Q/I152L的fischer大鼠甲状腺上皮(FRT)细胞系建立功能筛选模型,从400余种天然小分子中筛选TMEM16A抑制剂;在细胞和组织上,应用细胞生物学和电生理手段对化合物的选择性、作用机制和分子药理学进行研究;在小鼠上,对化合物的体内活性进行分析。实验结果:1.获得3种萘醌类TMEM16A抑制剂(兰雪醌、大叶茜草素和左旋紫草素),这三种化合物均能以剂量依赖的方式抑制TMEM16A氯离子通道活性,IC50值分别为12.46μM、14.83μM与20.18μM。进一步研究发现,这三种化合物对TMEM16A的抑制作用均具有快速不可逆的特点。2.FRT-TMEM16A细胞短路电流实验结果显示,兰雪醌在细胞顶膜侧(apical side)以剂量依赖的方式抑制TMEM16A特异性激活剂Eact激活的氯离子电流,最大抑制率约为70%,IC50值约为5μM。3.兰雪醌对HT-29细胞上表达的一种分子身份未知的肠上皮CaCC(enterocyte CaCC,CaCCGI)和CFTR氯离子通道也具有抑制作用。4.小鼠结肠组织粘膜短路电流分析结果显示兰雪醌能够在粘膜侧抑制CaCCGI,最大抑制率约为45.8%,p<0.01,进一步研究发现其对小鼠结肠浆膜侧Na+-K+-ATPase和钙激活钾离子通道(calcium-activated potassium channel)没有抑制作用。5.兰雪醌对HT-29细胞Ca2+浓度影响的实验结果显示,兰雪醌能够抑制由ATP,CCh及ionomycin引起的细胞内钙离子浓度升高。6.体内活性研究显示兰雪醌能够显著抑制小鼠肠蠕动以及肠道液体分泌。结论:本研究发现了一种新结构的TMEM16A氯离子通道抑制剂,该抑制剂对于阐明生理和病理条件下TMEM16A在肠动力和肠道液体分泌中的作用具有重要的理论意义。