跨膜蛋白16A（transmembrane protein 16A，TMEM16A）的结构为一个同源二聚体，每个单体都是一个具有独立功能的通透阴离子孔道，并含有2个Ca²⁺结合位点。孔道结构由TM3~TM7跨膜螺旋包围形成。酸性氨基酸E654、E702、E705、E734和D738共同形成2个Ca²⁺结合位点^[1]。TMEM16A在上皮细胞中高表达，如气道上皮细胞、肠上皮细胞等，上皮细胞中的TMEM16A可以介导气道上皮细胞分泌黏液，调控肠腔氯离子分泌。TMEM16A功能异常可以诱发多种疾病，如囊性纤维病、哮喘、胃肠运动障碍、癌症等^[2]。TMEM16A的基因位点位于11q13，这一染色体区域发生基因扩增在人类癌症中最为常见^[3]。TMEM16A在多种癌症中发挥重要作用，包括结直肠癌、乳腺癌、肝细胞癌、前列腺癌、胃癌、肺癌^[4]。由于肿瘤异质性和细胞特异性，TMEM16A在不同癌细胞中发挥的作用不尽相同。根据近年的研究热点，本文总结了TMEM16A在几种常见癌症中对生物学表型的影响和调控机制，汇总了TMEM16A抑制剂在癌细胞增殖、侵袭、转移中的作用以及具体调节机制，为TMEM16A作为癌症治疗靶点、TMEM16A抑制剂的研发提供了理论依据。

1 TMEM16A与癌症 1.1 结直肠癌

与正常结直肠组织相比，结直肠癌组织中TMEM16A mRNA表达显著增加^[5]。研究^[6]报道，TMEM16A的表达量与结直肠癌的TNM分期呈正相关；还有研究^[7-8]报道，TMEM16A与肿瘤的位置、大小和分化程度无相关性，但是与肿瘤的浸润深度、淋巴结转移、Dukes分期和患者的不良预后显著相关。在结直肠癌细胞中高表达的TMEM16A，参与了结直肠癌细胞的侵袭和转移^[9]。多数结直肠癌发病与Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路的激活有关^[10]，下调TMEM16A蛋白会减少Wnt/β-catenin信号通路相关蛋白的表达，抑制结直肠癌的进展^[6]。结直肠癌细胞中高表达的TMEM16A虽然不影响丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）相关蛋白MEK或ERK1/2的总表达水平，但会影响其磷酸化水平，使细胞周期蛋白（cyclin）D1表达量增加，加速结直肠癌细胞的增殖^[9]。

1.2 乳腺癌

在15%的乳腺癌患者中，11q13区域被扩增，表现为TMEM16A高表达。TMEM16A高表达不仅与乳腺癌细胞的侵袭、转移相关，还与不良预后有关^[3]。TMEM16A的表达水平与乳腺癌患者的年龄、绝经状态、家族史、肿瘤大小、组织学分级、淋巴结转移均无显著相关性，但与某些PR阳性或HER2阴性乳腺癌患者化疗后预后良好相关^[11]。研究 ^[12-13]报道，启动EGFR/STAT3信号转导能够促进TMEM16A过表达，而TMEM16A过表达进一步激活乳腺癌细胞的EGFR/STAT3通路，以这种正反馈方式促进乳腺癌细胞的增殖和迁移。TMEM16A在乳腺癌细胞中高表达与细胞凋亡相关，当TMEM16A被抑制后，凋亡相关蛋白胱天蛋白酶（caspase）3和caspase 9表达量增加，癌细胞凋亡水平上升^[3]。ROCK1磷酸化Moesin增加了TMEM16A通路的活性，进一步激活EGFR/STAT3信号通路，促进ROCK1的表达，这样的协同调控促进了乳腺癌的转移^[14]。

1.3 胃癌

TMEM16A在多种胃癌细胞（包括AGS、MKN-45、BGC-823、SGC-7901和MKN-28）中高表达^[15]，参与胃癌细胞的迁移和侵袭，并与胃癌的不良预后有关^[16]。胃癌细胞中SP1介导MLL1被招募到ANO1启动子上，并激活ANO1转录，MLL1通过调控H3K4me3来控制ANO1的水平，导致胃癌细胞中ANO1的表达量高于正常人胃上皮细胞^[17]。在胃癌细胞中高表达的ANO1虽然不会影响胃癌细胞的增殖，但是会影响胃癌细胞的侵袭和迁移，高表达的ANO1通过调控转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）的分泌，下调E-钙黏蛋白（cadherin），促进胃癌的浸润、侵袭和转移^[15]。通过microRNA-381直接靶向TMEM16A，抑制TGF-β通路和上皮-间质转化过程，可以抑制胃癌进程 ^[16]。

1.4 其他癌症

在肝细胞癌中，TMEM16A通过调控p38和ERK1/2的激活，影响cyclin D1的表达，调控细胞周期进程，影响癌细胞的增殖和侵袭，但对细胞凋亡未产生影响^[18]。在胰腺癌细胞中，虽然TMEM16A高表达，但与胰腺癌细胞的侵袭性无显著相关性，且未发现胰腺癌细胞中TMEM16A高表达与胰腺癌患者的不良预后相关^[19]。与良性前列腺增生和癌旁良性腺体相比，TMEM16A在前列腺癌组织中高表达，且高表达的TMEM16A与前列腺癌的分级呈正相关^[20]。前列腺癌细胞中高表达的TMEM16A促进癌细胞增殖，且TMEM16A表达与肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）呈负相关，而TNF-α的下游信号为FADD的磷酸化和caspase蛋白家族的激活，因此前列腺癌细胞中高表达的TMEM16A还可以抑制癌细胞凋亡^[21]。

2 TMEM16A抑制剂

近年来，TMEM16A抑制剂的作用受到很多学者关注。应用全细胞膜片钳技术可以发现多种药物呈浓度依赖性抑制TMEM16A的电流，包括荷叶碱 ^[22]、高三尖杉酯碱 ^[23]、苯并啡啶类生物碱 ^[24]、苦参碱 ^[25]等。部分TMEM16A抑制剂可以下调TMEM16A的表达，从而实现对TMEM16A的抑制，如油酸、大蒜素等^[26-27]。抑制通道活性和下调通道蛋白表达的作用并不冲突，如大蒜素既可以阻断TMEM16A的离子转运，也可以下调TMEM16A的表达^[27]。某些抑制剂如钙通道阻断剂尼莫地平，可以通过减少跨膜的Ca²⁺内流来发挥间接抑制TMEM16A的作用，进而松弛胃肠道平滑肌^[28]。LIU等^[29]发现，反式-ε-葡萄素抑制TMEM16A电流，但不影响细胞内Ca²⁺浓度。一些TMEM16A抑制剂对TMEM16A通道的阻滞作用选择性不高，如孔阻断剂1PBC既阻滞TMEM16A也阻滞TMEM16B，但对TMEM16F无明显作用^[30]。

2.1 抑制癌细胞增殖

研究报道，荷叶碱^[22]、扎鲁斯特^[31]、大蒜素^[27]、咖啡酸^[32]、络石苷^[33]、原花青素^[34]、高三尖杉酯碱^[23]、水飞蓟素^[35]、茶黄素^[36]、千金藤素^[37]、牛蒡苷元^[38]、阿维菌素^[39]、苯并啡啶类生物碱^[24]、苦参碱^[25]可以抑制肺腺癌LA795细胞增殖。艾地苯醌可以抑制前列腺癌PC-3细胞和胰腺癌CFPAC-1细胞增殖^[40]。另外，和厚朴酚可以抑制结直肠癌SW620细胞增殖^[41]。TMEM16A抑制剂影响癌细胞增殖的具体机制：茶黄素采用“楔形插入模式”阻断TMEM16A离子传导孔道，诱导通道闭合，显著抑制肺腺癌细胞的增殖和迁移^[36]；抑制TMEM16A降低了MAPK信号通路相关蛋白ERK1/2和MEK1/2的磷酸化，进而降低了cyclin D1的表达，从而阻断了细胞周期，使癌细胞停留在G₀/G₁期^[27]；大豆苷元不仅可以降低LA795细胞中TMEM16A蛋白的表达，还会导致细胞周期G₁/S期阻滞^[42]，细胞周期的阻滞抑制了癌细胞增殖。

2.2 抑制癌细胞迁移

荷叶碱呈浓度依赖性抑制肺腺癌LA795细胞迁移^[22]。牛蒡苷元通过抑制TMEM16A，抑制肺腺癌细胞迁移^[38]。其他可以抑制癌细胞迁移的抑制剂有茶黄素^[36]、艾地苯醌^[40]、阿维菌素^[39]、苯并啡啶类生物碱^[24]、苦参碱^[25]。BAI等^[27]报道，大蒜素下调与细胞黏附和上皮-间质转化相关的β-catenin、N-cadherin、波形蛋白，上调E-cadherin，这些蛋白表达的改变增强了细胞的黏附，从而削弱了肺腺癌LA795细胞的运动性。

2.3 诱导癌细胞凋亡

荷叶碱^[22]、大蒜素^[27]、咖啡酸^[32]、络石苷^[33]、高三尖杉酯碱^[23]、水飞蓟素^[35]、CaCCinh-A01^[21]、艾地苯醌^[40]、阿维菌素^[39]、千金藤素^[37]、苯并啡啶类生物碱^[24]等通过抑制TMEM16A，抑制癌细胞凋亡。研究^{[23, 27, 35]}报道，抑制TMEM16A导致癌细胞凋亡相关蛋白caspase 3和caspase 9的表达量升高，诱导癌细胞凋亡。药物在不同剂量和浓度下发挥的作用不同，如千金藤素在低浓度时抑制癌细胞增殖，高浓度时诱导癌细胞凋亡^[37]。

除人工合成化合物、中药和食物提取物等外源性物质外，还有一些内源性物质也可以抑制TMEM16A通道蛋白。包括油酸在内的脂肪酸，可以呈电压依赖性抑制TMEM16A钙激活氯电流。雌激素可以轻微抑制TMEM16A钙激活氯电流。胆固醇通过上调DNMT1，减少了TMEM16A蛋白的表达，最终促进血管内皮细胞生成。

2.4 阻滞作用与Ca²⁺调控

多数TMEM16A抑制剂对其产生的阻滞作用可能与细胞内Ca²⁺调控有关。常用的TMEM16A抑制剂如苯溴马隆、MONNA、CaCCinhA01，可以通过与雷诺丁受体直接作用，导致肌浆网储存的Ca²⁺释放入胞质；几种TMEM16A阻断剂（尼氟酸、苯溴马隆和氯硝柳胺）同时也是线粒体毒素，因此可能会干扰线粒体Ca²⁺的处理，从而导致线粒体中Ca²⁺释放入胞质；一些经典的氯离子通道阻滞剂，包括二磺二苯乙烯衍生物和尼氟酸，甚至可以直接改变插入脂质双层的雷诺丁受体的门控特性，引起胞质Ca²⁺浓度的改变。但是TMEM16A抑制剂导致胞质Ca²⁺浓度的改变与其对TMEM16A通道的抑制作用是否直接相关，仍需进一步研究。

3 结论与展望

越来越多的证据表明，钙激活氯离子通道TMEM16A高表达会促进癌症的发展，TMEM16A作为多种癌症的潜在生物标志物和治疗靶点，在癌细胞中的表达与转录调控、表观遗传调控和翻译后水平调控有关。TMEM16A通过调节细胞内外氯离子浓度，并与多种胞内蛋白相互作用，共同调控癌症的发生和发展。它与多种增殖、迁移和凋亡蛋白相互作用，进而调控MAPK、TGF-β、EGFR/STAT3、Wnt/β-catenin等信号通路，实现对癌细胞增殖、迁移和侵袭的调控。

随着TMEM16A抑制剂相关研究的不断深入，TMEM16A抑制剂的抗肿瘤潜力不断被发掘。近年来，随着越来越多的TMEM16A抑制剂的作用位点被预测，其中的共同位点是否与TMEM16A抑制剂抑制肿瘤增殖、侵袭、转移的机制相关，仍需进一步挖掘。同时，部分TMEM16A抑制剂对胞质Ca²⁺浓度的影响是否与TMEM16A抑制剂抑制肿瘤的增殖、侵袭、转移存在联系仍不明确，还需深入探究。

开发特异性靶向TMEM16A而不影响其他氯离子通道或蛋白质的抑制剂，对减少不良反应至关重要。与许多癌症治疗一样，癌细胞可能对TMEM16A抑制剂产生耐药性，因此需要持续研究联合疗法和新的抑制剂。虽然临床前研究显示了TMEM16A抑制剂在癌症治疗中的可行性，但TMEM16A抑制剂的有效性和安全性需要严格的临床试验来证实，其在癌症治疗中的临床应用仍需进一步研究。本文在总结TMEM16A及其抑制剂在肿瘤中的研究进展的同时，还为未来TMEM16A抑制剂应用于恶性肿瘤的治疗提供了新的研究方向。