综述：阴离子通道和转运蛋白的调节剂作为替代治疗药物，用于改善囊性纤维化患者的气道表面液体状况

《European Journal of Medicinal Chemistry》：Modulators of anion channels and transporters as alternative therapeutic agents to normalize airway surface liquid in cystic fibrosis

囊性纤维化（CF）患者因CFTR基因突变导致气道表面液体（ASL）电解质失衡和黏液积聚。现有CFTR调节剂对部分突变有效，但对F508del以外的突变仍存在局限性。本文系统综述了2010-2025年间针对SLC26A4（Pendrin）、SLC26A9和TMEM16A（ANO1）的小分子调节剂开发进展。Pendrin抑制剂如5-苯氧基-2-甲基苯并呋喃衍生物和噻唑啉类化合物通过抑制氯离子吸收改善ASL黏弹性，其中PDSinh-C01和YS-01表现出高选择性和低微摩尔抑制活性。SLC26A9首个高选择性抑制剂S9-A13通过抑制其氯离子交换活性调节ASL pH值。TMEM16A激活剂ETX001（现RG6421）和Ani9等抑制剂通过增强或阻断钙激活氯通道功能，在动物模型中显著改善黏液清除。这些靶点的结构优化和临床前研究为开发非依赖CFTR的新疗法提供了重要方向。

　　### 精准药物研发：针对囊性纤维化治疗的新靶点

囊性纤维化（Cystic Fibrosis, CF）是一种由CFTR基因突变导致的遗传性疾病，其特征是氯离子和碳酸氢盐分泌受损，进而影响呼吸道系统的离子平衡和粘液清除。CFTR蛋白是细胞膜上的阳离子通道，主要负责调节跨上皮的离子和液体运输。然而，许多CF患者由于CFTR突变而无法从现有的CFTR调节药物中获得显著的临床益处。因此，研究其他离子通道和转运蛋白成为探索CF治疗新策略的重要方向。

本文将围绕近年来在识别和开发针对三个潜在离子通道和转运蛋白的小分子抑制剂和激活剂方面取得的进展，包括SLC26A4（也称为pendrin）、SLC26A9和TMEM16A（也称为ANO1）。这些分子可能代表未来治疗CF的潜在药物，或者作为研究工具以深入理解其靶点的病理生理作用。

### SLC26A4（Pendrin）的结构与功能

SLC26A4是一种跨膜蛋白，主要负责电中性阴离子交换。其在呼吸道上皮细胞中的表达在炎症刺激下显著增加，特别是在IL-13、IL-4和IL-17A的刺激下。研究表明，SLC26A4可能在维持呼吸道表面液（Airway Surface Liquid, ASL）的体积和成分方面发挥关键作用。然而，其功能仍存在争议，特别是在是否促进碳酸氢盐分泌和是否对CF患者有益方面。

早期的高通量筛选（High-Throughput Screening, HTS）研究发现了多种SLC26A4抑制剂，如NPPB、niflumic acid和tenidap。然而，这些化合物的特异性较差，因此研究人员进一步探索了新的SLC26A4抑制剂。其中，TPP（tetrahydropyrazolopyridine）和pyrazolo-thiophenesulfonamide两种化学骨架被发现具有较高的选择性和效力，特别是PDSinh-A01和PDSinh-C01。这些化合物在低微摩尔浓度下显示出显著的抑制活性，并具有良好的药物性质，成为未来口服药物开发的有希望的候选药物。

此外，5-benzyloxy-2-methylbenzofuran化合物也显示出较高的活性和良好的药物性质。在结构活性关系（Structure-Activity Relationship, SAR）研究中，发现这些化合物在特定的化学结构下具有更高的抑制效果。例如，3,5-二氟苯基取代的化合物显示出最高的抑制活性，IC50值为3.1 μM。这些化合物的合成路径基于简单的化学反应，包括与取代苯基溴化物的反应和在碱性条件下的水解反应。

### SLC26A9的结构与功能

SLC26A9是另一种跨膜蛋白，主要在肺部和上消化道上皮细胞中表达。其结构由两个跨膜域和一个STAS域组成，STAS域在氯离子运输中起关键作用。研究表明，SLC26A9可能在CFTR功能受损时促进氯离子分泌，从而补偿CFTR的功能缺陷。然而，其在CF中的作用仍需进一步研究。

通过高通量筛选，研究人员发现了一些SLC26A9抑制剂，如S9-A01、S9-B01和S9-C01。其中，S9-A13是首个具有高特异性且强效力的SLC26A9抑制剂，其IC50值为0.09 μM。S9-A13在Calu-3细胞中未表现出细胞毒性，并且对其他离子转运蛋白如SLC26A3、SLC26A4、SLC26A6、CFTR和ANO1无影响，显示出良好的选择性。此外，S9-A13在实验模型中显示出对呼吸道表面液pH调节的积极影响，这表明其在CF治疗中的潜在应用。

### TMEM16A（ANO1）的结构与功能

TMEM16A是一种钙激活的氯离子通道，主要在呼吸道上皮细胞中表达，特别是在黏液分泌细胞中。其结构由十个跨膜螺旋、细胞质N端和C端结构域以及细胞外成分组成。TMEM16A在钙离子的存在下激活，促进氯离子分泌。然而，其在CF中的作用存在争议，一些研究认为其是黏液释放的关键，因此建议抑制其活性以减少黏液积聚，而另一些研究则认为其激活可以补偿CFTR的功能缺陷。

通过高通量筛选，研究人员发现了一些TMEM16A激活剂，如ETX001，该化合物在临床试验中显示出促进黏液清除的能力。此外，TMEM16A抑制剂如MONNA和Ani9也被开发出来。MONNA是一种强效且选择性的TMEM16A抑制剂，其IC50值为0.08 μM。Ani9在抑制TMEM16A活性方面表现出更高的效力，其IC50值为0.11 μM。这些抑制剂在实验模型中显示出对钙信号通路的间接影响，因此需要进一步研究其直接作用。

### TMEM16A抑制剂的开发

在TMEM16A抑制剂的开发中，研究人员发现了一些具有不同化学结构的化合物，如T16Ainh-A01和T16Ainh-C01。这些化合物通过高通量筛选和结构优化得到，其中T16Ainh-A01显示出对TMEM16A的强效抑制作用，其IC50值为1.8 μM。进一步的结构活性关系研究发现，某些取代基团的引入可以显著提高抑制效果，例如在苯基环上引入氟或溴原子。

Ani9的结构优化研究显示，其某些衍生物如36f在抑制TMEM16A活性方面表现出更高的效力，其IC50值为22 nM。这些化合物在实验中显示出良好的选择性和对钙信号通路的无干扰，因此被视为研究TMEM16A在CF中的作用的重要工具。

### 结论与未来展望

综上所述，针对SLC26A4、SLC26A9和TMEM16A的药物开发为CF的治疗提供了新的思路。尽管现有的CFTR调节药物已经显著改善了许多患者的临床状况，但仍有大量患者无法从中受益。因此，探索这些替代靶点的药物具有重要的临床意义。

未来的研究将集中在进一步优化这些小分子药物，提高其效力和选择性，以开发出更有效的治疗方案。同时，药物的递送方式，如吸入式给药，将有助于减少系统性副作用，提高治疗的安全性和有效性。随着这些研究的深入，有望为CF患者提供更多的治疗选择，改善其生活质量并延长生存期。