图 Tamsulosin与TMEM16A胞外域隐藏口袋结合后的变构门控和调节机制示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：82192880、82192882）等资助下，中国航天员科研训练中心李英贤研究员团队、华东师范大学李洪林教授团队与瓯江实验室凌树宽研究员团队等多个团队合作，在老药新用及其作用机制研究方面取得进展。研究成果以“Tamsulosin通过楔入TMEM16A的一个新颖的变构位点来抑制氯离子的释放从而改善骨质流失（Tamsulosin ameliorates bone loss by inhibiting the release of Cl⁻ through wedging into a novel allosteric site of TMEM16A）”为题，于2024年12月31日在线发表于《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）杂志。论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2407493121。

　　随着全球人口老龄化加速，骨质疏松症正成为一个日益严峻的公共卫生问题。跨膜蛋白16A（TMEM16A）是一种钙激活的氯离子通道，然而由于对其调控机制认识不足，开发有效的抑制剂仍面临巨大挑战。

　　研究团队使用自主发展的分子三维相似性的方法SHAFTS（SHApe-FeaTure Similarity，一种同时考虑分子形状-特征相似性的混合计算方法），发现用于治疗良性前列腺增生症的药物Tamsulosin（坦索罗辛）对TMEM16A表现出较好的抑制活性（IC50 = 7.22 μM）。随后利用冷冻电镜技术，解析了TMEM16A与Tamsulosin的复合物结构（蛋白质数据库（PDB）编号: 8XLR，分辨率为2.93 Å），发现Tamsulosin楔入TMEM16A细胞外结构域的全新隐式口袋，通过稳定TMEM16A在Ca2+激活状态下的预开放瞬时构象，阻止孔道打开以及Cl−的透过。综合应用分子动力学模拟、电生理、点突变和功能实验，进一步验证了精氨酸605、谷氨酸624、酪氨酸593与异亮氨酸641在调节Tamsulosin结合和孔道构象及活性中的关键作用。Tamsulosin有效抑制TMEM16A电流，抑制破骨细胞分化，降低关键破骨细胞标志基因的表达，并通过调控Cl−浓度和信号通路（如Syk-Btk-PLCγ2和CaMKIV-CREB-NFATc1）抑制骨吸收。在卵巢切除诱导的骨质疏松小鼠模型中，Tamsulosin显著改善骨密度和结构，降低骨吸收标志物CTX-1和破骨细胞基因表达（图）。

　　该研究通过计算模拟结合药理学发现了老药Tamsulosin的新用途，并用结构生物学方法证实了Tamsulosin通过楔入靶标TMEM16A，挤压出隐含的变构位点，同时验证了蛋白质瞬时构象作为药物开发靶点的可行性，为药物靶点和原创药物发现提供了新的研究思路和启示。