為開發新型阿片類鎮痛藥點亮明燈！上海藥物所這項合作研究成果登上《Cell》期刊 _健康小知識

東方網采訪人員傅文婧1月13日報道：常言說“低級快樂多巴胺，高級快樂內啡肽。 ”內源阿片系統由四個阿片受體成員以及一系列阿片肽組成，廣泛分布在中樞神經系統、外周神經系統和免疫系統中，調控鎮痛、欣快、獎賞、認知、應激等信號通路，是臨床用于治療疼痛、焦慮等疾病的重要靶標。 2023年1月12日，中國科學院上海藥物研究所徐華強/莊友文團隊聯合美國北卡羅萊納大學教堂山分校BryanL.Roth團隊合作在國際頂級期刊Cell上以長文形式在線發表了題為“Structuresoftheentirehumanopioidreceptorfamily”的研究論文。
該項研究系統地分析和明確了各內源性阿片肽對阿片受體的信號活性，并進一步解析了阿片受體家族四個亞型μOR、δOR、κOR、NOPR和各自的選擇性阿片肽包括內啡肽、內嗎啡肽、強啡肽、皮啡肽和痛敏肽的冷凍電鏡復合物結構，結合大量細胞水平的功能實驗，揭示了多肽類配體和阿片受體的結合模式，闡述了它們的選擇性和保守性機制，為“信使-信箱-效能”模式提供了結構和功能支持。

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【為開發新型阿片類鎮痛藥點亮明燈！上海藥物所這項合作研究成果登上《Cell》期刊】論文發布
我們知道，人體中的阿片肽不僅是強效鎮痛藥嗎啡等外源阿片藥物的天然模板，而且在機體自身分泌的濃度下不導致成癮、呼吸抑制等副作用。內源性的阿片肽對四種阿片受體具有很高的親和力以及激動活性，最重要的是具有高度選擇性，這些特性賦予了它們重要的研發價值。近幾年隨著那句“少年只知多巴胺，中年才懂內啡肽”網絡名言的廣為流傳，刺激內啡肽生成的勵志活動被逐漸推廣。
內啡肽是阿片肽眾多成員中的一種多肽神經遞質，它會在身體感到疼痛或者有壓力時被釋放，有助于減輕疼痛、緩解壓力，內啡肽也會在按摩、跑步、游泳等鍛煉運動中被釋放，通過機體的獎賞信號通路來提升人的幸福感。阿片肽由一系列前體蛋白經過酶解和修飾得到，包括內啡肽、強啡肽、腦啡肽和痛敏肽等。除了內源性的阿片肽以外，阿片受體也會被外源的多肽激活，包括食物中的酪啡肽、青蛙皮膚表面的皮啡肽等。

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阿片受體結合阿片肽的功能實驗和冷凍電鏡結構
在本項研究中，研究人員首先通過細胞水平的功能實驗，較為系統地分析了阿片肽對野生型阿片受體的的信號傳導特性。由于內啡肽和腦啡肽對μOR、δOR的激活程度相近，為了系統地闡述選擇性差異，研究人員最終鎖定了內啡肽以及選擇性更顯著的內嗎啡肽、強啡肽、痛敏肽和外源的皮啡肽作為研究對象，分別解析了內啡肽-μOR、內嗎啡肽-μOR、強啡肽-κOR、痛敏肽-NOPR ，皮啡肽-δOR的高分辨率冷凍電鏡三維結構，并用第二信使cAMP的抑制試驗、G蛋白和arrestin蛋白的招募實驗來分析突變體的特性。
研究發現，所有的阿片肽都是以N端插入的方式進入受體，阿片肽的N端基序YGGF（痛敏肽是FGGF）“信使”結合在阿片受體極為保守的正構結合口袋腔室里，第一個酪氨酸/苯丙氨酸主鏈上的胺基均與D3.32Q2.60Y7.43基序形成極性網絡，該保守腔室對配體的識別和藥理活性是必不可少的，合成的YGGF四肽便可以通過較弱的作用激活四個受體（EC50約10μM）。結構分析發現，阿片受體的胞外端，主要為ECL2/3以及TM2/6/7的胞外端在序列和帶電性上都具有差異性，比如κOR和NOPR的ECL2富含帶負電的氨基酸，對應的強啡肽和痛敏肽在ECL2處富含帶正電的氨基酸。大規模功能突變實驗結果表明，阿片受體ECL2/3和TM2/6/7的胞外端序列不保守性和帶電差異性共同決定著阿片受體對阿片肽的選擇性結合。