青霉菌寄宿令人惊讶的阿片类化合物 

下一代阿片类药物可能源自微小的真菌蛋白 

青霉菌真菌的插图

Dr Microbe Getty Images

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阿片类药物通过激活特定的受体(在细胞上发现并对特定物质作出反应的蛋白质)来非常有效地缓解疼痛。但这些药物也会引起严重的副作用,包括可能致命的呼吸抑制。新的研究可能会启发下一代阿片类药物,在提供止痛效果的同时,减少此类风险。

澳大利亚的科学家发现了一种肽,这是一种微小的氨基酸链,在某些方面作用类似于阿片类药物,并且来自一个不太可能的来源:青霉菌。悉尼大学的神经药理学家、这项新研究的资深作者 Macdonald Christie 说:“这种生物是在世界尽头塔斯马尼亚岛一个非常原始的河口发现的。”这项研究的详细内容于去年十月发表在《美国国家科学院院刊》上。他说,能够激活阿片受体以调节疼痛水平的肽在脊椎动物神经系统以外很少发现。

阿片受体属于一个控制无数大脑功能的家族。这些受体使用称为 G 蛋白的分子在相关细胞内发送信号。Christie 说,长期以来,研究人员认为与阿片受体相互作用的药物只会启动 G 蛋白信号传导或阻止它。但科学家们后来了解到,阿片受体也与许多其他蛋白质相关联,从而影响细胞内的多种信号通路。


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“大多数药物发现都基于努力开启或关闭 G 蛋白相互作用,”劳拉·博恩说,她是一位神经科学家,目前在佛罗里达州的斯克里普斯研究所工作,但没有参与这项研究。但“与其继续只是拨动开关,我们可以寻找方法来精确调整我们想要的东西——而我们想要的是止痛。我们不想要的是呼吸抑制,以至于[达到]过量用药的程度,我们也不想要成瘾。”博恩的研究将常见阿片类药物吗啡的止痛效果与 G 蛋白的激活联系起来,并将吗啡的呼吸抑制与激活一种名为 β-arrestin 的调节蛋白联系起来。

大多数阿片类药物(以及所有已知的天然存在的阿片类药物,Christie 说)都会激活 β-arrestin 以及 G 蛋白信号。但 bilorphin——研究人员在新研究中基于真菌肽创建的一种化合物——只关注 G 蛋白,Christie 说。“这对我们来说意义重大,”他补充说,“因为我们知道制药行业的每个人都在致力于开发[阿片类化合物],使其不会向 arrestin 发出信号。”(然而,Bohn 和 Christie 都认为,找到没有副作用的药物将比仅仅避免 β-arrestin 信号传导更为复杂。)

研究人员在小鼠身上测试了 bilorphin,但只有当直接注射到脊髓时,它才能减弱疼痛信号,这意味着它无法穿过血脑屏障。挑战将是设计受 bilorphin 启发的化合物,使其能够进入大脑并保持其独特的信号传导能力——理想情况下,在止痛的同时不抑制呼吸。

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