《Nature》有望解决阿片类药物危机的新发现

【字体: 时间:2022年12月01日 来源:Nature

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  来自南加州大学、圣路易斯华盛顿大学和斯坦福大学的科学家们合作发现了一种新颖的方法,可以将芬太尼最严重的副作用转化为良性。

  

地球上最丰富的元素之一——钠——可能是科学家开发阿片类药物或其他副作用小得多的药物的关键。

在周三发表在《Nature》(Nature)杂志上的一项研究中,来自南加州大学、圣路易斯华盛顿大学和斯坦福大学的科学家们证明,通过将芬太尼与存在于神经细胞受体中的钠囊进行化学连接,他们可以阻止药物的有害副作用,同时仍能减轻疼痛。

还需要进一步的研究,但研究结果充满希望——不仅对药物开发,而且对解决全国的成瘾和过量危机也有希望。根据美国国家药物滥用研究所的数据,2020年有近7万美国人死于阿片类药物过量,其中大多数死于合成阿片类药物芬太尼。上世纪90年代,美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)批准使用芬太尼来缓解癌症患者的剧烈疼痛,但自那以后,芬太尼开始出现在街头,加剧了阿片类药物滥用的全国危机。

“芬太尼目前的形式就像是一种大规模杀伤性武器,”南加州大学迈克尔逊融合生物科学中心布里奇研究所(Bridge Institute at USC Michelson Center for Convergent Bioscience)的计算科学家Vsevolod Katritch说,他也是该研究的通讯作者。“我们新的合作研究表明,我们可以重新设计这种药物,将这种经常过量使用的杀手转化为一种更良性但仍然有效的止痛药。”

各种药物都是针对神经细胞上的某些受体设计的,这些受体被称为GCPRs,或G偶联蛋白受体,充当信号传递器。这些受体就像开关,既能调节药物对大脑和身体的预期作用,也能调节药物的意外副作用。芬太尼是所有阿片类药物中最有效的止痛药,患者可能会上瘾,并可能死于呼吸停止。

Katritch指出,自从大约十年前首次在腺苷和阿片类受体中发现钠后,他和他在布里奇研究所和南加州大学多恩西夫文学院的同事Ray Stevens和Vadim Cherezov就一直在研究钠机制的潜力。

Katritch和他的合作者说,尽管还需要进一步的研究来证明他们研制的危害较小的芬太尼对人体是否有效,但这一结果为科学家们打开了一扇新的大门,有可能提高止痛药的安全性。

圣路易斯华盛顿大学的通讯作者Susruta Majumdar说:“我们正在拼命寻找维持阿片类药物镇痛作用的方法,同时避免危险的副作用,如上瘾和呼吸窘迫,这些副作用往往会导致死亡。我们的研究仍处于早期阶段,但我们对其可能导致更安全的止痛药物感到兴奋。”

Katritch指出,除了阿片类受体之外,这项工作为几十种其他GPCRs打开了一个新的分子设计概念,在现有药物中这种功能转换是可取的。

其他研究的共同作者是2012年诺贝尔奖得主斯坦福医学院的Brian Kobilka,斯坦福大学的Georgios Skiniotis和佛罗里达大学的Jay P. McLaughlin。

Structure-based design of bitopic ligands for the μ-opioid receptor
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