《Molecular Pharmacology》：Identification of small molecule ligands for GPR83 which modulate morphine antinociception and reward
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GPR83受体通过小分子调节剂影响阿片类药物成瘾和镇痛机制研究
Ivone Gomes|Seshat M. Mack|Roberto Sanchez|Anubhav Yadav|Mariana L. Duarte|Lakshmi A. Devi|Amanda K. Fakira
摘要
阿片类药物危机凸显了寻找新的治疗途径来应对药物滥用的必要性。GPR83是一种最近被重新发现的G蛋白偶联受体（GPCR），研究表明它可以抑制吗啡的奖赏效应并调节疼痛。这种受体能够被神经肽PEN以及胆囊收缩素（CCK）衍生的肽类激活。为了寻找小分子配体，我们基于相关受体的晶体结构构建了一个同源模型，并对包含700万种化合物的库进行了虚拟筛选。通过细胞实验筛选出了排名前50的化合物，其中两种被鉴定为选择性的GPR83激动剂（CPD1和CPD27），另一种为拮抗剂（CPD25）。通过对可能与这些配体相互作用的GPR83残基进行定点突变验证了该模型的准确性；这些突变确实破坏了配体与GPR83的结合。我们进一步表征了这些化合物的分子药理学特性，并使用GPR83 shRNA（短发夹RNA）生成的敲低细胞验证了它们的GPR83选择性。将外周拮抗剂CPD25施用于野生型和GPR83敲除小鼠后发现，仅在野生型小鼠中阻断了吗啡条件下的位置偏好行为，这表明CPD25的拮抗作用是通过GPR83实现的。有趣的是，GPR83激动剂CPD1减弱了吗啡的镇痛效果，而CPD25则增强了这种效果，其效应大小为中等至较大，这说明GPR83在调节吗啡镇痛中起着关键作用。综上所述，我们发现了能够调节GPR83活性的小分子物质，这些物质可用于研究其在神经精神疾病中的作用。
章节摘录
引言
GPR83是一种广泛表达于大脑中的G蛋白偶联受体，在下丘脑和纹状体（尤其是伏隔核NAc）中的表达量最高。1, 2, 3 直到最近我们的研究小组发现PEN22（PEN）这种从前体蛋白proSAAS衍生的神经肽是GPR83的配体之前，尚未发现任何内源性GPR83配体。4 其他研究表明，GPR83还可以被锌和蛋白酶、NPY等物质激活。4, 7
材料与方法
材料：所有体外实验均使用了小鼠PEN22（mPEN；目录编号004-58；Phoenix Pharmaceuticals, Inc.，加利福尼亚州伯灵盖姆），因为先前的研究表明它能够取代[125I]Tyr-rPEN并在表达小鼠或人类GPR83的细胞系中产生信号。4, 9 小分子配体CPD1至CPD50的详细信息见补充材料2。实验所用培养基为F12（目录编号11765-054）、链霉素-青霉素（目录编号15140-122）和嘌呤霉素（目录编号A1113803），脂质体转染试剂为Lipofectamine 2000（目录编号……）。
小鼠GPR83的同源建模及小分子配体的虚拟筛选
由于GPR83的晶体结构尚未确定，我们首先构建了其同源模型。选择痛觉肽受体和δ阿片受体作为模板，是因为（i）它们的序列与GPR83的序列相似度最高；（ii）这些序列之间的互补性较高，有助于提高模型的准确性。
讨论
在本研究中，我们利用GPR83的同源模型、对约700万种化合物的虚拟筛选以及对筛选结果中排名前50的化合物的细胞实验，鉴定并表征了三种GPR83调节剂（两种激动剂和一种拮抗剂）。由于缺乏GPR83的晶体结构，我们基于拮抗剂结合的nociceptin/orphanin FQ肽受体的晶体结构生成了同源模型。
作者贡献声明
Ivone Gomes：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、实验设计、数据分析、概念构建。Seshat M. Mack：初稿撰写、数据分析、概念构建。Roberto Sanchez：数据分析、数据管理、概念构建。Anubhav Yadav：数据管理、数据分析、审稿与编辑。Mariana L. Duarte：数据分析。Lakshmi A. Devi：撰写 – 审稿与编辑、项目监督、资金申请、概念构建。
作者贡献
Ivone Gomes：概念构建、方法设计、数据分析、实验设计、初稿撰写及审稿编辑。Seshat M. Mack：数据分析、实验设计、初稿撰写、结果可视化、资金申请。Roberto Sanchez：概念构建、方法设计、数据分析、结果可视化。Anubhav Yadav：数据分析、结果可视化。Mariana L. Duarte：数据分析、结果可视化。Lakshmi A. Devi：概念构建。
致谢
本研究由DA-008863和DA-058681资助（LAD），以及DA-059646资助（AKF），同时获得了JP Morgan和Chase Sinsheimer奖的支持。SMM还获得了NIH的多样性补充资助（DA-008863S）。由于Lakshmi Devi担任副主编，她未参与本文的同行评审工作，也无权访问相关评审信息。本文的编辑工作由其他期刊编辑负责。
