三重再摄取抑制剂药物作用的结构基础解析及其抗抑郁治疗意义

《Nature Communications》：Structural basis for pharmacotherapeutic action of triple reuptake inhibitors

【编辑推荐】针对35%抑郁症患者对传统5-羟色胺和去甲肾上腺素靶向药物应答不足的临床困境，本研究通过解析五种三重再摄取抑制剂（TRIs）与人多巴胺转运体（DAT）的复合物结构，首次揭示tesofensine、dasotraline稳定外向构象，centanafadine、ansofaxine、nefazodone捕获内向构象的差异化作用机制，为开发高效低副作用抗抑郁药提供了关键结构蓝图。

　　

抑郁症作为全球主要致残性疾病之一，其一线药物治疗策略主要聚焦于提升大脑中5-羟色胺（serotonin）和去甲肾上腺素（norepinephrine）的神经传递水平。然而临床数据显示，超过三分之一的患者对现有药物缺乏充分应答，或因不良反应而终止治疗。这一困境驱动科学家探索新型作用机制的抗抑郁药物，其中能同步调节5-羟色胺、去甲肾上腺素和多巴胺（dopamine）三重神经递质系统的三重再摄取抑制剂（TRIs），因其潜在更优疗效和更少副作用，成为新一代抗抑郁药物研发的重要方向。

为系统解析TRIs的分子作用机制，研究团队在《Nature Communications》发表最新研究成果，通过高分辨率结构生物学方法，首次解析了五种代表性TRIs药物与人类多巴胺转运体（DAT）结合的复合物三维结构。该研究不仅揭示了不同TRIs稳定DAT蛋白构象的差异化规律，更发现了ansofaxine独特的结合位点特征，为理解此类药物的作用机理提供了原子水平的结构基础。

关键技术方法包括：利用冷冻电子显微镜（cryo-EM）解析DAT与五种TRIs（tesofensine、dasotraline、centanafadine、ansofaxine、nefazodone）的复合物结构；通过分子动力学模拟分析构象动态变化；采用荧光共振能量转移（FRET）技术验证构象状态；使用放射性配体结合实验测定抑制常数（K_i）。

TRIs诱导DAT构象分化的结构基础

研究发现五种TRIs可基于其稳定DAT构象的特性分为两类：tesofensine和dasotraline将DAT稳定在面向细胞膜外侧的“外向开放”构象（outward-facing conformation），而centanafadine、ansofaxine和nefazodone则捕获面向细胞质侧的“内向开放”构象（inward-facing conformation）。这一发现首次从结构层面解释了不同TRIs可能通过差异化构象调控实现其药理特性。

配体结合口袋的化学相互作用网络

结构分析显示，虽然五类抑制剂均结合于DAT的中央底物结合位点，但其具体取向和相互作用网络存在显著差异。Tesofensine通过其刚性结构框架与跨膜螺旋1、3、6、8形成广泛疏水接触；dasotraline则依靠氟苯环与Phe43^1.38形成π-π堆积作用。与之对比，ansofaxine的结合位点更靠近细胞内膜表面，其苯并二氧杂环戊烯基团与跨膜螺旋5的Gly316^6.55形成氢键网络。

Ansofaxine的独特结合模式

特别值得注意的是，ansofaxine在DAT结合口袋中呈现前所未有的结合几何——其分子长轴与膜平面近乎垂直，三氟甲基苯基深度插入由跨膜螺旋1、6、8形成的疏水腔中。这一独特取向导致其哌嗪环更靠近细胞内门控残基Arg60^1.55，可能通过变构效应调控胞内门控动力学。

构象选择性与转运循环调控

通过比较结构分析与功能实验，研究证实TRIs对DAT构象的选择性稳定作用直接关联于其阻断神经递质再摄取的效能。外向构象稳定剂（tesofensine/dasotraline）可能通过“竞争性锁闭”机制阻止底物结合，而内向构象稳定剂（centanafadine/ansofaxine/nefazodone）则可能干扰转运蛋白的构象循环重置过程。

研究结论表明，TRIs通过差异化稳定DAT构象状态实现其药理作用，这种构象选择性不仅决定了抑制剂效能，更可能影响其副作用谱系。该研究建立的“结构-功能”对应关系为理性设计新一代抗抑郁药物提供了关键理论依据，特别是ansofaxine独特结合模式的发现，为开发具有亚型选择性的神经递质转运体调节剂开辟了新方向。这些原子水平的结构见解将加速针对难治性抑郁症的精准药物研发进程。