人类mGlu5 变构调节剂的药理学特征：跨物种比较揭示药物设计新视角

本研究系统评估了11种mGlu5 变构调节剂（PAMs/NAMs/NALs）在人类mGlu5 受体上的结合特性与功能调控，通过放射性配体结合、iCa2+ 动员和IP1 积累实验，首次揭示人类与大鼠受体间存在的配体依赖性物种差异，为克服临床转化障碍提供了关键数据。

　　

在神经精神疾病治疗领域，代谢型谷氨酸受体5（mGlu₅
）作为G蛋白偶联受体（GPCR）家族的重要成员，因其在认知、学习记忆中的核心作用而成为热门靶点。然而令人困惑的是，尽管大量基于大鼠mGlu₅
的临床前研究显示良好疗效，进入临床试验的变构调节剂却屡遭滑铁卢——从焦虑症、脆性X综合征到帕金森病，多个适应症的试验因疗效不足或安全性问题终止。这种"动物实验成功、人体试验失败"的困局，将矛头直指一个关键问题：啮齿类动物与人类受体的药理学差异是否被严重低估？

为破解这一难题，澳大利亚莫纳什大学的研究团队在《Biochemical Pharmacology》发表重要成果。研究人员构建了稳定表达人类mGlu₅
的HEK293A细胞系，采用放射性配体结合实验、钙离子（iCa²⁺
）动态监测和肌醇单磷酸（IP₁
）积累测定三项关键技术，对11种已明确分类的变构调节剂（包括正变构调节剂PAMs、负变构调节剂NAMs和中性配体NALs）展开系统评估。通过与大鼠mGlu₅
数据的直接比较，首次绘制出跨物种药理学差异图谱。

研究首先通过[³
H]methoxy-PEPy结合实验揭示：虽然人类与大鼠mGlu₅
的变构结合位点序列同源性高达95.59%，但VU0424465和VU0409106等配体仍显示4-5倍的亲和力差异。更有趣的是，在人类受体中，包括CDPPB在内的多个PAMs仅能部分置换放射性配体，暗示全细胞环境下可能形成独特的受体-配体复合物构象。

功能实验则暴露出更显著的物种差异。在iCa²⁺
动员实验中，内源性激动剂谷氨酸和合成激动剂DHPG对人类mGlu₅
的激活效能比大鼠受体低3-5倍。更关键的是，IP₁
积累实验显示VU0424465和CDPPB等PAMs对人类受体的激动活性显著减弱，而MPEP等NAMs的抑制效能却增强。通过操作模型分析发现，VU0357121等第二位点PAMs对DHPG信号动力学的调控呈现"物种特异性偏好"——能加速人类受体响应初速率，但对大鼠受体无此效应。

研究最引人注目的发现是"探针依赖性反转现象"。在大鼠模型中表现为"DHPG偏好型"的MPEP，在人类受体中却转变为"谷氨酸偏好型"；而VU0409106更是在人类受体中首次显现探针依赖性。这种反转提示：基于啮齿类数据预测人类受体调控机制可能存在根本性偏差。

该研究通过多维度数据揭示了三个关键结论：首先，人类mGlu₅
变构调节存在"化学结构依赖性"的物种差异，这种差异不能单纯用序列同源性解释；其次，信号通路偏倚（如iCa²⁺
与IP₁
响应的分离）在人类受体中更为显著；最后，变构调节剂对信号动力学参数（如初速率、上升/衰减速率常数）的调控具有物种特异性模式。

这些发现对神经精神药物开发具有深远意义：一方面强调人类受体数据对临床转化的必要性，另一方面为设计"物种不敏感型"变构药物提供了新思路。特别是对处于临床阶段的mGlu₅
NALs（如阿尔茨海默病候选药物ALX-001），研究提示需要重新评估其中性特性是否在人类受体中保持。该成果不仅为破解mGlu₅
药物开发困局提供了关键数据，更为GPCR变构药物的跨物种预测建立了新范式。