GPCRdb在线资源:G蛋白偶联受体药物发现的新纪元与临床转化展望

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:npj Drug Discovery

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  本研究针对G蛋白偶联受体(GPCR)药物开发中数据分散的问题,开发了集成化在线资源GPCRdb。研究人员通过整合516种已批准药物和337种临床试验药物的多源数据,构建了包含121个已验证靶点和30个新靶点的知识库,创新性地开发了GPCRome轮盘可视化工具和靶点选择系统。该成果发表于《npj Drug Discovery》,为加速GPCR靶向药物研发提供了重要决策支持。

  

在生命科学和医药研发领域,G蛋白偶联受体(GPCR)家族一直是"明星靶点"——这个包含约800个成员的膜蛋白超家族,调控着从感官知觉到免疫应答的多种生理过程。令人惊叹的是,目前36%的临床药物都作用于GPCR靶点,包括糖尿病、肥胖症等重大疾病的"重磅炸弹"药物。然而随着研究的深入,科学家们面临新的挑战:如何系统追踪日新月异的GPCR靶向药物研发进展?如何从尚未开发的受体中发现下一个"钻石靶点"?这些问题的答案,隐藏在分散的临床试验数据、结构生物学发现和疾病关联研究中,亟待整合。

来自哥本哈根大学(University of Copenhagen)的研究团队在《npj Drug Discovery》发表了突破性解决方案。他们开发的GPCRdb在线资源,首次实现了GPCR药物研发数据的全景式整合与智能分析。这个"一站式"平台不仅收录了543种(考虑手性)已批准药物和337种临床试验药物的完整档案,更创新性地开发了GPCRome轮盘可视化系统,将398个非嗅觉GPCR的临床开发状态直观呈现。通过深度整合DrugBank、Open Targets等12个权威数据库的数据,并结合人工标注的100余项临床试验信息,该资源实现了三大功能突破:药物-靶点-疾病的动态关联分析、跨临床试验阶段的Venn图筛选、以及基于多模态数据的靶点优先级评估工具。

研究团队采用多学科交叉的技术路线:1)通过生物信息学方法整合12个权威数据库的GPCR相关数据;2)开发D3.js可视化框架实现GPCRome轮盘等创新展示;3)建立临床试验药物的人工验证流程;4)应用国际疾病分类(ICD11)系统标准化683种疾病指征;5)整合Open Targets平台的靶点-疾病关联评分系统。这些技术共同支撑起资源的知识架构。

在线平台架构
平台包含"药物/试验药物"、"靶点"和"疾病"三大模块共8个功能页面。其中最具特色的GPCRome轮盘将398个受体按类别分层展示,通过色标直观显示临床阶段——从I期(浅粉)到IV期(蓝色),以及30个新进入临床试验的"潜力靶点"。数据显示,目前104个A类、11个B1类、5个C类和1个F类GPCR已有获批药物,而趋化因子受体家族正成为研发新热点,有9个成员进入临床试验。

药物开发动态
通过独特的Venn图分析工具,研究发现83个GPCR存在"老药新用"现象。例如抗高血压药特拉唑嗪(terazosin)正在开展帕金森病的I-III期试验。平台还捕捉到研发趋势变化:胺能受体虽然药物众多但临床试验活跃度降低,而内皮素受体拮抗剂atrasentan等新分子在多个适应症中同步推进。

靶点选择系统
整合6类决策参数:1)靶点特征(文献量、结构数据);2)药物开发现状;3)疾病关联证据;4)组织表达谱;5)癌症相关性;6)IDG开发等级。例如对GIP受体的分析显示,除已批准的tirzepatide外,还有7个新分子(含1个抗体)在代谢疾病领域开展试验。

疾病网络分析
采用ICD11标准对23类疾病领域的275个子类进行系统关联。数据显示代谢疾病、肿瘤和免疫学构成当前GPCR研发的三大主战场,其中2型糖尿病和肥胖症的药物数量领先,而非酒精性脂肪肝炎(NASH)等新兴适应症呈现快速增长。

这项研究的意义在于建立了GPCR药物开发的"数字中枢"。通过将分散的临床前和临床数据转化为可操作的知识,该资源既帮助识别老靶点的新用途,也加速了孤儿受体的转化研究。特别值得注意的是,平台收录的30个新临床试验靶点中,包含6个内源性配体未知的"神秘受体",证明结构生物学和虚拟筛选技术的进步正在突破传统药物发现的边界。正如研究者所言,这一动态更新的知识库将成为"挖掘GPCR治疗潜力的指南针",推动更多创新疗法从实验室走向临床。

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