G蛋白偶聯(lián)受體固有活性為新藥開發(fā)提供新思路

G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）是人體內(nèi)最大的膜受體蛋白家族，是一類具有7個跨膜螺旋的跨膜蛋白受體，GPCR的結構特征和在信號傳導中的重要作用決定了其可以作為很好的藥物靶標。近來研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)G蛋白偶聯(lián)受體具有一個很重要的特性——固有活性，即在無激動劑條件，受體固有的維持激活并維持下游信號傳導通路的活性。G蛋白偶聯(lián)受體固有活性為新藥開發(fā)提供了新的視點，反相激動劑開發(fā)、基因敲除/敲入治療技術、固有激活受體技術是根據(jù)G蛋白偶聯(lián)受體固有活性進行新藥開發(fā)的三個重要方面。

反相激動劑

在G蛋白偶聯(lián)受體固有性活性中，激動劑可增加基礎G蛋白及效應系統(tǒng)的活性，拮抗劑可對基礎活性無效應，反相激動劑可降低G蛋白基礎活性。相當多的G蛋白偶聯(lián)受體具有反相激動劑。反相激動劑對于具固有活性的G蛋白偶聯(lián)受體所造成的疾病有治療價值，例如，KSHV-G蛋白偶聯(lián)受體的反相激動劑可用于治療卡波濟肉瘤。但是，現(xiàn)有的反相激動劑蛋白質(zhì)特性限制了它們的臨床應用。

目前，具有固有活性的PTH-PTHrPR突變體的反相激動劑已經(jīng)被鑒定出，這種化合物可能用來治療干骺端軟骨發(fā)育異常。反相激動劑對促甲狀腺素受體(TSHR)和促黃體生成素受體(LHR)的作用可分別用來治療甲狀腺功能亢進癥以及青春期早熟。與阻礙固有活性功能相比，反相激動劑在恢復正常的GPCRs的功能上更加重要。

基因敲除/敲入技術

能導致疾病的GPCR突變體在另一方面也有治療價值，在PTH/PTHrP基因敲除老鼠中，具固有活性PTH-PTHrPR的特定表達能拯救PTH/PTHrP缺陷的實驗鼠。所以，有固有活性的GPCR突變體能彌補相應受體的激素缺陷。在基因表達上，具固有活性的GPCR突變體基因敲入是一種使內(nèi)源性配體（如胰島素）下調(diào)，從受體激活上直接考慮的很有前景的基因治療方法?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，具固有活性的GPCR突變體基因敲入不失為一種相應的激素替代治療方法。這種替代治療對于那種應用費用昂貴的激素，或激素給藥吸收困難的患者更加有實際意義?；蜉d體技術的發(fā)展使這種治療用于臨床更加有可能。

固有激活受體技術

因為G蛋白偶聯(lián)受體是極具吸引力的藥物治療靶點，幾十年來，世界各國的醫(yī)藥公司都傾注全力開發(fā)這類受體靶點。目前，幾百種新鑒定出的G蛋白偶聯(lián)受體為新藥，特別是為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的新藥開發(fā)提供了充足的機會，這些新鑒定的受體可成為21世紀新藥開發(fā)的重點。

但是對于這些受體，研究者面臨兩大問題：一是如何鑒定特定疾病過程相關的所有G蛋白偶聯(lián)受體類型，及區(qū)分不同G蛋白偶聯(lián)受體亞型藥理和信號傳導的差異；二是如何找到通過立體結構分析設計選擇性的G蛋白偶聯(lián)受體調(diào)節(jié)因子的方法。為了解決這些問題，產(chǎn)生了新的鑒定小分子藥物與G蛋白偶聯(lián)受體作用的固有激活受體技術（CART）篩選方法，利用這種方法可以在不需要使用內(nèi)源性配體的條件下篩選藥物。

通過基因序列以及與內(nèi)源性配體相互作用的能力已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了將近160種G蛋白偶聯(lián)受體。為了找到這些潛在藥物靶點的配體，需要鑒定出一大類的與特定疾病過程相關的G蛋白偶聯(lián)受體，并分出各種G蛋白偶聯(lián)受體亞型的藥理和信號傳導差異。而這種高通量篩選需要一種與沒發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性配體的孤兒受體結合的小分子配體的技術，這種技術涉及用有固有活性的G蛋白偶聯(lián)受體來鑒定幾類藥理分子，包括激動劑、反相激動劑和受體異構調(diào)節(jié)分子，而G蛋白偶聯(lián)受體胞外所有跨膜環(huán)都是配體和藥物作用區(qū)域。

這種技術可以實現(xiàn)內(nèi)源性配體未知的受體信號通路的激活，在沒有內(nèi)源性配體結合的情況下，G蛋白偶聯(lián)受體仍能固有激活二級信號反應通路。這種技術的關鍵是改變G蛋白偶聯(lián)受體的遺傳結構，導致受體產(chǎn)生穩(wěn)定激活的狀態(tài)。

利用這種方法，穩(wěn)定激活的G蛋白偶聯(lián)受體細胞模型還可用于篩選調(diào)節(jié)下游信號通路的小分子。篩選出這些小分子可進一步用作驗證受體功能和與疾病關系的藥理學工具，這些小分子最終還可能成為藥物設計及新治療方法開發(fā)的先導化合物。

CART篩選方法的好處在于：首先，它可模仿配體結合受體后啟發(fā)的生物反應，而這種模仿可以在不知道內(nèi)源性配體的情況下進行，這使得從基因序列鑒定到小分子篩出的藥物開發(fā)過程加速。其次，非配體依賴的這種技術為G蛋白偶聯(lián)受體的變構調(diào)節(jié)因子提供了開發(fā)平臺。因為CART不需要使用天然配體，因而就沒有候選藥物一定要結合到配體結合部位的限制。除了配體結合部位，其他調(diào)控因子作用于受體其他變構部位對整個信號通路的影響都可檢測到。

與由于自然突變引發(fā)的受體固有活性有關的人類疾病，包括視網(wǎng)膜炎、先天性夜盲（視紫紅質(zhì)突變）、家族性甲亢（TSH受體突變）、低血鈣（鈣受體突變）、軟骨發(fā)育不良（副甲狀腺受體突變）等。反相激動劑是治療這類疾病的潛在藥物，目前，有一些反相激動劑治療藥物正處于開發(fā)階段。

表達有固有活性的β2腎上腺素受體的轉(zhuǎn)基因老鼠表現(xiàn)出心血管變異，而這種變異只能用反相激動劑才能逆轉(zhuǎn)。另外，近來Morisset等兩種組胺H3受體異型表現(xiàn)出固有活性。用降低這種固有活性的藥物處理后，研究人員發(fā)現(xiàn)，正常的嚙齒類動物腦內(nèi)H3受體具有固有活性，這種固有活性還控制組胺神經(jīng)體外實驗的神經(jīng)活動。對μ-阿片受體、δ-阿片受體的研究均表明，它們均具有固有活性并具有相應的反相激動劑，激動劑處理誘導小鼠成癮以后，根據(jù)這些受體固有活性的變化，篩選出相應的反相激動劑或具有μ-激動、δ-反相激動或者其他組合，并研究其相應的信號通路改變，具有重要意義。

目前的證據(jù)表明，反相激動劑可治療由于受體過表達引起的高基礎活性有活性而導致的疾病，隨著CART等技術的成熟，對反相激動劑必然會有更廣泛的研究，其前景廣闊。