非天然氨基酸修飾的內(nèi)嗎啡肽類似物構(gòu)效關(guān)系及藥理活性研究

非天然氨基酸修飾的內(nèi)嗎啡肽類似物構(gòu)效關(guān)系及藥理活性研究阿片系統(tǒng)是疼痛研究的重要靶點(diǎn),研究發(fā)現(xiàn)主要有三種經(jīng)典的阿片受體:μ-阿片受體(MOR)、δ-阿片受體(DOR)、κ-阿片受體(KOR)在疼痛調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。阿片肽是一類內(nèi)源性的神經(jīng)遞質(zhì),在其被發(fā)現(xiàn)后得到了廣泛研究。1997年,一類μ-阿片受體的內(nèi)源性配體--內(nèi)嗎啡肽-1和內(nèi)嗎啡肽-2從人腦和牛腦中被分別發(fā)現(xiàn),它們參與諸多生理調(diào)節(jié)尤其是在是在痛覺(jué)方面的調(diào)節(jié),因此被視為潛在的可以替代嗎啡的深層次痛覺(jué)調(diào)節(jié)藥物。然而內(nèi)嗎啡肽的生理藥理學(xué)研究也表現(xiàn)出酶解穩(wěn)定性差、鎮(zhèn)痛作用不持久、難以透過(guò)血腦屏障等缺陷,從而限制了其在臨床方面的應(yīng)用,因此開發(fā)鎮(zhèn)痛作用強(qiáng),副作用小的阿片肽藥物具有重要的意義?；瘜W(xué)修飾多肽特別是引入非天然氨基酸方法在研究結(jié)構(gòu)和功能應(yīng)用方面有非常重要的作用,通過(guò)基團(tuán)替換原有的天然結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步探討天然配體的構(gòu)效關(guān)系,成為近年來(lái)多肽藥物研發(fā)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。我們從研究?jī)?nèi)嗎啡肽構(gòu)效關(guān)系的角度出發(fā),構(gòu)建了一類新型的具有結(jié)構(gòu)限制性特征的非天然β氨基酸:α-烯基-β-氨基丙酸(Map),并將其引入到內(nèi)嗎啡肽不同氨基酸位點(diǎn)中。通過(guò)多種離體模型和在體實(shí)驗(yàn)研究,我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)Map的氨基酸替換發(fā)生在內(nèi)嗎啡肽C末端第四位氨基酸Phe時(shí),這種改造策略可以促進(jìn)類似物與阿片受體之間的相互作用,同時(shí)類似物活性也會(huì)隨著Map側(cè)鏈組分的變化而發(fā)生改變,其中H-Tyr-Pro-Trp-(ph)Map-NH2(類似物9),H-Tyr-Pro-Trp-(2-furyl)Map-NH2(類似物18)和H-Tyr-Pro-Trp-(3-furyl)Map-NH2(類似物19)是單位點(diǎn)改造中活性最好的激動(dòng)劑。與母體相比,這三個(gè)類似物在放射性配體親和實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的親和能力,在cAMP累積實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了明顯高于母體的激動(dòng)活性,類似物在小鼠離體腦質(zhì)膜中的酶解穩(wěn)定性也有所提高,進(jìn)一步的在體實(shí)驗(yàn)也證明類似物在動(dòng)物體內(nèi)會(huì)表現(xiàn)出明顯的鎮(zhèn)痛活性。在藥物耐受和便秘等阿片藥物經(jīng)常導(dǎo)致的副作用方面,我們研究發(fā)現(xiàn)這一類單位點(diǎn)改造的內(nèi)嗎啡肽類似物較之嗎啡能夠較少引起藥物耐受,并且對(duì)結(jié)腸運(yùn)動(dòng)的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于嗎啡。這些結(jié)果都表明Map對(duì)內(nèi)嗎啡肽單位點(diǎn)的替換是一種較為成功的改造策略。在隨后的研究中,為了進(jìn)一步增強(qiáng)內(nèi)嗎啡肽類似物的穩(wěn)定性和藥理學(xué)活性,我們選擇了(ph)Map和(2-furyl)Map進(jìn)行系統(tǒng)研究。我們采用了多位點(diǎn)組合修飾的方法,將多種非天然氨基酸砌塊引入到了內(nèi)嗎啡肽的改造中,其中包括酪氨酸甲基化修飾(Dmt,2,6-二甲基酪氨酸)和不同構(gòu)型(R/S)β-脯氨酸的引入等。放射性配體親和實(shí)驗(yàn)和離體生物標(biāo)本功能活性檢測(cè)發(fā)現(xiàn),這一類多位點(diǎn)改造的類似物表現(xiàn)出了更好的生物學(xué)活性和持久的酶解穩(wěn)定性,說(shuō)明非天然氨基酸的構(gòu)型和芳香環(huán)的性質(zhì)是一個(gè)決定活性和選擇性的重要參數(shù),β氨基酸在阿片肽的結(jié)構(gòu)改造中可能會(huì)發(fā)揮重要作用。同時(shí)引入了Dmt1,(R)-βPro2和(ph)-Map4/(2-furyl)Map4的內(nèi)嗎啡肽類似物H-Dmt-(R)-βPro-Trp-(ph)Map-NH2(類似物31)和H-Dmt-(R)-βPro-Trp-(2-furyl)Map-NH2(類似物32)是多位點(diǎn)改造類似物中活性最好的激動(dòng)劑,它們表現(xiàn)出了對(duì)μ-阿片受體皮摩爾級(jí)別的親和力以及亞皮摩爾級(jí)的激動(dòng)活性。在體實(shí)驗(yàn)也證明中樞注射這兩種類似物能夠表現(xiàn)出強(qiáng)效的鎮(zhèn)痛活性,外周系統(tǒng)注射發(fā)現(xiàn)這些類似物可以通過(guò)血腦屏障在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮有效且持久的鎮(zhèn)痛作用,這是一個(gè)多肽藥物普遍缺乏的優(yōu)勢(shì)。相比于臨床上經(jīng)常使用到的嗎啡,這一