Science子刊:新药物或可攻克疼痛与成瘾两大难题
众所周知,疼痛和成瘾会让人抓狂。现在,科学家正在尝试开发一种新药物,或许有一天既可以对抗疼痛,又能够抑制成瘾。
虽然此研究仍然处于早期阶段,但报告称,研究人员已经发现了一种新的小分子,它可以选择性绑定到长靶向酶,停止其在疼痛和成瘾中的作用,同时又不干扰到对健康的细胞功能至关重要的酶。这一新发现的化合物虽然不能很快成为药物,但它开启了相关研究工作的大门。
疼痛和成瘾有许多生物化学根源,这使得它们难以通过不影响细胞中其他关键功能的方式进行治疗。今天,最有效的止痛药是阿片类药物,包括海洛因,羟考酮和氢可酮。这种药物除了中断疼痛,它们还会抑制被称为腺苷酸环化酶(ACs)的酶,这种酶将细胞的能量源ATP转化为参与细胞内化学通信的分子——环AMP(cAMP)。长期使用阿片类药物会导致细胞增加ACs的活性来补偿,从而使得cAMP水平激增。当阿片类药物使用者试图停止使用时,其体内cAMP水平仍然很高。不幸的是,减少cAMP水平的药物,如丁丙诺啡却有着有害的副作用。
可以选择性降低cAMP水平的药物候选是一种特定AC酶(AC1)。人类有10种ACs,所有这些都可以将ATP转化为cAMP,但是它们在不同组织中的表达水平不同。在过去的15年中,AC1基因缺乏的小鼠实验显示,它们对疼痛的敏感性降低,对阿片类药物的依赖迹象减少。但AC1,连同其“近亲”AC8,似乎与海马脑区的记忆形成密切相关。
令人欣喜的是,有动物研究表明,AC1和AC8的记忆形成工作是冗余的。因此,如果AC1被选择性地阻碍,它可能对记忆形成只有很小的影响。这就促使科学家试图选择性地阻止AC1,而保持AC8不变。2011年,由加拿大多伦多大学疼痛神经科学家Min Zhuo领导的研究报告称,他们发现一种药物样化合物阻断AC1的效果比AC8好10倍。
普渡大学的Val Watts教授和他的同事则希望做得更好。他们开始了一项化学测试,筛选一小组类似于福斯高林(forskolin)的化合物,借此来寻找抑制AC1而不是AC8的化合物。
他们的研究成果在本月的《科学信号》(Science Signaling)指出,在基于细胞的研究中,一种称为ST034307的化合物能抑制AC1并降低cAMP,同时保持AC8不受影响。当给予小鼠时,它也降低其对疼痛的敏感性。
对此,马里兰州巴尔的摩国家药物滥用研究所的副主任Amy Newman表示,美国每年有数万人死于阿片类药物过量。所以,这一不影响阿片受体的止痛药是令人振奋的。
不过,尽管如此,Watts指出,ST034307本身不太可能成为一种“好药”,因为该化合物似乎仅在相对高的剂量下起作用。他表示,研究团队已经发现一种相关的AC1抑制剂似乎更有效。他们仍然在检测这一药物是否影响动物的疼痛和成瘾,后续还有很长的路要走。不过,这也是个好消息不是吗?
医牛点评:药物成瘾是越来越严重的问题,若新药物能解决疼痛和成瘾两个问题,那就太棒啦!
循证来源:Identification of a selective small-molecule inhibitor of type 1 adenylyl cyclase activity with analgesic properties, published online Feb 2017, Science Signaling
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