向日葵肽作为潜在镇痛药的模板
葵花籽中天然存在的肽被合成优化,现在已被确定为治疗腹痛或炎症(胃肠道,腹部和/或内脏)的潜在药物。这是维也纳医学大学药理学研究所(生理学和药理学中心)的克里斯蒂安·格鲁伯领导的一项国际研究的发现,该研究与昆士兰大学和澳大利亚弗林德斯大学联合进行,现已发表。
这项研究的科学目的是找到只在外周有效而不穿过神经的镇痛药血脑屏障,作为常用的合成阿片类药物的替代品。格鲁伯解释了研究背景:“吗啡是最早的植物性药物之一,200多年前从罂粟的干燥乳胶中分离出来。它与大脑中的阿片受体结合,至今仍被认为是脑卒中的主要支柱疼痛治疗。然而,阿片类药物成瘾的风险很高,由于这种强烈的依赖性,过量服用会抑制大脑的呼吸中枢,从而导致呼吸抑制,在最坏的情况下,会导致死亡。”由于这个原因,全世界的研究人员都在努力使止痛剂更安全,并找到有效的药物没有典型阿片类药物副作用的分子。
向日葵提取物因其抗炎和镇痛的特性在一定程度上用于传统医学。在目前的研究中,来自奥地利和澳大利亚的科学家,主要是博士生Edin muratspahiki,分离出了可能导致这种效应的植物分子。然后使用药物化学方法优化所谓的向日葵胰蛋白酶抑制剂-1 (SFTI-1),这是天然存在的最小的抑制剂之一环肽通过将内源性阿片肽“嫁接”到支架上。
共19个肽在原始SFTI-1蓝图的基础上化学合成并进行药理学测试。“其中一种变体被证明是我们作为潜在创新镇痛分子的主要候选者,特别是对于胃肠道或周围器官的疼痛。这种肽是非常稳定的,高效的,它的作用仅限于身体的外围。因此,它的使用有望减少与阿片类药物相关的典型副作用,”格鲁伯和穆拉茨帕希克说。
肽的作用方式是通过所谓的kappa阿片受体;这种细胞蛋白是缓解疼痛的药物靶点,但通常与情绪障碍和抑郁有关。向日葵肽在大脑中不起作用,因此依赖或成瘾的风险要小得多。此外,它选择性地激活仅影响疼痛传递的分子信号通路,而不会引起典型的疼痛阿片样物质副作用。在目前的研究中,动物模型的数据非常有希望:科学家们看到了在未来使用这种肽来开发一种安全的药物的巨大潜力,这种药物可以以片剂的形式口服,以治疗腹部疼痛胃肠道这种药物也可能用于相关的疼痛状况,例如炎症性肠病。
由Christian Gruber领导的MedUni维也纳实验室的研究利用了利用自然蓝图开发优化药物的概念。格鲁伯解释说:“我们正在搜索包含植物和动物遗传信息的大型数据库,解码新型肽分子并研究它们的结构,以期在酶或膜受体上进行药理学测试,并最终将它们用于疾病模型。”最后,潜在的药物候选药物在自然蓝图的基础上以稍微修改的形式进行化学合成,以获得最佳的药理特性。
更多信息:Edin muratspahiki等,基于κ-阿片受体的葵花籽稳定环肽镇痛药的设计治疗慢性腹痛,药物化学杂志(2021)。DOI: 10.1021 / acs.jmedchem.1c00158