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一种开发无副作用止痛药的新方法
发表日期: 2017-03-08 作者: V. Spahn等 文章来源:《Science》
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柏林大学的一组研究人员发现了一种开发止痛药的新方法:他们利用计算模拟分析阿片受体的相互作用,阿片受体也就是细胞中止痛药的止痛位点。研究人员发现在动物模型中,一种类似吗啡的分子能缓解发炎组织中的实质性疼痛。同时正常健康组织不会受到影响,这表明也许可以避免目前与这些类型止痛药相关的严重副作用。

这项研究发表在32日的Science杂志上,领导这一研究的是柏林大学的附属医院的Christoph Stein教授,他表示,“我们分析的是损伤组织中的药物-阿片受体之间的相互作用,而不是健康组织,由此希望能为设计新型,无有害副作用的止痛药提供有用的信息。”

植物派生的鸦片已经使用和滥用了好几个世纪,第二次世界大战期间使用的是吗啡。吗啡是三大主要鸦片来源的止痛药之一,被称为阿片类药物。阿片类药物是一类强大的止痛药,主要用于治疗与组织损伤和炎症相关的疼痛,例如由于手术,神经损伤,关节炎或癌症引起的疼痛。但这种药物具有常见副作用,包括困倦,恶心,便秘和药物依赖性,在一些情况下甚至会引发呼吸停止。

2013年一个国际研究小组通过大规模调查还发现,长期服用一些常规止痛药可能增加心血管疾病风险。他们调查了超过35万人的医疗记录,考察了服用常规止痛药与心血管疾病间的关系。结果发现,长期服用双氯芬酸或布洛芬等非甾体抗炎药的人群患心脏病、中风等心血管疾病的风险会有所增加,特别是有相关病史或高血压等致病因素的人,其心血管疾病发病风险会更高。

在最新研究中,Stein教授与Marcus Weber博士合作,在创新性计算模拟的帮助下,研究人员分析了类似吗啡分子及其与阿片受体的相互作用。同时研究人员也成功的发现了其中的新作用机制,从而能在受炎症影响的靶标组织中缓解疼痛。

由此研究人员指出,术后和慢性炎症疼痛今后也许可以不引起副作用的止痛了,文章的第一作者,Viola Spahn博士和Giovanna Del Vecchio博士解释说:“与常规阿片类物质相反,我们的NFEPP原型药物只能在酸性环境中结合并激活阿片受体,这意味着它只会在受损组织中发挥作用,并不会引发呼吸抑制,嗜睡,药物依赖或便秘等副作用。”

经过药物原型设计和药物合成之后,研究人员也进行了实验测试。他们使用计算机建模模拟了质子浓度增加,从而模拟炎症组织中发现的酸性条件。

“我们证明药物的质子化是激活阿片受体的关键条件,”作者总结道。他们的这一发现未来可能适用于其它类型的疼痛,甚至可以应用于其它受体研究领域。因此改善药物功效和耐受性不限于止痛药,还可以延伸到其它药物上。

在大多数药店很常见的一种非处方止痛药——布洛芬(ibuprofen),可能是延长寿命的关键——至少在线虫和果蝇中如此。现在,科学家们想知道,常规剂量的布洛芬是否可以延长人类寿命。美国Buck衰老研究所的研究人员在2014年的一项研究中发现,相当于人类常规剂量的布洛芬,可使酵母、线虫和果蝇的寿命延长15%(与其他相对应物种相比)。对于线虫来说,这意味着可以多活三到四天,相当于人类多活12年的时间(PLOS:常用镇痛药布洛芬可延长寿命 )。

美国斯克里普斯研究所(TSRI)佛罗里达校区的科学家发现,一种最广泛使用的止痛、抗炎药物,可在动物模型中减缓一种特殊肿瘤的增长速度,并指出这种药物可能对其他类型的肿瘤也有相同的作用。这项发布在《Cancer Research》杂志上的新研究关注的是塞来昔布(辉瑞西乐葆)的抗癌作用(一种常用止痛药可抑制肿瘤生长)。(来源:生物通 万纹)

 

A nontoxic pain killer designed by modeling of pathological receptor conformations

 

Abstract  Indiscriminate activation of opioid receptors provides pain relief but also severe central and intestinal side effects. We hypothesized that exploiting pathological (rather than physiological) conformation dynamics of opioid receptor-ligand interactions might yield ligands without adverse actions. By computer simulations at low pH, a hallmark of injured tissue, we designed an agonist that, because of its low acid dissociation constant, selectively activates peripheral μ-opioid receptors at the source of pain generation. Unlike the conventional opioid fentanyl, this agonist showed pH-sensitive binding, heterotrimeric guanine nucleotide–binding protein (G protein) subunit dissociation by fluorescence resonance energy transfer, and adenosine 3,5-monophosphate inhibition in vitro. It produced injury-restricted analgesia in rats with different types of inflammatory pain without exhibiting respiratory depression, sedation, constipation, or addiction potential.

 

原文链接:http://science.sciencemag.org/content/sci/355/6328/966.full.pdf

 


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