徐江平,汪海濤
(南方醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院,廣東 廣州 510515)
單胺假說(shuō)為抑郁癥發(fā)病機(jī)理的經(jīng)典理論,目前,臨床上正在使用的抗抑郁藥均是通過(guò)增加突觸間單胺遞質(zhì)濃度而起效。單胺類神經(jīng)遞質(zhì)通過(guò)與其相應(yīng)的受體結(jié)合,觸發(fā)受體后一系列復(fù)雜的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,最終產(chǎn)生抗抑郁作用[1-3]。但是單純的單胺類神經(jīng)遞質(zhì)學(xué)說(shuō)并不能完全解釋抑郁癥的發(fā)病機(jī)制,現(xiàn)行的抗抑郁藥可在數(shù)小時(shí)內(nèi)增加突觸間隙的遞質(zhì)濃度,但療效通常在連續(xù)治療2~4周才開(kāi)始出現(xiàn),而且并不是對(duì)所有的抑郁癥患者都有效,其有效率約為60%。因此,以單胺類神經(jīng)遞質(zhì)作為靶點(diǎn)的藥物不能完全緩解抑郁癥治療的困境,需要尋找新的作用靶點(diǎn)或探討新的作用機(jī)制,突破當(dāng)前藥物治療的局限性,為抑郁癥的治療提供多種選擇,為新藥研發(fā)提供思路和理論依據(jù)。
磷酸二酯酶(phosphodiesterases,PDEs)是體內(nèi)唯一負(fù)責(zé)水解第二信使環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)和環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cyclic guanosine monophosphate, cGMP)的酶類。磷酸二酯酶4(phosphodiesterase 4,PDE4)是PDEs大家族的成員之一, PDE4抑制劑在臨床上主要用于治療慢性阻塞性肺疾病、哮喘及銀屑病[4-5]。近年來(lái),越來(lái)越多的研究表明PDE4可以通過(guò)多種途徑改善神經(jīng)系統(tǒng)疾病,例如抑郁癥、老年癡呆、腦卒中等[8-10]。PDE4抑制劑對(duì)于抑郁癥的研究已經(jīng)較為深入和成熟,研究認(rèn)為PDE4抑制劑能夠通過(guò)調(diào)控細(xì)胞內(nèi)第二信使cAMP水平,從而改善抑郁癥狀。PDE4雖已被認(rèn)為是極有價(jià)值的抗抑郁藥作用靶點(diǎn),經(jīng)典的PDE4抑制劑咯利普蘭也曾進(jìn)入Ⅱ期臨床試驗(yàn),但是幾乎所有現(xiàn)行的PDE4抑制劑都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的惡心、嘔吐等胃腸道反應(yīng),這一難以忍受的副作用迫使這類藥物不得不終止臨床試驗(yàn)。為突破傳統(tǒng)PDE4抑制劑所具有的致嘔吐副作用這一瓶頸,新型無(wú)致嘔吐作用的PDE4抑制劑或亞型選擇性抑制劑將是下一代PDE4抑制劑研發(fā)的重點(diǎn)。
抑郁癥是一種以心境低落、興趣缺失為主要特征的常見(jiàn)精神障礙性疾病,時(shí)常伴有食欲不振、失眠、疲勞感或注意力不集中等癥狀,抑郁癥具有時(shí)長(zhǎng)、反復(fù)發(fā)作、各年齡段的男女均可發(fā)病的特點(diǎn),繼而影響其學(xué)習(xí)、工作和日常生活,嚴(yán)重時(shí)還可導(dǎo)致自殺[6]。因此,抑郁癥已然成為全球性的主要精神衛(wèi)生問(wèn)題,是危害全人類的常見(jiàn)病、多發(fā)病。
世界衛(wèi)生組織最新調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析,全球抑郁癥的發(fā)生率為3.1%,發(fā)達(dá)國(guó)家接近6%,我國(guó)抑郁癥的發(fā)病率為3%~5%,目前已經(jīng)有超過(guò)3000萬(wàn)人患有抑郁癥。預(yù)計(jì)到2020年,精神疾病在人類疾病的負(fù)擔(dān)中將列第2位[2],而抑郁癥則是各類精神疾病中的主要問(wèn)題,占精神疾病負(fù)擔(dān)的47%。抑郁癥好發(fā)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),生活在北京、上海及廣州等大城市中的白領(lǐng)在高競(jìng)爭(zhēng)壓力的環(huán)境下迅速成為此病的高發(fā)人群。抑郁癥已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份的一個(gè)公共衛(wèi)生問(wèn)題及社會(huì)問(wèn)題,是一個(gè)不容忽視且需迫切解決的問(wèn)題。
抑郁癥的確切發(fā)病機(jī)制尚未完全明確,目前針對(duì)抑郁癥的主要假說(shuō)有:①單胺假說(shuō):該假說(shuō)認(rèn)為抑郁癥的發(fā)病是由于大腦中單胺類遞質(zhì),如去甲腎上腺素(Norepinephrine, NE) 或5-羥色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)功能缺陷所致[2-4]。增加突觸間隙中單胺類遞質(zhì)濃度的抗抑郁藥物,如選擇性5-HT再攝取抑制劑已經(jīng)應(yīng)用50余年,但是仍存在很多不足,如起效慢,需要幾周才能改善抑郁癥狀,而且有1/3的患者對(duì)其產(chǎn)生抵抗。當(dāng)前的抗抑郁藥物主要是通過(guò)調(diào)節(jié)腦內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)水平產(chǎn)生抗抑郁作用。但這種治療機(jī)制并不能從根本上解釋抑郁癥治療藥物的起效延遲現(xiàn)象。②受體假說(shuō):在單胺假說(shuō)的基礎(chǔ)上,突觸后受體敏感性的改變引起了人們的重視,提出抑郁癥是腦中NE、5-HT 受體敏感性增高的緣故(即超敏)。針對(duì)此假說(shuō),抗抑郁藥物的作用是依靠下調(diào)β-腎上腺素能受體和5-HT受體的數(shù)量和功能而實(shí)現(xiàn)的[7]。③神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)假說(shuō):此假說(shuō)認(rèn)為抑郁癥的發(fā)生與大腦內(nèi)腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF)等的表達(dá)減少或功能不足有關(guān)[8]。此假說(shuō)的提出主要基于3個(gè)現(xiàn)象:其一,尸檢顯示抑郁癥患者海馬BDNF水平顯著降低[9];其二,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的海馬BDNF信號(hào)受損可誘發(fā)抑郁樣行為;再者,增加海馬內(nèi)BDNF水平會(huì)產(chǎn)生抗抑郁樣作用[10]??挂钟糁委熆梢栽黾幽X內(nèi)BDNF及其特異性受體酪氨酸蛋白激酶B受體的水平,而B(niǎo)DNF可通過(guò)提高海馬新生神經(jīng)元的存活率,促進(jìn)海馬神經(jīng)元的成熟及分化,提高海馬長(zhǎng)時(shí)程突觸傳遞,增強(qiáng)神經(jīng)突觸的可塑性而起到抗抑郁的作用[11]。④神經(jīng)內(nèi)分泌假說(shuō):有研究認(rèn)為抑郁癥的發(fā)生與下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)、下丘腦-垂體-甲狀腺軸(HPT軸)及下丘腦-垂體-性腺軸(HPG軸)功能異常有關(guān)[12]。這一假說(shuō)認(rèn)為:抑郁癥的主要原因是由于應(yīng)激導(dǎo)致的HPA軸紊亂,引起體內(nèi)糖皮質(zhì)激素水平的增加,進(jìn)而發(fā)生海馬神經(jīng)元功能障礙和結(jié)構(gòu)改變(如海馬及前額皮質(zhì)體積縮小及萎縮),甚至發(fā)生神經(jīng)元變性和死亡,在抑郁癥患者的體內(nèi),確實(shí)檢測(cè)到高濃度的糖皮質(zhì)激素的水平[13],為這一學(xué)說(shuō)提供了依據(jù)。雖然,抑郁癥的發(fā)病機(jī)制提出了上述假說(shuō),但目前臨床上使用的抗抑郁藥物還是以單胺遞質(zhì)為作用靶標(biāo)。
目前臨床治療所用的抗抑郁藥主要有單胺氧化酶抑制劑、選擇性5-HT再攝取抑制劑、三環(huán)類抗抑郁藥等等。這些藥物僅對(duì)部分患者有治療效果,而且起效慢,存在很多不良反應(yīng),病人服藥順從性較差。因此,積極尋找新型抗抑郁藥物,為病人提供多種治療選擇,探索抑郁癥作用的新靶點(diǎn),現(xiàn)已成為抗抑郁研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
cAMP和cGMP是細(xì)胞內(nèi)的第二信使, 它們?cè)谝曈X(jué)、嗅覺(jué)、代謝、肌肉收縮、記憶、免疫反應(yīng)、神經(jīng)傳遞、胞吐作用、細(xì)胞生長(zhǎng)和分化等生理過(guò)程中起重要作用[15-16]。cAMP和cGMP的合成和降解受到精密調(diào)控:腺苷酸環(huán)化酶(AC)和鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(GC)分別將ATP和GTP轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的環(huán)化形式。1958年,Sutherland和Rall首次在組織提取物中發(fā)現(xiàn)一種具有水解 cAMP和cGMP的蛋白,即PDE[17]。PDE催化cAMP和cGMP水解開(kāi)環(huán),分別生成非活性形式的5’-AMP或5’-GMP。PDE家族是一個(gè)多基因的大家族,也是體內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的唯一能夠水解cAMP和cGMP的酶家族。
根據(jù)PDE對(duì)底物的特異性、酶動(dòng)力學(xué)特征、抑制劑的敏感性和氨基酸的序列不同,可將PDE分為11個(gè)亞家族(PDE1-11)[18-19]。各個(gè)家族或者同一家族中的不同成員在不同的組織、細(xì)胞和亞細(xì)胞區(qū)域中表達(dá),精確調(diào)控各種細(xì)胞的生理功能;不同的PDE 同工酶可以特異性地調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)特定的信號(hào)通路,產(chǎn)生特定的生理功能,同時(shí)該P(yáng)DE介導(dǎo)的通路又可被其他的信號(hào)通路所調(diào)節(jié),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞功能的精細(xì)調(diào)節(jié)。因此,PDEs在功能和藥理方面都具有重要研究?jī)r(jià)值。
在PDE的11個(gè)亞家族中,PDE4是最重要的水解cAMP酶,其理由在于PDE4與cAMP的親和力極高, Km值為1-3 μM,另外PDE4是特異性作用于cAMP的酶,對(duì)cGMP及鈣調(diào)蛋白激酶的作用較弱,這就決定了PDE4在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)cAMP的功能方面具有重要地位[20]。PDE4由4個(gè)基因編碼,分別為PDE4A、B、C、D,經(jīng)過(guò)復(fù)雜的剪接過(guò)程形成25種剪接變異體。PDE4結(jié)構(gòu)分為兩部分:催化域和調(diào)節(jié)域。催化域高度保守;調(diào)節(jié)域,特別是N末端調(diào)節(jié)域結(jié)構(gòu)的巨大差異對(duì)PDE4亞型參與調(diào)節(jié)不同的生理過(guò)程起關(guān)鍵作用。目前,根據(jù)N末端的特殊結(jié)構(gòu)可以將PDE4分為3種形式:長(zhǎng)鏈(long-form),短型(short-form)和超短型(super short-form)。長(zhǎng)鏈 PDE4結(jié)構(gòu)包括:N-terminal螺旋結(jié)構(gòu),upstream conversed region 1(UCR1),upstream conversed region 2 (UCR2),link region 2 (LR2 linker),catalytic domain和C-terminal螺旋結(jié)構(gòu)。短型PDE4缺失了UCR1,超短型PDE4則缺失UCR1和部分UCR2[21]。
3.1 PDE4抑制劑與cAMP/PKA/CREB信號(hào)通路針對(duì)現(xiàn)行抗抑郁藥存在的問(wèn)題,近20年來(lái),研究人員一直在探索新的抗抑郁藥靶點(diǎn)。其中,PDE4一直被認(rèn)為是一個(gè)潛在的抗抑郁靶點(diǎn)而被大量研究。PDE4能夠特異性地催化第二信使cAMP的水解,對(duì)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度起關(guān)鍵的作用。PDE4抑制劑能夠抑制PDE4對(duì)cAMP的水解,使cAMP在細(xì)胞內(nèi)積聚,激活cAMP依賴性蛋白激酶A(protein kinase A, PKA),PKA催化亞基進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),促進(jìn)cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein, CREB)的133位絲氨酸(Ser133)磷酸化,即活化cAMP/PKA/CREB信號(hào)通路。CREB是一類轉(zhuǎn)錄因子,Ser133被磷酸化激活后,可通過(guò)調(diào)控一系列下游靶基因,而產(chǎn)生相應(yīng)效應(yīng),如抗抑郁樣作用等[22-24]。尸檢顯示,抑郁癥患者海馬及前額皮層中磷酸化CREB (pCREB Ser33)水平顯著降低,而長(zhǎng)期抗抑郁藥處理可以升高海馬及前額皮層pCREB (Ser133)的表達(dá)[25]。大鼠海馬齒狀回注入編碼CREB的病毒載體可在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)和獲得性無(wú)助實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生抗抑郁樣作用[26]。PDE4抑制劑通過(guò)抑制cAMP水解,增加pCREB (Ser133)水平,可以激活很多基因轉(zhuǎn)錄,其中包括BDNF和其他營(yíng)養(yǎng)因子,通過(guò)介導(dǎo)下游信號(hào)通過(guò)而發(fā)揮抗抑郁作用;BDNF和CREB還可以增加齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞增殖及新生神經(jīng)元的存活,通過(guò)促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生及突觸可塑性從而發(fā)揮抗抑郁樣作用[27-28]。神經(jīng)發(fā)生在抑郁癥中扮演重要角色,抑郁狀態(tài)下海馬神經(jīng)發(fā)生減少,且相對(duì)于正常小鼠,神經(jīng)發(fā)生缺陷的小鼠在急性應(yīng)激后,抑郁癥狀更明顯[29]。目前對(duì)于PDE4抑制劑改善抑郁癥的作用機(jī)制,多歸結(jié)于cAMP/PKA/CREB信號(hào)通路。即PDE4抑制劑抑制PDE4酶活性,升高了細(xì)胞內(nèi)第二信使cAMP水平,進(jìn)而激活PKA,PKA的活化促進(jìn)CREB的磷酸化,后者是改善動(dòng)物抑郁樣癥狀的關(guān)鍵[22, 28-29]。
在PDE4抑制劑發(fā)揮其抗抑郁作用時(shí),是否還有其他信號(hào)通路的參與還不清楚,值得深入研究。
3.2 PDE4抑制劑與cAMP/Epac/MEK/ERK/CREB信號(hào)通路 細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(Extracellular Regulated Protein Kinases, ERK1/2) 是重要的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,它的底物包括轉(zhuǎn)錄因子、組蛋白、細(xì)胞內(nèi)其他重要的激酶以及K+通道等。這些物質(zhì)都是細(xì)胞內(nèi)的重要組成成分,是學(xué)習(xí)記憶形成及情緒調(diào)控過(guò)程中必不可少的物質(zhì)[30]。CREB的激活亦可通過(guò)ERK1/2信號(hào)通路來(lái)實(shí)現(xiàn),PDE4抑制劑可增加細(xì)胞內(nèi)cAMP水平,后者可直接激活PKA和/或另一種由cAMP直接激活的交換蛋白(Exchange protein activated by cAMP, Epac)。Epac能進(jìn)一步激活small GTPases Rap1,Rap1活化后刺激B-Raf,后者磷酸化絲裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen activated protein kinase kinase, MEK),MEK為ERK的上游激酶,從而活化ERK[31]。ERK被Epac激活后,也可通過(guò)激活核糖體S6激酶(ribosomal S6 kinase, RSK)來(lái)激活CREB,從而作用于CRE, 啟動(dòng)CRE依賴性的轉(zhuǎn)錄[32-33]。
此外,ERK也可直接磷酸化轉(zhuǎn)錄因子CREB。利用腦立體定位技術(shù)分別阻斷海馬和前額葉皮質(zhì)的ERK信號(hào)通路,觀察大鼠的抑郁行為反應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)海馬ERK通路阻斷后,大鼠出現(xiàn)快感缺失和明顯的焦慮等抑郁癥的核心癥狀;前額葉皮質(zhì)ERK通路阻斷后,大鼠表現(xiàn)為快感缺失和活動(dòng)水平的降低。該研究結(jié)果表明海馬和前額葉皮質(zhì)的ERK信號(hào)通路都參與了抑郁行為的調(diào)節(jié),海馬或前額葉皮質(zhì)的ERK信號(hào)通路損傷都可導(dǎo)致明顯的抑郁行為反應(yīng)[30]。
3.3 PDE4抑制劑與其他信號(hào)通路 除了上述cAMP/PKA/CREB及cAMP/Epac/MEK/ERK/CREB兩條信號(hào)通路研究的相對(duì)深入外,神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)PKA被cAMP活化后,亦可作用于B-Raf增加ERK1/2的磷酸化;同時(shí)PKA還可通過(guò)抑制C-Raf來(lái)抑制ERK1/2的活性[34]。因此就ERK1/2而言,PDE4抑制劑既能增加其磷酸化,亦可抑制其磷酸化,PDE4抑制劑的最終效應(yīng)往往依賴于特定的細(xì)胞內(nèi)環(huán)境。在抑郁癥狀態(tài)下,PDE4抑制劑對(duì)B-Raf及C-Raf下游信號(hào)通路的影響還有較多問(wèn)題需進(jìn)一步研究。
另外,PDE4抑制劑通過(guò)激活PKA繼而促進(jìn)糖原合成激酶3β (glycogen synthase kinase -3β, GSK-3β)的磷酸化。GSK-3β已被證實(shí)參與精神疾病的發(fā)病過(guò)程,目前臨床上常用的鋰制劑,其作用機(jī)制之一就是刺激GSK-3β的磷酸化,從而抑制GSK-3β的活性。PKA可作用于GSK-3β的Ser9位點(diǎn),使GSK-3β失活[35]。GSK-3β在活化狀態(tài)下,可以增加CREB的磷酸化,只是CREB磷酸化的位點(diǎn)有別于PKA直接磷酸化CREB時(shí)的位點(diǎn)(Ser133), GSK-3β磷酸化CREB的位點(diǎn)為Ser129,有關(guān)CREB的Ser129被磷酸化后的生理作用還有待進(jìn)一步的研究。
有研究顯示CREB的Ser129磷酸化后,會(huì)阻礙pCREB(Ser133) 與其下游基因啟動(dòng)子的結(jié)合,從而發(fā)揮負(fù)性調(diào)節(jié)作用。然后亦有報(bào)道顯示突變Ser129后,pCREB Ser133介導(dǎo)其下游基因轉(zhuǎn)錄的功能大大減弱[36],這一原因可能與細(xì)胞所處的微環(huán)境的差別及特定的疾病狀態(tài)有關(guān)。
近年來(lái),在PDE家族中,PDE4抑制劑的研究最為廣泛[37]。PDE4抑制劑是世界科研工作者和跨國(guó)醫(yī)藥公司追逐的熱點(diǎn),研究主要集中在PDE4抑制劑對(duì)呼吸系統(tǒng)[38-39]和中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病[40- 41]的治療作用,如第1代PDE4抑制劑咯利普蘭(Rolipram)可以改善東莨菪堿[42]、Aβ42[43]以及NMDA受體拮抗劑[44]所致的大鼠學(xué)習(xí)記憶損害。第2代PDE4抑制劑羅氟司特(Roflumilast)是治療慢性阻塞性肺疾病伴支氣管炎的一線藥物。這些結(jié)果顯示出PDE4抑制劑具有可觀的臨床治療前景。在11 個(gè)PDE 亞家族中有8 個(gè)家族可以降解cAMP,其中PDE4可以特異地降解cAMP,在不同時(shí)間空間調(diào)節(jié)cAMP 濃度,對(duì)cAMP 介導(dǎo)的信號(hào)反應(yīng)區(qū)域化起重要作用。PDE4的活性和數(shù)量可以通過(guò)翻譯后修飾進(jìn)行短期調(diào)節(jié),亦可在轉(zhuǎn)錄水平長(zhǎng)期調(diào)節(jié)。
PDE4抑制劑在抑郁動(dòng)物模型的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了很好的抗抑郁效果,其中經(jīng)典的PDE4抑制劑咯利普蘭,在臨床前研究及I期臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的抗抑郁作用,其效能強(qiáng)于三環(huán)類抗抑郁藥阿米替林,且起效快,但其劑量依賴性的嚴(yán)重胃腸道不良反應(yīng)使其最終不能通過(guò)臨床試驗(yàn)[30]。因此,開(kāi)發(fā)能避免嘔吐反應(yīng)的新型PDE4抑制劑在抑郁癥的治療上具有很好的應(yīng)用前景。
目前已研發(fā)出數(shù)種不致嘔吐作用的新型PDE4抑制劑,Chlorbipram是一種新型PDE4D選擇性抑制劑,近期證實(shí)Chlorbipram能顯著降低小鼠在強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)和懸尾實(shí)驗(yàn)中的不動(dòng)時(shí)間,對(duì)行為絕望小鼠的抑郁樣行為有很好的改善作用[45],提示Chlorbipram可能具有一定的抗抑郁作用。在比格犬嘔吐模型比較試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)PDE4抑制劑咯利普蘭、Chlorbipram在給藥后10 min內(nèi)均出現(xiàn)明顯的嘔吐反應(yīng)[45],而Chiorbipram給藥后120 min內(nèi)未見(jiàn)致嘔吐作用。GSK356278是葛蘭素史克公司研發(fā)的另一種新型PDE4抑制劑,尤其對(duì)PDE4B的抑制作用更為明顯,pIC50=8.8 μm,臨床擬用于抑郁癥及焦慮癥的治療。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床Ι期試驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)有明顯的致嘔吐作用[46],是一個(gè)具有較大潛力的抗抑郁藥物。其他沒(méi)有明顯致嘔吐作用的化合物,如ASP3258、GSK256066等均在臨床前實(shí)驗(yàn)中證實(shí)具有極低的止嘔吐潛能[47-48]。這些化合物的開(kāi)發(fā)為PDE4抑制劑治療抑郁癥帶來(lái)厚望。
大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了PDE4抑制劑具有顯著的抗抑郁樣作用,這一作用更是在臨床試驗(yàn)中得到了證實(shí)且具有很好的重復(fù)性,然而因其引起嚴(yán)重的惡心、嘔吐副作用,至今還沒(méi)有一種PDE4抑制劑通過(guò)臨床試驗(yàn)并獲批準(zhǔn)。由于PDE4在全身各個(gè)系統(tǒng)均有表達(dá),非選擇性抑制劑必定會(huì)影響到各個(gè)系統(tǒng)的cAMP水平,從而產(chǎn)生副作用,研發(fā)PDE4亞型及亞亞型抑制劑將能提高靶點(diǎn)的特異性,這一要求需要很清楚PDE4各亞亞型蛋白在氨基酸序列及結(jié)構(gòu)上的差異,并能充分利用這些差異。Burgin等人最近提出PDE4變構(gòu)調(diào)節(jié)理論,該理論認(rèn)為化合物可以作用于PDE4的非催化中心,通過(guò)改變PDE4的構(gòu)像實(shí)現(xiàn)部分抑制PDE4酶活性,從而保證cAMP維持在某一基礎(chǔ)水平而不至于過(guò)高,這將有利于消除PDE4完全抑制后所產(chǎn)生的副作用[49],但是這一理論還需進(jìn)一步的論證。另外,亦可通過(guò)顯性失活突變的方式達(dá)到抑制PDE4酶活性的作用,通過(guò)高表達(dá)突變的PDE4蛋白,替代體內(nèi)有功能的PDE4,從而活化增加cAMP及活化PKA,可實(shí)現(xiàn)類似PDE4抑制劑的作用[50],然而這些策略距離臨床應(yīng)用仍還有一段距離。
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