新型Sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑的發(fā)現(xiàn)和潛在應用

王 允 鎮(zhèn)學初

蘇州大學藥學院，蘇州，215123，中國

Sigma-1受體的發(fā)現(xiàn)源于Martin教授1976年的報告。他們當時認為發(fā)現(xiàn)了一種新的阿片受體亞型，并將其命名其為“sigma opioids受體”，其特異性激動劑 為（+） SKF10047 及 pentazocine［1］。1982 年 Su 教授等利用放射自顯影技術鑒定了一種與（+） SKF10047有nmol級親和力的蛋白，然而該蛋白和阿片受體拮抗劑naloxone卻并無親和力。這就意味著可能該“（+）SKF10047結(jié)合的蛋白”不屬于阿片受體。經(jīng)過后續(xù)研究進一步證實后，Su教授重新命名其為sigma受體，以區(qū)別于阿片受體［2］。至今已知sigma受體存在兩種亞型：sigma-1與sigma-2受體。Sigma-1受體已于1996年克隆，其晶體結(jié)構亦成功解析［3］。最新研究表明sigma-2受體即為跨膜蛋白97（transmembrane protein 97，TMEM97）蛋白［4］。本文主要關注 sigma-1 受體。

Sigma-1受體由223個氨基酸組成，主要位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-線粒體接觸面（endoplasmic reticulummitochondrion interface）的表面，也常被稱作“線粒體相關的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜（mitochondrion-associated endoplasmic reticulum membrane，MAM）”［2］。Sigma-1 受體由三個緊密相連的原體構成并具有兩次跨膜結(jié)構（Fig.1）［3］，分別由第8位到34位氨基酸、第83位到111位氨基酸組成，其N端和C端位于同一側(cè)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔隙。Sigma-1受體以寡聚體的形式存在（從六聚體到十五聚體不等），而激動劑常破壞其高聚狀態(tài)。在不同物種中，sigma-1受體的配體結(jié)合域具有高度保守性［3］；在哺乳動物中，sigma-1受體則具有超過90%的氨基酸同源性。在腦內(nèi)，sigma-1受體在海馬、丘腦等分布最為豐富，其次在紋狀體、小腦、中縫背核、藍斑核等有較豐富表達［3］。Sigma-1受體被認為是一種新型的伴侶蛋白，其伴侶活性可以被配基調(diào)控，具有受體的特點。正常情況下，位于MAM的免疫球蛋白結(jié)合蛋白（Binding immunoglobulin protein，Bip）結(jié)合sigma-1受體C端并抑制 sigma-1受體的活性；當sigma-1受體被激活后，表現(xiàn)為和Bip相分離，從MAM 轉(zhuǎn)位到其他的區(qū)域發(fā)揮作用。

目前sigma-1受體的激活有兩種形式：正位激動劑激活和變構調(diào)節(jié)劑激活。相對于廣泛關注的sigma-1受體激動劑，其變構調(diào)節(jié)劑的研究較少但逐漸引起人們的重視，因此本文在綜述sigma-1受體相關配基和生物學功能的基礎上，重點介紹sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑的發(fā)現(xiàn)和潛在應用。

1 Sigma-1受體激動劑及拮抗劑

Fig.1 Structure of the sigma-1 receptor ［3］

迄今為止，人們發(fā)現(xiàn)或合成了眾多的sigma-1受體激動劑以及拮抗劑，比如常用激動劑有（+） pentazocine、（+） SKF10047、PRE-084 等（Tab.1），拮抗劑有 BD1047、BD1063等（Tab.2）［5］。事實上，眾多神經(jīng)精神類藥物都和sigma-1受體有一定親和力，如激動劑有成癮類藥物安非他明、可卡因，抗抑郁藥物氟伏沙明、氟西汀，抗阿爾茨海默病藥物多奈哌齊，拮抗劑有抗精神病藥氟哌啶醇等等。大量研究證明這些藥物的作用與其激活或拮抗 sigma-1 受體有關［6-7］。

Tab.1 Agonists of sigma-1 receptor［5］

Tab.2 Antagonists of sigma-1 receptor［5］

一直以來人們都在尋找sigma-1受體真正的內(nèi)源性配基。神經(jīng)甾體類，比如黃體酮（progesterone），曾被認為可能是sigma-1受體的內(nèi)源性配基［8］。生理條件下，progesterone可以達到400 nmol·L-1，但只有2%可以透過血腦屏障，以至腦內(nèi)約只有8 nmol·L-1progesterone。加之有報道指出其與sigma-1受體的親和力仍較低（Ki = 268或 36 nmol·L-1），因此多認為 progesterone 并非是 sigma-1受體內(nèi)源性配基［9-10］。脫氫素雄酮（dehydroepiandrosterone，DHEA）在腦內(nèi)含量豐富，有sigma-1受體激動作用，但親和力低 （Ki = 706 nmol·L-1）［10-11］。二甲基色胺（N，N-dimethyltryptamine，DMT）曾被報道具有 sigma-1受體親和力，由于其代謝快速，目前尚不能檢測其腦內(nèi)濃度。雖然DMT具有sigma-1受體激動劑的活性，比如可以抑制 INa，但是需要達到 100 μmol·L-1才能起效［12］，加之其親和力中等，同樣人們也不認為其為sigma-1受體內(nèi)源性激動劑。因此，到目前為止，sigma-1受體內(nèi)源性配基尚未被真正公認。即便如此，以上的幾個內(nèi)源性物質(zhì)仍被廣泛用于sigma-1受體的功能研究中。

對于眾多sigma-1受體配基而言，如何區(qū)分是激動劑還是拮抗劑曾一度困擾人們。隨著sigma-1受體的分子生物學研究的突破，這一問題得到很好的解決。研究發(fā)現(xiàn)，sigma-1受體激動劑具備促進胞內(nèi)sigma-1受體和Bip分離的作用，而拮抗劑對此沒有影響但卻能抑制激動劑活性。同時，激動sigma-1受體后也表現(xiàn)出相似的生物學效應。

2 Sigma-1受體生物學功能

2.1 調(diào)節(jié)離子通道活性

2.1.1 鉀離子通道（potassium channels）

一直以來鉀離子通道都被視為是sigma-1受體的重要作用靶點。Sigma-1受體可以通過直接或間接的作用抑制 K+通道。免疫共沉淀實驗已經(jīng)證實sigma-1受體可以分別和Kv1.2、Kv1.3、Kv1.4、hERG （human ether-a’-gogo K+channel）等 K+通道形成復合物［13-15］。Sigma-1受體激動劑如（+） pentazocine、JO-1784能夠減少鉀離子電流，抑制小電導鈣離子激活的鉀離子通道（small conductance calcium-activated K+channels，SK channels）［16-17］。

2.1.2 鈣離子通道（calcium channels）

Sigma-1受體可以通過多種形式調(diào)節(jié)胞內(nèi)鈣離子濃度。其中，電壓依賴的鈣離子通道（voltage-dependent calcium channels，VDCCs）也是 sigma-1 受體發(fā)揮作用的靶點之一。激活sigma-1受體可以抑制L-型鈣離子通道活性，比如激動劑（+） SKF-10047能明顯抑制L-型鈣通道電流［18］。也有報道指出，KCl誘導的NG108細胞去極化后，胞內(nèi)鈣離子濃度會增加，而激動劑 （+）pentazocine和PRE-084卻對鈣離子濃度發(fā)揮相反的調(diào)節(jié)作用；然而siRNA干擾sigma-1受體后它們的效應都能消失。因此，sigma-1受體對電壓依賴的鈣離子通道調(diào)控仍需進一步深入研究。

2.1.3 鈉離子通道（sodium channels）

最初人們在海馬腦片研究中發(fā)現(xiàn)，sigma-1受體激動劑硫酸脫氫表雄酮 （dehydroepiandrosterone sulphate，DHEAS）抑制一種持續(xù)鈉電流（persistent Na+current，Na.p），且這種作用可能通過激活Gi蛋白-PKC信號通路［19］。而不同的實驗研究則表明，sigma-1受體可以抑制Nav1.5通道電流，但并不需要ATP或GTP供能，提示sigma-1受體可能和Nav1.5通道存有直接作用［20］。Sigma-1受體激動劑1，3-di（2-tolyl）guanidine （DTG）、（+） pentazocine對鈉離子通道的抑制作用會導致動作電位潛伏期延長，細胞放電率（fire rate）下降，同時使鈉離子通道處于更穩(wěn)定的滅活狀態(tài)。

2.2 調(diào)控神經(jīng)遞質(zhì)功能

Sigma-1受體參與調(diào)控許多神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)釋放，可以增加谷氨酸能、膽堿能、5-羥色胺能神經(jīng)傳遞，減弱γ-氨基丁酸能、去甲腎上腺素能神經(jīng)傳遞，調(diào)節(jié)多巴胺能神經(jīng)傳遞。谷氨酸作為一類興奮性神經(jīng)遞質(zhì)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)分布最為廣泛，研究表明，sigma-1受體可以增加谷氨酸能神經(jīng)元的自發(fā)性放電，通過腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）促進谷氨酸的釋放，最終引起的胞內(nèi)鈣離子濃度升高。Sigma-1受體能與谷氨酸的N-甲基-D-天門冬氨酸（N-methyl-D-aspartate，NMDA）受體亞基GluN1形成復合物，同時激活的sigma-1受體還能增加與亞基GluN2A的相互作用，進而調(diào)控NMDA受體的功能［21］。

Sigma-1受體激動劑S-21377及S-21378能增加多巴胺能神經(jīng)元的自發(fā)放電，同時可以增強NMDA受體誘導的中腦邊緣及黑質(zhì)紋狀體通路多巴胺能神經(jīng)元活性［22］。神經(jīng)肽Y可以通過sigma-1受體增加海馬胞外多巴胺的含量，而sigma-1受體又能增加金剛烷胺誘導的多巴胺能傳遞［23］。SA4503激動sigma-1受體后還可以增加多巴胺及其代謝產(chǎn)物DOPAC在前額葉皮質(zhì)的含量［24］。

2.3 調(diào)控氧化應激、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激和線粒體功能

氧的異常減少和自由基大量產(chǎn)生會導致細胞器、細胞或組織損傷。氧化應激也會對線粒體功能造成損傷，導致ATP大量消耗并降低抗氧化能力［25］。眾多研究表明，SA4503、PRE-084等sigma-1受體激動可以明顯降低氧化應激因素如H2O2造成的活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生，而sigma-1受體基因被敲除或是表達被下調(diào)會增加細胞的氧化應激損傷［26-27］。體外實驗研究證實，敲除sigma-1受體會導致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激增加，反之，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激增加能夠上調(diào)sigma-1受體表達，而sigma-1受體過表達則有效抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激損傷［28-29］。

Sigma-1受體和線粒體功能關系密切，轉(zhuǎn)位至線粒體的sigma-1受體能和Rac1（一種小Rho家族GTP酶）形成復合物，進而調(diào)控線粒體活性氧的產(chǎn)生［30-31］?，F(xiàn)已證實，sigma-1受體可以調(diào)控線粒體鈣離子濃度。當內(nèi)質(zhì)網(wǎng)向胞內(nèi)釋放鈣離子從而導致胞內(nèi)鈣離子濃度增加時，sigma-1受體可被激活，直接結(jié)合并穩(wěn)定同樣位于 MAM 的肌醇 1，4，5-三磷酸受體 3（inositol 1，4，5-triphosphate receptor type 3，IP3R-3），促進線粒體鈣離子內(nèi)流，從而影響線粒體功能。一項研究同樣證實，激活sigma-1受體可以改善病理狀態(tài)下心肌細胞線粒體鈣離子濃度和ATP產(chǎn)生的減少［32］。

2.4 神經(jīng)保護作用

Sigma-1受體對細胞生存有重要的意義。在神經(jīng)元中，sigma-1受體激動劑可以穩(wěn)定抗凋亡蛋白B淋巴細胞瘤 -2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2），抑制促凋亡蛋白Bcl-2相關 X 蛋白（Bcl-2 associated X protein，Bax），并阻斷caspase-3的激活［33-34］。雖然谷氨酸調(diào)控包括學習記憶在內(nèi)的眾多神經(jīng)系統(tǒng)功能，然而谷氨酸的過度釋放會造成NMDA受體持續(xù)激活，增加細胞內(nèi)鈣水平，導致鈣穩(wěn)態(tài)失衡引起細胞死亡。在體外缺血模型中，DTG、（+） pentazocine、PRE-084等激動 sigma-1受體顯著降低谷氨酸的釋放并阻斷細胞內(nèi)鈣離子超載［35］。缺血后給予DTG 24 h能夠有效減少梗死體積。選擇性sigma-1受體激動劑SA4503能夠顯著緩解大鼠大腦中動脈閉塞模型中缺血梗死和行為學功能下降，表現(xiàn)出良好的應用前景［36］。

2.5 調(diào)控膠質(zhì)細胞的活動

Sigma-1受體參與改善膠質(zhì)細胞增生。最近研究發(fā)現(xiàn)，在肌萎縮側(cè)索硬化癥模型中，sigma-1受體激動劑PRE-084激活sigma-1受體后，抑制星形膠質(zhì)細胞GFAP的表達［37］。Sigma-1受體也可以通過調(diào)控JAK2/STAT3信號通路抑制星形膠質(zhì)細胞的激活［2］。在星形膠質(zhì)細胞中，sigma-1受體激動劑BHDP能夠保護缺氧誘導的ATP合成減少［38］。同樣，在小膠質(zhì)細胞模型中，sigma-1受體激動劑可以抑制小膠質(zhì)的激活，顯著抑制腫瘤壞死因子 -α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、誘導型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）、白細胞介素 -1β（interleukin-1β，IL-1β）等神經(jīng)炎癥因子的釋放或表達［5-6］。

如上所述，sigma-1受體功能廣泛而復雜。不僅對離子通道有重要調(diào)節(jié)作用，而且還對多種神經(jīng)遞質(zhì)具有調(diào)控作用。這種作用不僅在神經(jīng)元中，也體現(xiàn)在膠質(zhì)細胞中。由于這種功能復雜性和該受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中分布的廣泛性，以sigma-1受體激動劑為方向的藥物，潛在的副作用問題可能比較突出。

3 Sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑

3.1 變構調(diào)節(jié)劑的優(yōu)勢

在受體結(jié)合位點上，變構調(diào)節(jié)劑（allosteric modulators）區(qū)別于正位激動劑（orthosteric agonists），一般可以分為以下三類：增強劑即正向變構調(diào)節(jié)劑（positive allosteric modulators，PAMs）、變構拮抗劑即負向變構調(diào)節(jié)劑（negative allosteric modulators，NAMs）和沉默變構調(diào)節(jié)劑（silent allosteric modulators，SAMs）［39］。 其 中，PAMs較為多見（本文主要涉及PAMs）。PAMs本身不具有類似激動劑的活性，但是可以通過穩(wěn)定構象等方式提高正位激動劑和受體的親和性，或者是降低了受體激活的能量障礙，或者兩者同時作用。隨著PAMs濃度的增加，量效曲線左移和上移的程度是有限的，當變構位點達到飽和時移動達到最大值。NAMs同樣不具有內(nèi)在活性，但結(jié)合變構調(diào)節(jié)位點后可以抑制正位激動劑的親和力或者活性；SAMs能結(jié)合到變構位點但是不影響受體的功能。由于結(jié)合位點一樣，SAMs的位點競爭會對別的變構調(diào)節(jié)劑的濃度應答曲線產(chǎn)生右移，就像在中性的正性拮抗劑對天然激活劑的量效曲線產(chǎn)生右移一樣。

相對于傳統(tǒng)的激動劑和拮抗劑等藥物，理論上變構調(diào)節(jié)劑具有提高藥物安全性和降低副作用等巨大的優(yōu)勢［40］。首先，變構調(diào)節(jié)劑具有更高的“時空可控性”。只有在內(nèi)源性配基存在的情況下，變構調(diào)節(jié)劑才能發(fā)揮作用。內(nèi)源性配基的作用一般受到體內(nèi)精準調(diào)控，這也賦予變構調(diào)節(jié)劑精準性?？梢泽w現(xiàn)為當體內(nèi)配基不存在時，變構調(diào)節(jié)劑作用隨即消失，表現(xiàn)為“時間性”。不同組織的內(nèi)源性配基分布可能不同，這就賦予其更高的組織選擇性，表現(xiàn)為“空間性”。再者，以變構增強劑為例，其激活效應有限度（其最大調(diào)節(jié)幅度受協(xié)同因子α限制），而外源性正位激動劑容易產(chǎn)生過度激活，產(chǎn)生不良反應以及發(fā)生受體脫敏等。

迄今，已經(jīng)上市或處于藥物研發(fā)不同階段的變構小分子藥物有近50種，例如靶向鈣感應性受體（calcium-sensing receptor，CASR）以治療繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進的藥物Cinacalcet［41］，以及靶向趨化因子受體 5（CC chemokine receptor 5，CCR5）以治療艾滋病的藥物 Maraviroc［42］等。

3.2 新型Sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑的發(fā)現(xiàn)

苯妥英（Phenytoin）是第一個被發(fā)現(xiàn)的sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑。Phentyoin能夠增強sigma-1受體與多種激動劑（（+） pentazocine，（+） SKF10047等）的結(jié)合［43-44］，間接激活sigma-1受體。但其效能太低：體外實驗顯示phenytoin在10 μmol·L-1時才開始出現(xiàn)變構調(diào)節(jié)劑效應，1 mmol·L-1時達到其最大效應［45］，因此無臨床應用價值。

3.2.1 SKF83959

近年來，在研究單胺類遞質(zhì)受體過程中，發(fā)現(xiàn)了苯并氮雜類化合物 6-chloro-2，3，4，5-tetrahydro-3-methyl-1-（3-methylphenyl）-1H-3-benzazepine-7，8-diol（SKF83959）是一種新型sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑（Fig.2）［45］。在腦組織及肝臟中，SKF835959 能夠促進3H（ +） pentazocine（sigma-1受體激動劑）與sigma-1受體的結(jié)合，但不能促進3H-progesterone（sigma-1受體拮抗劑）與sigma-1受體的結(jié)合。SKF83959還能夠促使sigma-1受體飽和曲線左移，降低sigma-1受體/3H（ +）pentazocine復合物的解離速率。

同時，在肝臟但不是腦組織中，其結(jié)構類似物SCH22390、SKF38393也表現(xiàn)出相似的變構調(diào)節(jié)sigma-1受體作用。

Fig.2 The structure of SKF83959

3.2.2 SOMCL-668

盡管證實SKF83959是新型sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑（Fig.3），然而它并不是高選擇性的sigma-1受體配基，它還是非典型多巴胺D1受體激動劑，并且與多種離子通道發(fā)生作用［46-50］。為了尋找更好選擇性的sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑，我們在SKF83959的基礎上進行了系列化學改造，最終發(fā)現(xiàn)3-methyl-phenyl-2，3，4，5-tetrahydro-1H-benzo［d］azepin-7-ol（SOMCL-668）具有更優(yōu)的活性與選擇性［51］。競爭結(jié)合實驗表明它能增強激動劑（+） pentazocine與sigma-1受體的結(jié)合，不能增強拮抗劑progesterone與sigma-1受體的結(jié)合；而且 SOMCL-668 在 0.1 μmol·L-1時即能激活 sigma-1受體，10 μmol·L-1即可達到最大效應，其效能遠遠大于 phenytoin［45］；除此以外，SOMCL-668 既不與多巴胺受體 D1、D2、5-羥色胺受體 5-HT1A、5-HT2A、去甲腎上腺素受體α1、α2等受體結(jié)合，也不直接影響Na+、Ca2+、K+、GABAA受體等離子通道活性［52-53］。

Fig.3 The structure of SOMCL-668

在功能上，SOMCL-668本身不能改變sigma-1受體和Bip的共定位或結(jié)合，但是可以明顯促進激動劑誘導的sigma-1受體與Bip的分離；同時，SOMCL-668單獨不能，但顯著增加sigma-1受體刺激的sigma-1受體向細胞膜轉(zhuǎn)位；此外SOMCL-668自身不具備，但是可以顯著增加激動劑誘導的神經(jīng)突起生長和BDNF分泌的能力。因此，SOMCL-668是國際上首個選擇性sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑。

4 Sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑的潛在應用

4.1 抗癲癇作用

癲癇是大腦神經(jīng)元突發(fā)性異常放電，導致短暫的大腦功能障礙的一種慢性疾病。雖然許多抗癲癇藥被應用于臨床治療之中，但是這些藥物仍不能滿足臨床需求。近來的研究顯示某些sigma-1受體激動劑具有抗癲癇效應［54］。因此，以SKF83959為工具研究變構調(diào)節(jié)sigma-1受體是否具有抗癲癇作用。研究顯示，SKF835959（20 和 40 mg·kg-1，ip）能有效拮抗戊四氮、電刺激和海人藻酸誘發(fā)的各種類型癲癇。其藥理效應與sigma-1受體激動劑（+） SKF10047相當。而丙戊酸鈉（valproicacid，VPA）則有效抑制電刺激誘發(fā)的強直性驚厥和戊四氮誘發(fā)的多種驚厥，但是不能改善海人藻酸所誘導的癲癇持續(xù)狀態(tài)。這說明SKF83959具有廣泛的抗癲癇效應。還發(fā)現(xiàn)sigma-1受體的拮抗劑BD1047能夠逆轉(zhuǎn)SKF83959的抗癲癇效應，而D1受體拮抗劑SCH23390則不影響SKF83959的抗癲癇效應；從而提示SKF83959的抗癲癇效應依賴于sigma-1受體的活化［55］。

以VPA為代表的經(jīng)典抗癲癇藥往往會具有鎮(zhèn)靜、運動功能受損等不良反應。也發(fā)現(xiàn)，sigma-1受體激動劑（+） SKF10047在治療效量時也會影響動物的協(xié)調(diào)能力。不同于 VPA 和（+） SKF10047，sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑SKF83959并不影響動物的自發(fā)活動和運動協(xié)調(diào)能力。這提示sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑用于癲癇治療時，其不良反應少于傳統(tǒng)的抗癲癇藥物［56］。

這一發(fā)現(xiàn)首次證明sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑SKF83959顯示出廣泛的抗癲癇活性，為sigma-1受體別構調(diào)節(jié)劑用于癲癇治療提供了實驗證據(jù)。

4.2 抑制神經(jīng)炎癥作用

在帕金森病等神經(jīng)退行性病變的發(fā)生與發(fā)展過程中，腦內(nèi)始終存在以膠質(zhì)細胞，特別是小膠質(zhì)細胞激活為主要特征的炎癥反應［57］。小膠質(zhì)細胞作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)常駐固有免疫巨噬細胞，維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，扮演著支持、營養(yǎng)、信號傳導、保護、修復等重要角色。然而小膠質(zhì)細胞過度激活會引起大量的促炎細胞因子釋放，從而誘導神經(jīng)炎癥發(fā)生，造成神經(jīng)元的損傷，進而促進神經(jīng)退行性病變的發(fā)生。

本實驗室早期的一項動物實驗證實SKF83959能夠改善帕金森病的作用［58］，因此我們重點研究了SKF83959作為sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑對神經(jīng)炎癥的作用。在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）介導的BV2小膠質(zhì)細胞持續(xù)激活狀態(tài)下，SKF83959 顯著抑制LPS激活的BV2 小膠質(zhì)細胞炎癥反應，但可被sigma-1受體拮抗劑BD1047和BD1063以及DHEA合成抑制劑酮康唑阻斷；SKF83959促進了DHEA與sigma-1受體結(jié)合，并以正向協(xié)同的方式增強了外源性DHEA的抗炎作用；sigma-1受體拮抗劑 BD1047和BD1063也阻斷了SKF83959和DHEA的協(xié)同抗炎作用；在小膠質(zhì)細胞條件培養(yǎng)實驗中，SKF83959可以改善小膠質(zhì)細胞炎癥介質(zhì)對HT-22神經(jīng)元的神經(jīng)毒性；SKF83959的抗炎作用與 MAPK/ERK和 NF-κB信號通路激活以及多巴胺D1受體活化并不相關［59］。這揭示了SKF83959作為sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑的抗炎作用新機制，也提示sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑可能在改善神經(jīng)炎癥中存有潛在應用［59］。

4.3 抗抑郁作用

抑郁癥是一種最為常見的情感類疾病，嚴重危害人類健康［60］。以氟西汀、文拉法辛等為代表的選擇性單胺類遞質(zhì)再攝取抑制劑存在治愈率低、起效慢等缺點［61］。因此，尋求新的治療靶點尤其是起效時間優(yōu)于現(xiàn)有治療靶點的抗抑郁藥物具有重大意義。

本實驗室采用小鼠強迫游泳、懸尾實驗、慢性不可預知性溫和刺激等評價sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑SOMCL-668的抗抑郁作用。結(jié)果顯示，SOMCL-668可以減少強迫游泳、懸尾實驗中小鼠不動時間，表現(xiàn)出抗抑郁作用，提前給予sigma-1受體拮抗劑BD1047則取消其抗抑郁作用；SOMCL-668可以改善抑郁癥模型中小鼠快感缺乏、焦慮及體質(zhì)量下降等癥狀，同時可以緩解抑郁癥導致的BDNF及糖原合成酶激酶 -3β（glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β） 磷 酸化水平（ser-9）的下調(diào)，并且SOMCL-668抗抑郁起效時間優(yōu)于現(xiàn)有抗抑郁藥物文拉法辛。在動物實驗中，SOMCL-668可以快速增加小鼠海馬中GSK3β磷酸化水平（ser-9），sigma-1受體拮抗劑BD1047則阻斷這種作用；在細胞實驗中，SOMCL-668可以通過變構調(diào)節(jié)的方式增加HT-22細胞中GSK3β磷酸化水平（ser-9），siRNA沉默sigma-1受體表達后同樣取消這種作用。藥理性激活GSK3β可以阻斷SOMCL-668在強迫游泳及懸尾中的抗抑郁作用。這說明sigma-1受體變構調(diào)節(jié)SOMCL-668具有快速抗抑郁作用，其抗抑郁作用可能和 BDNF-GSK3β通路有關［41］。

4.4 其他

國外有課題組最近也報道了另外一種新型sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑（4R，5S）-2-（5-methyl-2-oxo-4-phenylpyrrolidin-1-yl）-acetamide （methylphenylpiracetam，E1R）（Fig.4）。被動逃避實驗顯示，該化合物可以增強小鼠認知功能；被動逃避及Y迷宮實驗顯示，該化合物可以緩解東莨菪堿所致的小鼠認知功能損傷［62］。同時，另一項體外實驗顯示sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑還具有促進神經(jīng)嵴干細胞向施旺細胞分化的作用［63］。

Fig.4 The structure of E1R

5 結(jié)語

目前，已公開報道的sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑數(shù)量較少。這和人們對sigma-1受體變構調(diào)節(jié)方式研究不足有關。人們并不清楚變構調(diào)節(jié)的具體作用位點，偶然獲取仍是sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑的主要來源，這大大限制了對變構調(diào)節(jié)劑的主動發(fā)現(xiàn)。其次，變構調(diào)節(jié)劑的優(yōu)勢仍主要體現(xiàn)在理論上，尚需要深入和系統(tǒng)研究以證實其優(yōu)越性。

總體而言，作為一種直接快速和廣泛有效的蛋白功能調(diào)節(jié)方式，變構調(diào)節(jié)位點具有高度多樣性，可以成為多個小分子的結(jié)合位點；別構調(diào)節(jié)小分子不結(jié)合受體正位活性位點上，不直接影響受體與其激動劑的正常結(jié)合，其對受體調(diào)節(jié)效應有一定上限，不良反應小。因此以上優(yōu)點使得sigma-1受體變構調(diào)節(jié)劑成為藥物發(fā)現(xiàn)的熱門方向。

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