科學家揭秘人體細胞“信號兵” 有助治療肥胖等

A:兩種不同狀態的五羥色胺2C受體三維結構圖, 橙色為啟動狀態， 綠色為抑制狀態。 B：細胞膜外的差異 C：細胞膜內的差異 上海科技大學 提供

科學家揭秘人體細胞“信號兵” 有助治療肥胖、精神類疾病

中新網上海2月2日電 (記者 鄭瑩瑩)北京時間2月2日， 國際頂尖學術期刊《Cell》線上發表了上海科技大學iHuman研究所在人體細胞信號轉導研究領域的一項重大突破。 該團隊率先解析了與肥胖、精神類疾病密切相關的靶點——五羥色胺2C受體的三維精細結構， 並以此為線索， 揭示了G蛋白偶聯受體(GPCR)家族多重藥理學的分子機制。

人體細胞表面分佈著許多G蛋白偶聯受體， 其功能相當於細胞的“信號兵”， 它們與人們的日常生活密切相關——比如眼睛能看到燦爛的陽光， 鼻子能聞到花朵的芬芳， 舌頭能嘗到食物的酸甜苦辣， 其失調將導致疾病的發生。 因此， GPCR是藥物研發領域的“寵兒”，

據介紹， 目前市場上超過40%的在售藥物都以GPCR為靶點。

論文第一作者彭瑤 上海科技大學 提供

作為GPCR家族的一份子， 五羥色胺2C受體負責調控人體情緒、食欲、睡眠、疼痛、成癮、記憶等多個重要生理和心理狀態， 同時也是抑鬱症、精神分裂症、藥物成癮以及其他精神類疾病的潛在藥物靶標。

然而， 基於五羥色胺2C受體的藥物研發並不順利， 很多療效很好的小分子藥物有不同程度的副作用。 究其原因， 主要是由於五羥色胺受體家族成員間相似度很高， 導致藥物無法準確識別其作用靶標。

有鑑於此， 2014年6月， iHuman研究團隊決定以五羥色胺2C受體為研究物件， 探索多重藥理學藥物設計的結構基礎。 隨後， 研究團隊克服重重困難， 在嘗試了200多個克隆構建、多種蛋白質表達系統及純化條件、結晶優化及資料收集實驗後， 最終同時解析了激動劑和拮抗劑結合的兩種不同狀態的受體結構。

論文第一作者彭瑤說：“激動和拮抗兩種不同狀態的受體結構， 就好像一個人具有完全不同的雙重性格。

通過分析和比較兩個結構及功能異同， 為我們深入研究五羥色胺2C受體與藥物分子的相互作用機制提供了極其寶貴的資訊。 ”iHuman研究所劉志傑教授表示， 這種嘗試對未來藥物研發有很好的啟發意義。

據悉， 上海科技大學iHuman研究所聚集了一批從事人體細胞信號轉導的海內外知名學者。 上海科技大學與中國科學院生物物理研究所聯合培養博士生彭瑤為論文第一作者， iHuman研究所執行所長劉志傑教授， 創始所長、特聘教授雷蒙德·史蒂文斯及美國北卡萊羅納大學布萊恩·羅斯教授為論文共同通訊作者， 上海科技大學為第一完成單位。 (完)