大麻素受體篩選模型
發(fā)布時間:2024/03/14分類:技術(shù)文章來源:科佰生物
大麻做為一種毒品主要由大麻屬植物制備獲得，但在歷史上它曾經(jīng)做為藥物被廣泛使用，常被用來輔助某些晚期絕癥的治療，用來增進(jìn)食欲、減輕疼痛，減輕化療病人的惡心癥狀等，也可用來緩解青光眼和癲癇、偏頭痛等神經(jīng)癥狀，以及兩極情緒不穩(wěn)等。大麻的主要有效成分是大麻素，是大麻中發(fā)現(xiàn)的一組萜酚類化合物，內(nèi)源性的大麻素也自然地存在于動物神經(jīng)和免疫系統(tǒng)里。
上世紀(jì)80年代，人們發(fā)現(xiàn)了兩種對大麻素有特異反應(yīng)的G蛋白偶聯(lián)受體，分別是大麻素受體1（CB1）和大麻素受體2（CB2），其中CB1由基因CNR1編碼，在人類中由472個氨基酸組成（在大鼠和小鼠中為473個氨基酸），這些物種之間的氨基酸同源性達(dá)到97–99%，CB1受體主要存在于大腦，但在脾臟、肺、胸腺、心臟和血管中也有表達(dá)。而CB2由CNR2基因編碼，其編碼的蛋白在人類中由360個氨基酸組成，在蛋白質(zhì)水平上，它與CB1僅具有44%的序列同源性，此外，與CB1相比，CB2在人類和嚙齒動物之間具有更大的物種差異，因為其在人類和嚙齒類動物之間的氨基酸序列同一性略高于80%，CB2受體在腦外（如脾臟、扁桃體、骨髓、胰腺、外周血白細(xì)胞）和腦內(nèi)（星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞）具有免疫功能的組織中表達(dá)最為豐富。
CB1介紹
CB1以及CB2做為G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）在大麻素等配體的作用下，主要通過激活下游Gi/o和β-arrestin這兩類信號來發(fā)揮功能。由于大麻素受體組織分布的多樣性，人體內(nèi)源性大麻素（CB）信號系統(tǒng)通過激活G蛋白偶聯(lián)的CB1和CB2受體參與許多重要的生理病理過程，因此大麻素受體CB1以及CB2做為重要的藥物開發(fā)靶點，被用于針對包括肥胖、成癮、精神類疾病、鎮(zhèn)痛、糖尿病、腫瘤、心腦血管疾病、類風(fēng)濕、哮喘、肝病、多發(fā)性硬化、抑郁癥等多個疾病領(lǐng)域藥物的開發(fā)，藥物從分子類型上既有小分子化合物，也有多肽，抗體等大分子藥物，從藥物的作用機(jī)理上包括又激動劑、拮抗劑、部分激動劑、偏向性激動劑、別構(gòu)調(diào)控劑等。據(jù)醫(yī)藥信息數(shù)據(jù)公司智慧芽新藥情報庫的統(tǒng)計，全球靶向大麻素受體 ( CB1 和 CB2 ) 的藥物研發(fā)管線合計 256 例，其中約 119 個 (46%) 管線處于非在研階段，74 個 (29%) 管線處于臨床前研究階段。5 款藥物已獲批上市 (Cannabidiol/Dronabinol大麻二酚/四氫大麻酚和
Rimonabant) ，6款藥物處于臨床2/3期或3期研究階段，23款藥物處于臨床2期。進(jìn)入二十一世紀(jì)，針對大麻素受體藥物的研發(fā)，更多聚焦于靶向CB1藥物的開發(fā)，這是由于其在食欲調(diào)節(jié)和其他心臟代謝途徑中發(fā)揮著重要作用，是治療疼痛、炎癥、肥胖癥以及藥物濫用的潛在重要藥物靶點。早在2006年賽諾菲CB1拮抗劑減肥藥rimonabant就在歐洲地區(qū)獲批，但是在后續(xù)的研究和使用過程中發(fā)現(xiàn)這種藥物進(jìn)入大腦后會增加引發(fā)了抑郁癥和自殺風(fēng)險的概率，于2008年因安全問題撤市，此后默克（Merck）、輝瑞（Pfizer）和其他藥企也放棄該管線研發(fā)，Evaluate Pharma測算該類藥物損失140億美元的市場。
研發(fā)現(xiàn)狀
雖然CB1藥物的開發(fā)由于安全性問題一度處于停滯狀態(tài)，但得益于近兩年減肥賽道火熱，CB1重新獲得關(guān)注，2023年8月，諾和諾德宣布以10.75億美元收購Inversago，這一并購交易的核心就是Inversago的管線INV-202，一種具有治療肥胖、糖尿病等代謝疾病潛力的CB1小分子抑制劑，其做為第二代 CB1 受體拮抗劑拮抗劑，在設(shè)計上旨在通過降低分子對血腦屏障的通透效率，將藥物分子限定在中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外的外周系統(tǒng)中，從而較低中樞神經(jīng)毒性，根據(jù)臨床1b期研究顯示，INV-202的耐受性良好，沒有出現(xiàn)嚴(yán)重或嚴(yán)重的治療突發(fā)不良事件。另一家公司Corbus Pharmaceuticals也宣布，該開發(fā)第二代 CB1受體拮抗劑 CRB-913臨床前研究數(shù)據(jù)顯示其進(jìn)入大腦的比例很低，而減肥效果顯著。針對CB1拮抗劑的開發(fā)不僅限于小分子化合物，由Bird Rock Bio開發(fā)namacizumab是全球首個也是唯一一個CB1負(fù)向變構(gòu)調(diào)節(jié)抗體，大分子抗體有別于其他小分子CB1抑制劑的顯著優(yōu)勢在于，它不容易穿過血腦屏障，即使在使用劑量遠(yuǎn)高于預(yù)期有效劑量的情況下也是如此，因此可以最大限度地降低焦慮、抑郁等精神副作用的風(fēng)險，I期臨床試驗顯示，nimacimab對認(rèn)知功能不會產(chǎn)生影響，也未造成精神疾病風(fēng)險增加，在高效抑制CB1信號傳導(dǎo)的同時，不會對中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成潛在影響。2023年8月Bird Rock Bio被Skye Bioscience收購，而Skye Bioscience本身也是CB1賽道的重要玩家，它專注于CB1激動劑SBI-100 和 SBI-200的開發(fā), SBI-100主要用于治療青光眼和高眼壓，而SBI-200 具有潛在的鎮(zhèn)痛、抗炎、抗纖維化、抗感染和抗癲癇活性，可能應(yīng)用至相關(guān)的多種適應(yīng)癥中。
由于CB2主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)以外的外周免疫細(xì)胞，參與機(jī)體的免疫應(yīng)答，所以理論上針對CB2開發(fā)特異性靶向藥物不會存在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的副作用，且CB2適應(yīng)癥廣泛，涉及各類疼痛、炎癥性疾病、神經(jīng)退行性疾病、癌癥、自免性疾病如多發(fā)性硬化和哮喘等，是優(yōu)于CB1的靶點選擇，但在實際研發(fā)過程中現(xiàn)有針對CB2的激動劑選擇性均比較差，通常會非特異性激活CB1而引起CNS副作用，所以迄今為止并沒有專門靶向CB2受體的藥物進(jìn)入臨床或成功上市。
科佰生物
針對大麻素受體藥物的開發(fā)，科佰生物開發(fā)了相應(yīng)的靶點細(xì)胞系，并建立的高質(zhì)量高靈敏的多種檢測方案，可用于大麻素受體激動劑拮抗劑的篩選，并從不同的分子機(jī)制和信號通路揭示藥物的作用機(jī)理。部分?jǐn)?shù)據(jù)展示如下：
Figure 1. CP-55940 effect on CB1/CHO-K1 clone 2.
Figure 2.Dose response of CP-55940 in CB1 β-Arrestin CHO-K1 Cell Line (C2).
Figure 3.Inhibition of CP-55940-induced Beta-Arrestin Recruitment in CB1 Beta-Arrestin CHO-K1 Cells (C2).
Figure 1. CP55940 efffect on CHO-CB2 clone 24.
