5-HT2AR 熒光探針PsychLight 助力非致幻性抗抑郁藥物的研發(fā)

G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)是一類強(qiáng)效藥物治療靶點(diǎn)，在美國FDA 批準(zhǔn)的藥物中，約35%通過影響該類蛋白起作用。5-羥色胺2A 受體(5-HT2AR)是神經(jīng)精神類藥物的靶點(diǎn)。5-HT2AR 配體相關(guān)的藥物包括：非典型的抗精神病藥物如氯氮平、迷幻藥如麥角酰二乙酰胺(LSD)、促進(jìn)神經(jīng)可塑性的藥物等。越來越多的證據(jù)表明，5-HT2AR 配體的致幻作用對于促進(jìn)神經(jīng)可塑性和產(chǎn)生治療作用不是必需的。加州大學(xué)戴維斯分校醫(yī)學(xué)院Lin Tian 課題組和David E. Olson 課題組合作，開發(fā)了一種基于5-HT2AR 結(jié)構(gòu)的遺傳編碼的熒光傳感器PsychLight。PsychLight 不僅能夠測量內(nèi)源性5-HT 動(dòng)力學(xué)特性，其獨(dú)特之處還在于能夠預(yù)測致幻性及非致幻性藥物。主要結(jié)果如下：（1）研究人員用綠色熒光蛋白(cpGFP)替換5-HT2AR 的第三個(gè)細(xì)胞內(nèi)環(huán)(IL3)，并添加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)輸出序列增強(qiáng)其膜定位能力，開發(fā)出一種能檢測5-HT2AR 配體的熒光感受器psychLight2。PsychLight 的時(shí)間分辨率可達(dá)到毫秒級，能夠檢測離體和體內(nèi)5-HT 的時(shí)間依賴性釋放。在恐懼訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)中，足底電擊明顯增強(qiáng)中縫背核psychLight2 熒光，隨后迅速減弱。以上結(jié)果表明，在動(dòng)物自由活動(dòng)狀態(tài)下，psychLight2 能夠檢測內(nèi)源性5-HT 濃度的變化。（2）隨后研究人員基于psychLight2 開發(fā)出藥物篩選技術(shù)，對化合物（包含致幻性和非致幻性）進(jìn)行篩選。具有致幻作用的5-HT2AR 配體增強(qiáng)psychLight2 的熒光信號。非致幻作用的5-HT2AR 配體在激動(dòng)劑模式下不激活psychLight2，但在拮抗劑模式下降低psychLight2 的熒光。與5-HT2AR 并不發(fā)生結(jié)合的配體化合物，既不能增強(qiáng)也不能降低psychLight2 的熒光強(qiáng)度。以上結(jié)果表明，psychLight2 能夠鑒別出致幻性和非致幻性5-HT2AR 的配體化合物。通過上述藥物篩選技術(shù)發(fā)現(xiàn)，AAZA-154 是具有神經(jīng)可塑性、具有抗抑郁特性、非致幻性5-HT2AR 配體。在小鼠實(shí)驗(yàn)中證實(shí)，AAZ-A-154 的抗抑郁作用類似于氯胺酮，但沒有致幻性。因此，PsychLight 不僅可以檢測體內(nèi)5-HT 動(dòng)力學(xué)特性，還將助力研發(fā)非致幻性抗抑郁藥物。