TRPM2通道选择性抑制剂的设计与功能研究

Transient receptor potential channels TRPM2 is important mediators of sensory signals with marked effects on cellular functions and signaling pathways. TRPM2 channel is a potential drug target for the treatments of cardiovascular diseases, CNS disorders, and other diseases. In this research, the design and synthesis of selective inhibitors of TRPM2 channels are investigated based on our previous study and the structure of TRPM2 channel. The physiological function and mechanism of inhibitors are evaluated by investigation in various levels. It includes the design and synthesis of novel compounds starting from the known inhibitors and under the help of computer-aided drug design; the evaluation of inhibition and selectivity of synthesized compounds using electrophysiological method; structure optimization to get selective inhibitors of TRPM2; elucidation of molecular mechanism; characterization of physiological function of TRPM2 and its inhibitor via in vivo study. This research will develop novel selective inhibitors of TRPM2 channel and further characterize its druggability.

瞬时受体电位通道TRPM2对细胞的功能与信号传递具有重要作用，是心脑血管疾病等的潜在治疗药物靶标。但目前缺少高活性的选择性通道抑制剂，对TRPM2通道及其抑制剂的生理功能仍需要深入探究，TRPM2通道的靶标成药性还有待进一步明确。本研究拟在前期工作的基础上，结合TRPM2的结构特征，设计并合成TRPM2通道选择性抑制剂，通过不同层次的活性研究，探讨抑制剂的作用机制与生理功能。包括：分别以TRPM2的膜上通道及胞内ADPR结合区为靶点，从已知TRPM2抑制剂的结构出发，借助计算机辅助设计策略，设计并合成新型抑制剂；采用电生理方法评价抑制剂对TRPM2通道的抑制作用与选择性，优化结构以获得TRPM2选择性抑制剂，解析作用机制；通过动物模型对抑制剂的活性评价，考察TRPM2及其抑制剂的生理功能。通过本项目研究将发展靶向TRPM2的选择性抑制剂，也促进药物靶标的确定与临床治疗药物的发展。

瞬时受体电位通道TRPM2对细胞的功能与信号传递具有重要作用，是心脑血管疾病等的潜在治疗药物靶标。但因缺少高活性的选择性通道抑制剂，对TRPM2通道及其抑制剂的生理功能仍需要深入探究，TRPM2通道的靶标成药性还有待进一步明确。本研究的主要目标是结合TRPM2的结构特征，设计并合成TRPM2通道选择性抑制剂，在不同层次对活性进行研究，发展该活性探针分子。围绕选择性TRPM2抑制剂的设计、合成及生物活性研究这一课题目标进行了系统研究，取得的主要研究成果体现在：1）合成了多个系列不同结构的内源性配体ADPR的类似物，并对活性进行了系统评价，其中有两个化合物表现出中等强度的TRPM2抑制活性，并对其他TRP通道的激活没有影响，是首次被确认的TRP通道选择性TRPM2抑制剂；2）针对TRPM2的胞外结合区，在仅有三类结构骨架的基础上，通过虚拟筛选的手段发现了两类新型TRPM2抑制剂，对结构进行了系统优化并总结了构效关系；3）利用同源模建与分子动力学模拟，结合点突变与SPR实验，进行了cADPR与TRPM2的NUDT9-H结构域的结合位点与结合模式研究。通过本课题的研究，获得了多个高活性探针分子，为基于TRPM2靶点的药物先导结构发现及药物靶标确认奠定了基础。项目共发表研究论文7篇，会议论文5篇，申请中国专利1项，培养博士硕士研究生7人，博士后1人。全面完成了项目预定目标。