以G 蛋白偶联受体空间构象变化为指针筛选中药中的镇静安神成分

Insomnia plays a negative role in the quality of modern life. Chinese medicines contain vast amount of tranquilizing, sleep promoting components. But it is not so clear how these Chinese medicines tranquilize brain and promote sleep. Five G protein-coupled receptor (GPCR) families (Melatonin receptor family, Serotonin receptor family, Orexin receptor family, Histamine receptor family and Adenosine receptor family) regulate sleep. In this study, we will construct five groups of Intramolecular GPCR fluorescence resonance energy transfer (FRET) sensors, which can detect the spatial change of receptors. Using these sensors as drug screen platform, and the change of FRET baseline as an indicator, we will carry out comprehensive screening of tranquilizing, sleep promoting components from Chinese medicines. Our work will find multifunctional receptor agonists, antagonists or inverse agonists, in the same time, our work will elucidate the tranquilizing mechanism of these active components by examining receptor kinetics, cell calcium level and ERK activity. More importantly, our work will create a new drug screen platform and give new scientific insight into the function of Chinese medicines.

失眠严重影响人们的生活质量，中药中含有大量的镇静安神、促睡眠活性成分，但这些中药如何发挥镇静安神、促睡眠作用并不很清楚。 以Melatonin 受体、Serotonin受体、Orexin受体、Histamine受体、Adenosine 受体为代表的五类G蛋白偶联受体调控着人体的睡眠。本研究拟构建可感知上述五类受体空间构象变化的G蛋白偶联受体分子探针，以这些受体分子探针为平台，通过监测受体分子内荧光共振能量转移基线的波动，对有镇静安神、促睡眠作用的中药进行全方位的筛选，并从受体激活动力学水平、钙离子释放水平和ERK激活水平阐释这些活性成分的分子作用机理。本项目将能筛选到多种具有多重功效的受体激动剂、拮抗剂或反向激动剂，为研发有完全自主知识产权的促睡眠新药奠定基础。更为重要的是，本研究将为中药活性成分的筛选创建新的方法学平台，为阐释中药的作用机理开辟新的思路。

失眠是危害人类身心健康的高发疾病，随着现代社会生活节奏的加快、工作压力的增大和人口老龄化的加剧，失眠现象正变得越来越严重。中药中含有大量的镇静安神、促睡眠活性成分，但这些活性成分通过什么靶点发挥作用，如何发挥作用并不很清楚。本研究将调控人体睡眠的8类15种G蛋白偶联受体（褪黑素受体（MT1，MT2）；5羟色胺受体（5-HT1B，5-HT2A）；食欲素受体（OX1，OX2）；组胺受体（H1，H3）；腺苷受体（A1，A2A）；大麻素受体（CB1，CB2）多巴胺受体（D2，D3）；催产素受体Oxtr）构建成可感知受体自身空间构象变化的G 蛋白偶联受体分子探针，以这些受体分子探针为平台，通过监测受体分子内荧光共振能量转移基线的波动，对有明确镇静安神、促睡眠活性的32种中药及144种靶向食欲素受体配体结合域的人工合成小分子化合物进行了全方位的筛选。最终，我们从中药石菖蒲、夜交藤和柴胡找到5个分别作用于5羟色胺受体（5-HT1B）和催产素受体的单体激动剂，从144种靶向食欲素受体结合域的人工合成的小分子化合物中初步筛选到了10个食欲素受体OX2的拮抗剂，并从受体激活动力学水平、钙离子释放水平和ERK 激活水平阐释这些活性成分的分子作用机理。.本研究构建了完整的分子水平的镇静安神、促睡眠活性成分筛选平台，初步筛选到的15个靶点明确的G蛋白偶联受体单体激动剂/拮抗剂，为研发有完全自主知识产权的镇静安神、促睡眠新药打下基础。本项目共发表标注项目资助论文21篇，其中SCI论文9篇（影响因子合计：42.38），核心刊物论文12篇。申请G蛋白偶联受体药物筛选平台发明专利9项，药物化学成分发明专利2项，出版学术专著部2部。项目执行过程中课题组3人晋升副教授，培养了博士生8名，硕士生24名，从无到有地建立了一支充满活力的药物研发团队，为开发作用于G蛋白偶联受体的新药做了平台和人才上的准备。