偏向增强β-arrestin2通路的5-HT_2AR调节剂对DOM作用的影响

摘要

目的：经典致幻剂作用于脑内5-HT2AR诱发机体产生强烈的幻觉体验，对人的认知、情绪、感知产生明显影响。致幻剂偏向激活Gαq/11通路与致幻作用相关，偏向激活β-arrestin2通路可能与非致幻相关。为了探究致幻剂的致幻和非致幻作用，我们设计合成了一系列靶向5-HT_2AR的配体，通过细胞活性和行为学实验筛选偏向激动剂，探究偏向信号通路与致幻剂作用之间的关系，期望筛选到具有独特机制作用和成药潜力的偏向性5-HT_2AR配体。方法：用Tango-β-arrestin2蛋白招募体系检测配体对5-HT_2AR-β-arrestin2信号通路的激活水平；Gαq/11-IP1积累实验检测配体对Gq通路的激活；化合物与5-HT_2AR虚拟对接结合受体点突变实验，明确偏向配体与5-HT_2AR可能的相互作用位点；自发活动模型评价偏向配体对小鼠运动能力的影响；甩头反应模型评价偏向配体对致幻剂诱导小鼠甩头反应的影响；强迫游泳模型评价偏向配体对致幻剂抗抑郁作用的影响。结果：使用Tango-β-arrestin2蛋白招募体系，我们从激活β-arrestin2通路和拮抗β-arrestin2通路两方面对靶向5-HT_2AR的配体的作用进行了探究。化合物B2-3本身对5-HT_2AR-β-arrestin2通路激活作用较弱，但是联合致幻剂DOM或5-HT_2AR内源性配体血清素共同使用，明显增强激动剂对5-HT_2AR-β-arrestin2通路的激活作用。由此推测，化合物B2-3符合正构调节剂的作用特点：本身对受体激活较弱，但能促进激动剂对受体的激活作用。同样，化合物B2-3弱激活5-HT_2AR-Gq通路，相较于β-arrestin2通路激活更弱。并且用B2-3预处理细胞后，不影响DOM和血清素对Gq通路的激活。通过以上结果，推测化合物B2-3是偏向激活β-arrestin2通路的正构调节剂。分子对接和点突变实验也表明，B2-3可以和5-HT_2AR侧基EBP口袋结合，Y139、L228、D356、N363关键残基突变后取消了B2-3协同增强β-arrestin2通路的作用。小鼠甩头实验表明，B2-3单药不能诱导小鼠产生甩头行为；预先给予B2-3后，可以对抗DOM诱导的小鼠甩头行为；小鼠强迫游泳实验显示，B2-3能够逆转DOM降低小鼠不动时间的作用。结论：B2-3通过偏向激活β-arrestin2通路，正构调节5-HT_2AR激动剂作用，发挥类似5-HT_2AR拮抗剂的药理作用，拮抗致幻剂激活5-HT_2AR诱导的药理作用。

关键词

经典致幻剂 / 5-HT_2AR / β-arrestin2 / 甩头反应