P2X受体是感知细胞外ATP的阳离子通道。许多靶向P2X受体的候选治疗药物已经开始临床试验或获得批准，用于治疗难治性慢性咳嗽（RCC）和其他疾病。然而，目前P2X受体的负变构调节主要局限于中央口袋或左蹼域以下的位点。

2023年9月20日，实验室容明强教授与中国药科大学于烨、王文辉共同通讯在Nature Communications 发表题为“Chronic cough relief by allosteric modulation of P2X3 without taste disturbance”的研究论文，该研究揭示了头部结构域（IP-HD）内袋中P2X3变构调节的机制，并表明槲皮素和PSFL2915（基于槲皮素优化的nm亲和力P2X3抑制剂）对雄性小鼠和豚鼠的镇咳作用是通过阻止P2X3中IP-HD的变构变化来实现的。虽然槲皮素和PSFL2915在治疗上与新许可的P2X3肾癌药物gefapixant相当，但它们不会像gefapixant那样对味觉产生不良影响。因此，通过IP-HD对P2X3进行变构调节可能是缓解RCC的药物策略。

P2X受体是细胞外ATP激活的非选择性阳离子通道，由七种亚型P2X1-7组成，在大多数组织中以同源或异源三聚体的形式存在。这些通道参与各种病理生理过程，被认为是一类药物靶点。P2X4拮抗剂NC-2600用于治疗神经病理性疼痛的试验。Gefapixant（也称为AF-219或MK-7624）是难治性慢性咳嗽（RCC）的P2X3受体拮抗剂，也是目前市场上唯一的P2X靶向药物，也是自右美沙芬于1958an获批以来60多年来治疗RCC的第一种药物。由于右美沙芬靶向阿片受体，因此大剂量时，右美沙芬与婴儿死亡率和致幻药样不良反应相关。因此，也正在寻求使用非阿片类药物来改变RCC的策略。

槲皮素缓解咳嗽症状的机制通常被认为是由其抗氧化和抗炎活性引起的，但是否存在其他受体特异性作用机制尚不清楚。此外，gefapixant于2022年被批准在日本上市，但它仍存在显著的药物相关不良反应，即味觉障碍。较新的小分子候选药物，旨在规避这种副作用的临床疗效略弱于gefapixant。因此，仍然需要开发基于新的变构机制的靶向P2X3的小分子药物来治疗RCC。

变构调节被认为比直立位调节更容易成为药物，这是基于在针对G蛋白偶联受体(GPCRs)、离子通道和激酶的药物开发中发现的选择性增强和不良反应减少。P2X受体/通道的细胞外部分包含几个结构域，即头部，左鳍（LF），背鳍（DF）和下体（LB）结构域。已经明确定义了两个P2X变构调节位点：一个位于人P2X3（hP2X3）受体的正位ATP结合位点下方，之前已经证明该位点由一个亚基的LF和LB结构域组成，以及相邻亚基的DF结构域（gefapixant的结合位点）。另一种在P2X受体的中央口袋，据称已经发现了更多的变构位点，尽管这些信息仅在计算机对接或其他计算方法中得到支持，而没有更多的实验验证。因此，加速P2X药物开发的一个重要方面是确定新的可用于药物P2X变构调节机制。

头部、DF 和 LF 结构域的氨基酸序列在 P2X 亚型中不保守，作用于这些区域的变构调节将导致高度亚型选择性的 P2X 抑制剂，例如gefapixant，它可以阻断LF和DF结构域的相对运动，在人P2X3 (hP2X3)中IC50值为40-200 nM，在P2X1, P2X2, P2X4和P2X7中>为10 μM。一个亚基的头部结构域与P2X2相邻亚基的DF区域之间的亚基内的凹槽称为ATP结合位点，ATP激活过程中头部和DF结构域的运动导致ATP结合位点颌闭合和LF区域的向下运动。这种机制是否发生在所有P2X亚型中需要进一步研究。同样，由于该区域的氨基酸组成高度可变，与P2X受体中央口袋相互作用的大多数小分子都是亚型特异性的。上述所有变构过程为发现新的P2X靶向变构药物提供了有价值的提示;然而，鉴定新的变构机制对于P2X药物的开发也至关重要。

P2X3受体通道门控过程中IP-HD的构象变化，以及槲皮素和PSFL2915抑制机制示意图（图源自Nature Communications ）

该研究发现P2X3激活与P2X2不同。P2X3激活需要头部结构域下环的左移和头部结构域内袋（IP-HD）的收紧，而不是关闭ATP结合位点下颌。基于IP-HD的变构变化，筛选TARGETMOL化学文库获得槲皮素，优化槲皮素获得PSFL2915，一种对hP2X3具有nM亲和力的止咳分子。该研究还证明槲皮素和PSFL2915通过中断IP-HD的变构变化来抑制P2X3活化。值得注意的是，槲皮素和PSFL2915没有味觉失调的副作用，同时在治疗上等同于靶向P2X3的RCC抑制剂gefapixant。综上所述，这些发现为治疗慢性咳嗽提供了一种可药物的变构调节策略。

文章链接： https://doi.org/10.1038/s41467-023-41495-0

（转自公众号 iMedicines）