5-HT2AR 荧光探针PsychLight 助力非致幻性抗抑郁药物的研发

G 蛋白偶联受体(GPCRs)是一类强效药物治疗靶点，在美国FDA 批准的药物中，约35%通过影响该类蛋白起作用。5-羟色胺2A 受体(5-HT2AR)是神经精神类药物的靶点。5-HT2AR 配体相关的药物包括：非典型的抗精神病药物如氯氮平、迷幻药如麦角酰二乙酰胺(LSD)、促进神经可塑性的药物等。越来越多的证据表明，5-HT2AR 配体的致幻作用对于促进神经可塑性和产生治疗作用不是必需的。加州大学戴维斯分校医学院Lin Tian 课题组和David E. Olson 课题组合作，开发了一种基于5-HT2AR 结构的遗传编码的荧光传感器PsychLight。PsychLight 不仅能够测量内源性5-HT 动力学特性，其独特之处还在于能够预测致幻性及非致幻性药物。主要结果如下：（1）研究人员用绿色荧光蛋白(cpGFP)替换5-HT2AR 的第三个细胞内环(IL3)，并添加内质网输出序列增强其膜定位能力，开发出一种能检测5-HT2AR 配体的荧光感受器psychLight2。PsychLight 的时间分辨率可达到毫秒级，能够检测离体和体内5-HT 的时间依赖性释放。在恐惧训练实验中，足底电击明显增强中缝背核psychLight2 荧光，随后迅速减弱。以上结果表明，在动物自由活动状态下，psychLight2 能够检测内源性5-HT 浓度的变化。（2）随后研究人员基于psychLight2 开发出药物筛选技术，对化合物（包含致幻性和非致幻性）进行筛选。具有致幻作用的5-HT2AR 配体增强psychLight2 的荧光信号。非致幻作用的5-HT2AR 配体在激动剂模式下不激活psychLight2，但在拮抗剂模式下降低psychLight2 的荧光。与5-HT2AR 并不发生结合的配体化合物，既不能增强也不能降低psychLight2 的荧光强度。以上结果表明，psychLight2 能够鉴别出致幻性和非致幻性5-HT2AR 的配体化合物。通过上述药物筛选技术发现，AAZA-154 是具有神经可塑性、具有抗抑郁特性、非致幻性5-HT2AR 配体。在小鼠实验中证实，AAZ-A-154 的抗抑郁作用类似于氯胺酮，但没有致幻性。因此，PsychLight 不仅可以检测体内5-HT 动力学特性，还将助力研发非致幻性抗抑郁药物。