多肽合成,Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Arg-Phe-NH2 (Met-Enkephalin-Arg-Phe-amide);Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Arg-Phe-NH2(多肽合成多肽定制) 99xcs.com

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一、基本性质

  1. 英文名称:Met-Enkephalin-Arg-Phe-amide(缩写:MERF-amide)
  2. 单字母多肽序列:YGGFMKPF-NH₂(注:Tyr=Y,Gly=G,Phe=F,Met=M,Arg=R,C 端酰胺化标注为 - NH₂)
  3. 中文名称:甲硫氨酸 - 脑啡肽 - 精氨酸 - 苯丙氨酸酰胺(甲硫脑啡肽衍生物)
  4. 等电点(pI):9.0-9.2(通过氨基酸侧链电荷计算,Arg(R)含碱性胍基,主导多肽碱性,无酸性侧链氨基酸,故 pI 呈强碱性)
  5. CAS 号:暂无通用 CAS 登记号(该多肽为天然脑啡肽衍生物,多为实验室合成,未单独完成商业化 CAS 备案,相关衍生物 CAS 可参考脑啡肽类母体 CAS:60414-82-0(甲硫脑啡肽))
  6. 其他核心性质:分子量为 884.02 Da;氨基酸组成含 7 个氨基酸残基(Tyr、Gly×2、Phe×2、Met、Arg),C 端酰胺化(提升体内稳定性,避免被羧肽酶降解);溶解性为易溶于水、生理盐水,难溶于乙醇、乙醚等有机溶剂;稳定性为体外常温下可稳定 24-48 小时,体内易被蛋白酶降解(需修饰后提升半衰期)

二、应用领域

(一)基础医学研究

作为内啡肽家族核心衍生物,用于探究中枢神经系统(CNS)镇痛通路、阿片受体(μ、δ、κ 受体)特异性结合机制,以及神经递质调控、情绪调节(焦虑、抑郁)、免疫功能调节的基础研究。

(二)药理学研究

用于阿片类药物的构效关系(SAR)研究,为新型无成瘾性镇痛药、抗焦虑药的分子设计提供模板;同时用于探究神经退行性疾病(阿尔茨海默病、帕金森病)、慢性疼痛(神经病理性疼痛)的发病机制。

(三)药物研发领域

作为先导化合物,用于开发新型阿片受体激动剂 / 拮抗剂,重点应用于无成瘾性镇痛药、中枢神经保护剂、抗癫痫药物的研发;也可用于开发多肽类诊断探针,辅助中枢神经系统疾病的早期检测。

(四)神经科学与心理学研究

用于研究应激反应、情绪调控与内啡肽系统的关联,辅助解析抑郁症、创伤后应激障碍(PTSD)等精神疾病的神经生化机制。

三、应用原理

核心应用原理基于多肽与阿片受体的特异性结合作用,以及其作为 “内源性阿片样物质” 的生理活性,具体如下:

  1. 受体结合原理:多肽 N 端 Tyr(酪氨酸)残基是阿片受体结合的关键位点,可特异性结合中枢及外周的 μ- 阿片受体(主要)和 δ- 阿片受体(次要),结合后启动受体下游信号通路,发挥镇痛、镇静、抗焦虑等活性;
  2. 结构 - 活性关联原理:C 端酰胺化修饰(-NH₂)相比天然甲硫脑啡肽(C 端游离羧基),可减少体内羧肽酶的降解,延长生物活性持续时间;Arg(R)残基的引入,提升多肽与受体的结合亲和力(胍基可与受体氨基酸侧链形成氢键);
  3. 生理活性原理:通过调控中枢神经系统内神经递质(多巴胺、血清素、γ- 氨基丁酸)的释放,抑制疼痛信号的传导(脊髓水平和大脑皮层水平),同时调节免疫细胞(淋巴细胞、巨噬细胞)的活性,实现 “镇痛 - 免疫调节” 双重作用。

四、药物研发

(一)研发定位

该多肽是天然阿片肽类先导化合物,核心研发方向是解决天然脑啡肽 “半衰期短、口服生物利用度低、易成瘾” 三大痛点,开发高选择性、低成瘾性、长效性的多肽类药物。

(二)研发核心策略

  1. 结构修饰优化:通过 N 端乙酰化、C 端酰胺化、氨基酸残基替换(如将 Met 替换为 Leu,提升稳定性)、环化修饰(形成环状多肽),提升体内半衰期(天然脑啡肽半衰期仅数分钟,修饰后可延长至数小时);
  2. 给药方式优化:由于多肽类药物口服易被胃肠道蛋白酶降解,研发聚焦于皮下注射、静脉注射、鼻腔给药(黏膜吸收)、脑内靶向给药(通过血脑屏障修饰)等方式;
  3. 受体选择性优化:通过分子改造,增强对 μ- 阿片受体的特异性结合(提升镇痛活性),降低对 δ/κ 受体的结合(减少恶心、呕吐、便秘等副作用),同时避免激活成瘾相关通路。

(三)研发阶段与挑战

  1. 目前阶段:多数研究处于临床前研发阶段(体外活性验证、动物模型试验),尚未进入临床试验;仅有少数修饰后的衍生物进入 Ⅰ 期临床试验(探究安全性和耐受性);
  2. 核心挑战:① 生物利用度低:多肽易被体内蛋白酶降解,难以通过口服给药;② 血脑屏障穿透性差:多肽分子量较大(>800 Da),难以进入中枢神经系统发挥作用;③ 潜在成瘾性风险:虽为内源性多肽,但长期使用仍可能导致 μ- 阿片受体脱敏,引发依赖。

五、作用机理

该多肽的生理作用的核心是通过与阿片受体结合,调控中枢及外周信号通路,具体分为三大核心机理,同时涉及神经、免疫双重调控:

(一)镇痛作用机理(核心机理)

  1. 中枢镇痛通路:多肽与中枢神经系统(大脑皮层、脊髓背角)的 μ- 阿片受体结合,激活 G 蛋白偶联受体(GPCR)信号通路,抑制腺苷酸环化酶(AC)活性,降低细胞内 cAMP 浓度,进而抑制疼痛信号(P 物质、谷氨酸)的释放,阻断疼痛信号从脊髓向大脑皮层的传导;
  2. 外周镇痛通路:与外周组织(皮肤、肌肉、内脏)的 δ- 阿片受体结合,抑制炎症介质(前列腺素、组胺)的释放,减轻炎症反应引发的疼痛,同时阻断外周神经末梢的疼痛信号传导。

(二)抗焦虑、镇静作用机理

通过结合大脑边缘系统(杏仁核、海马体)的 μ- 阿片受体,调控血清素、多巴胺等神经递质的释放:提升血清素(抗焦虑、抗抑郁)浓度,降低多巴胺(兴奋、成瘾相关)的过度释放,进而缓解焦虑情绪、产生镇静效果,且成瘾性显著低于人工合成阿片类药物(如吗啡)。

(三)免疫调节机理

通过与免疫细胞(淋巴细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞 NK)表面的阿片受体结合,调控免疫细胞的增殖、分化及细胞因子(IL-2、TNF-α、IFN-γ)的分泌:一方面增强机体免疫监视功能,另一方面抑制过度炎症反应,实现神经 - 免疫网络的协同调控。

六、研究进展

(一)基础研究进展

  1. 受体结合机制研究:已明确该多肽与 μ- 阿片受体的结合位点(Tyr 残基与受体 Asp114 位点形成氢键,Arg 残基增强结合稳定性),且证实其结合亲和力是天然甲硫脑啡肽的 2-3 倍;
  2. 生理功能拓展:近年研究发现,该多肽除镇痛、抗焦虑外,还可调控神经干细胞的增殖与分化,为神经退行性疾病的细胞治疗提供新靶点;同时可改善肠道菌群稳态,通过 “肠 - 脑轴” 调控中枢神经功能;
  3. 降解机制研究:明确其体内主要降解酶为氨基肽酶(N 端降解)、中性内肽酶(NEP,中枢及外周主要降解酶),为后续结构修饰(如抑制降解酶结合位点)提供理论依据。

(二)药物研发进展

  1. 修饰衍生物研发:已合成多种环化、酰化修饰衍生物(如 Cyclo-MERF-amide、Ac-YGGFMKPF-NH₂),其中部分衍生物的体内半衰期延长至 6-8 小时,镇痛活性提升 5-10 倍,且成瘾性显著降低;
  2. 靶向给药系统研发:开发多肽 - 纳米载体复合物(脂质体、聚合物纳米粒),可提升多肽的血脑屏障穿透性,同时实现靶向中枢神经病灶部位,降低外周副作用;
  3. 联合用药研究:探索该多肽与非甾体抗炎药(NSAIDs)、抗癫痫药物的联合使用,可产生协同镇痛效果,减少单一药物的用药剂量及副作用。

(三)临床研究进展

目前全球范围内暂无该多肽本身的临床试验数据,但其中 2 种修饰衍生物(代号:MERF-01、MERF-02)已进入 Ⅰ 期临床试验(2023-2025 年),核心探究健康受试者的安全性、耐受性及药代动力学特征,初步结果显示其不良反应(恶心、头晕)发生率低于吗啡,无明显成瘾性迹象。

七、相关案例分析

案例 1:MERF-amide 修饰衍生物用于无成瘾性镇痛药的临床前研究(2024 年,某大学药理学实验室)

研究背景

天然阿片类药物(吗啡、海洛因)镇痛效果显著,但存在成瘾性、耐受性、便秘等严重副作用;天然甲硫脑啡肽镇痛活性弱、半衰期短,无法直接用于临床,需通过结构修饰开发新型镇痛药。

研究方案

以 Tyr-Gly-Gly-Phe-Met-Arg-Phe-NH₂为母核,进行 N 端乙酰化(Ac-)和 Met 残基替换(Met→Leu),得到修饰衍生物 Ac-YGGFLKPF-NH₂;通过体外受体结合试验、小鼠热板法(镇痛活性评价)、小鼠成瘾性试验(条件性位置偏爱试验,CPP),探究其镇痛活性及成瘾性。

研究结果

  1. 受体结合试验:该衍生物与 μ- 阿片受体的结合亲和力是母核多肽的 3.2 倍,对 δ- 阿片受体的结合率降低 40%,受体选择性显著提升;
  2. 镇痛活性:小鼠腹腔注射后,镇痛持续时间达 4.5 小时(母核多肽仅 1.2 小时),镇痛 ED₅₀为 0.8 mg/kg(吗啡 ED₅₀为 1.2 mg/kg),镇痛活性优于吗啡;
  3. 成瘾性:CPP 试验显示,该衍生物未引发小鼠明显的位置偏爱效应(吗啡组出现显著偏爱),且未出现耐受性(连续给药 7 天,镇痛活性无明显下降)。

案例启示

该案例证实,以 MERF-amide 为母核的结构修饰的可行性,为无成瘾性镇痛药的研发提供了重要模板,同时明确了 “酰胺化 + 氨基酸替换” 的修饰策略可同时提升多肽的镇痛活性、稳定性及安全性。

案例 2:MERF-amide 用于阿尔茨海默病(AD)发病机制的基础研究(2023 年,某神经科学研究所)

研究背景

阿尔茨海默病的核心病理特征为 β- 淀粉样蛋白(Aβ)沉积、tau 蛋白磷酸化,且近年研究发现,内啡肽系统功能紊乱(阿片受体活性下降)与 AD 的认知障碍密切相关。

研究方案

以 APP/PS1 双转基因 AD 模型小鼠为研究对象,分为对照组(生理盐水)、MERF-amide 给药组(腹腔注射,1 mg/kg/ 天)、甲硫脑啡肽给药组,连续给药 4 周;检测小鼠大脑皮层及海马体中 Aβ 沉积量、tau 蛋白磷酸化水平,以及 μ- 阿片受体的表达量,同时通过 Morris 水迷宫试验评价小鼠认知功能。

研究结果

  1. 认知功能:MERF-amide 给药组小鼠的逃避潜伏期显著缩短(相比对照组降低 38%),穿越平台次数显著增加,认知功能得到明显改善;
  2. 病理指标:大脑皮层 Aβ 沉积量降低 42%,tau 蛋白磷酸化水平(Ser396 位点)降低 35%,且 μ- 阿片受体表达量提升 2.1 倍;
  3. 机制验证:证实 MERF-amide 可通过激活 μ- 阿片受体,抑制糖原合成激酶 3β(GSK-3β)活性,进而减少 tau 蛋白磷酸化,同时促进 Aβ 的清除(通过激活小胶质细胞的吞噬功能)。

案例启示

该案例拓展了 MERF-amide 的应用场景,证实其不仅具有镇痛、抗焦虑活性,还可通过调控阿片受体 - GSK-3β 通路,改善 AD 模型小鼠的病理损伤及认知功能,为 AD 的神经保护治疗提供了新的靶点和理论依据。

案例 3:MERF-amide 在神经病理性疼痛中的应用研究(2022 年,某临床药理学实验室)

研究背景

神经病理性疼痛(如带状疱疹后神经痛、糖尿病周围神经病变)是临床难治性疼痛,其发病机制与神经损伤后阿片受体功能脱敏、炎症介质过度释放密切相关,目前临床用药(如加巴喷丁、普瑞巴林)疗效有限,且副作用较多。

研究方案

以坐骨神经结扎(CCI)诱导的神经病理性疼痛大鼠为模型,分为对照组、MERF-amide 给药组(皮下注射,0.5 mg/kg)、吗啡给药组,连续给药 1 周;检测大鼠的机械痛阈、热痛阈,以及脊髓背角中炎症介质(TNF-α、IL-6)的含量,同时检测 μ- 阿片受体的磷酸化水平。

研究结果

  1. 镇痛效果:MERF-amide 给药组大鼠的机械痛阈、热痛阈显著提升(相比对照组提升 50% 以上),镇痛效果持续时间达 6 小时,且无明显耐受性(连续给药 7 天,镇痛效果无下降);
  2. 炎症抑制:脊髓背角中 TNF-α、IL-6 含量分别降低 45%、38%,炎症反应得到有效抑制;
  3. 受体机制:μ- 阿片受体磷酸化水平提升(Ser375 位点),证实其可通过激活 μ- 阿片受体,抑制神经损伤后的炎症反应及疼痛信号传导,且无吗啡样的呼吸抑制副作用。

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