环境敏感性荧光氨基酸在新型NPFF1和NPFF2高选择性配体的设计和合成中的应用

利用化学小分子为探针系统地剖析生命过程，是化学生物学研究的重要内容。针对目前NPFF研究中仍缺乏NPFF1和NPFF2受体的高选择性配体来作为研究工具，此项目将结合小分子荧光探针的最新研究进展，以已有的NPFF1和NPFF2的激动剂和拮抗剂作为化学模板，引入三类新型的环境敏感性荧光氨基酸（Aladan、DAPA和Dap(6DMN)）而设计一系列全新的荧光标记的配体，通过受体亲和性和体外功能性检测的方法化学筛选出NPFF1和NPFF2受体的特异性荧光配体。进一步，利用药代动力学和药理学实验来鉴定这些特异性荧光配体的生物活性。此外，这些特异性荧光配体具有灵敏度高、背景噪音低等优点，我们将结合荧光检测技术来研究正常和病理条件下NPFF1和NPFF2受体的组织分布，以及荧光配体与受体之间的相互作用。这是一项集多肽化学、化学生物学、药理学、生物学应用为一体的多学科交叉研究。

本项目根据最新的神经肽FF（NPFF）研究动向，并结合小分子荧光探针研究的最新进展，在已有的工作基础上开展了高效的NPFF系统荧光配体研究。此项目利用环境敏感性荧光氨基酸4-DAPA和3-ADCPA，化学构建并获得了高效的NPFF荧光配体。利用这些特异性荧光配体具有灵敏度高、背景噪音低等优点，我们将结合荧光检测技术来将这些荧光配体用于生物应用研究。并利用NPFF系统的高选择性配体为药理学工具，系统地研究了NPFF系统在痛觉调节、心血管活性和信号转导等方面的生物活性及其作用机制。研究结果表明：（1）鞘内注射NPFF及其相关肽可通过脊髓中NPFF1和NPFF2受体引起的升血压和升心率作用；（2）中枢NPFF1和NPFF2受体的激活都能介导抗外周吗啡镇痛的活性；（3）首次发现了NPFF和大麻系统之间的相互作用，以及NPFF系统对大麻中枢和外周镇痛活性的复杂调节作用；（4）NPFF受体激活能减弱脑中阿片依赖性的温水强迫游泳压力诱导的镇痛，但不影响非阿片依赖性的冷水强迫游泳压力所引起的镇痛活性；（5）在分化型神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y中，NPFF激活ERK和NFκB等信号通路。此外，基于NPFF的高效配体，化学构建和筛选出了高效、低副作用的肽类全新配体，能有效降低吗啡等阿片类镇痛药的耐受和便秘等副作用，具有较好的应用前景。.本项目研究工作共发表SCI论文5篇，新申请国家发明专利2项，其中1项已获授权，项目负责人以第二完成人获2011年度甘肃省技术发明一等奖1项。在本项目进行过程中，共培养了具有独立工作能力的硕士研究生5名，4次参加各种国内外相关的学术会议，进行了较好的学术交流，工作受到好评。