Рецептор 1, ассоциированный со следовыми аминами ( TAAR1 ), представляет собой белок рецептора, ассоциированного со следовыми аминами (TAAR) , который у людей кодируется геном TAAR1 . [5] TAAR1 представляет собой внутриклеточный амино -активируемый G s -связанный и G q -связанный рецептор G-белка (GPCR), который в основном экспрессируется в нескольких периферических органах и клетках (например, желудке , тонком кишечнике , двенадцатиперстной кишке и лейкоцитах ), астроцитах и во внутриклеточной среде в пресинаптической плазматической мембране (т. е. аксональном окончании ) моноаминовых нейронов в центральной нервной системе (ЦНС). [6] [7] [8] [9] TAAR1 был открыт в 2001 году двумя независимыми группами исследователей, Боровски и др. и Банзов и др. [10] [11] TAAR1 является одним из шести функциональных человеческих рецепторов, ассоциированных со следовыми аминами , которые так названы из-за их способности связывать эндогенные амины, которые встречаются в тканях в следовых концентрациях. [12] [13] TAAR1 играет важную роль в регуляции нейротрансмиссии в дофаминовых , норадреналиновых и серотониновых нейронах в ЦНС; [7] [12] он также влияет на иммунную систему и функцию нейроиммунной системы посредством различных механизмов. [14] [15] [16] [17]
TAAR1 — это высокоаффинный рецептор для амфетамина , метамфетамина , дофамина и следовых аминов , который опосредует некоторые из их клеточных эффектов в моноаминовых нейронах в центральной нервной системе . [7] [12]
Основными известными эндогенными лигандами человеческого рецептора TAAR1 (hTAAR1) в порядке ранжирования по силе воздействия являются: тирамин > β-фенэтиламин > дофамин = октопамин . [6] Триптамин и гистамин также связываются с hTAAR1 с более низкой аффинностью , тогда как серотонин и норадреналин не имеют обнаруживаемой аффинности. [10]
TAAR1 был открыт независимо Боровски и др. и Банцов и др. в 2001 году. Чтобы найти генетические варианты, ответственные за синтез TAAR1, они использовали смеси олигонуклеотидов с последовательностями, связанными с рецепторами, сопряженными с G-белком (GPCR) серотонина и дофамина, для обнаружения новых последовательностей ДНК в геномной ДНК крысы и кДНК , которые они затем амплифицировали и клонировали. Полученная последовательность не была найдена ни в одной базе данных и закодирована для TAAR1. [10] [11] Дальнейшая характеристика функциональной роли TAAR1 и других рецепторов из этого семейства была выполнена другими исследователями, включая Рауля Гайнетдинова и его коллег. [18]
TAAR1 имеет структурное сходство с подсемейством GPCR родопсина класса А. [ 11] Он имеет 7 трансмембранных доменов с короткими N- и C-концевыми расширениями. [19] TAAR1 на 62–96% идентичен TAARs2-15, что говорит о том, что подсемейство TAAR недавно эволюционировало ; в то же время низкая степень сходства между ортологами TAAR1 говорит о том, что они быстро эволюционируют. [10] TAAR1 разделяет предсказательный пептидный мотив со всеми другими TAAR. Этот мотив перекрывается с трансмембранным доменом VII, и его идентичность — NSXXNPXX[Y,H]XXX[Y,F]XWF. TAAR1 и его гомологи имеют векторы лигандного кармана, которые используют наборы из 35 аминокислот, которые, как известно, напрямую участвуют во взаимодействии рецептора с лигандом. [13]
Все гены TAAR человека расположены на одной хромосоме, охватывающей 109 кб человеческой хромосомы 6q23.1, 192 кб мышиной хромосомы 10A4 и 216 кб крысиной хромосомы 1p12. Каждый TAAR происходит из одного экзона , за исключением TAAR2 , который кодируется двумя экзонами. [13] Ген TAAR1 человека считается геном без интронов . [20]
На сегодняшний день TAAR1 был идентифицирован и клонирован в пяти различных геномах млекопитающих : человек, мышь, крыса, обезьяна и шимпанзе . У крыс мРНК для TAAR1 обнаруживается на низких или умеренных уровнях в периферических тканях, таких как желудок , почки , кишечник [21] и легкие , и на низких уровнях в мозге . [10] Taar1 макаки-резуса и человеческий TAAR1 имеют высокое сходство последовательностей, и мРНК TAAR1 высоко экспрессируется в одних и тех же важных моноаминергических регионах обоих видов . Эти регионы включают дорсальное и вентральное хвостатое ядро , скорлупу , черную субстанцию , прилежащее ядро , вентральную область покрышки , голубое пятно , миндалевидное тело и ядро шва . [6] [22] hTAAR1 также был идентифицирован в астроцитах человека. [6] [14]
За пределами центральной нервной системы человека hTAAR1 также встречается как внутриклеточный рецептор и в первую очередь экспрессируется в желудке , кишечнике , [21] двенадцатиперстной кишке , [21] β-клетках поджелудочной железы и лейкоцитах . [9] [21] В двенадцатиперстной кишке активация TAAR1 увеличивает высвобождение глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) и пептида YY (PYY); [9] в желудке активация hTAAR1, как было отмечено, увеличивает секрецию соматостатина ( гормона, ингибирующего гормон роста) дельта-клетками . [9]
hTAAR1 — единственный подтип рецептора, ассоциированного со следовыми аминами человека , который не экспрессируется в обонятельном эпителии человека . [23]
TAAR1 — это внутриклеточный рецептор, экспрессируемый в пресинаптическом окончании моноаминовых нейронов у людей и других животных. [7] [12] [24] В модельных клеточных системах hTAAR1 имеет крайне слабую экспрессию на мембране. [24] Метод индукции экспрессии на мембране hTAAR1 использовался для изучения его фармакологии с помощью анализа переноса энергии резонанса биолюминесценции цАМФ. [24]
Поскольку TAAR1 является внутриклеточным рецептором в моноаминовых нейронах, экзогенные лиганды TAAR1 должны проникать в пресинаптический нейрон через мембранный транспортный белок [примечание 1] или иметь возможность диффундировать через пресинаптическую мембрану, чтобы достичь рецептора и вызвать ингибирование обратного захвата и отток нейротрансмиттера . [12] Следовательно, эффективность конкретного лиганда TAAR1 в создании этих эффектов в различных моноаминовых нейронах является функцией как его связывающей аффинности с TAAR1, так и его способности перемещаться через пресинаптическую мембрану в каждом типе нейрона. [12] Изменчивость между субстратной аффинностью лиганда TAAR1 в различных транспортерах моноаминов объясняет большую часть разницы в его способности вызывать высвобождение нейротрансмиттера и ингибирование обратного захвата в различных типах моноаминовых нейронов. [12] Например, лиганд TAAR1, который может легко проходить через переносчик норадреналина, но не через переносчик серотонина, будет вызывать — при прочих равных условиях — значительно более выраженные эффекты, вызванные TAAR1, в норадреналиновых нейронах по сравнению с серотониновыми нейронами.
TAAR1 образует олигомеры GPCR с моноаминовыми ауторецепторами в нейронах in vivo . [25] [26] Эти и другие описанные гетероолигомеры TAAR1 включают:
Следовые амины — это эндогенные амины, которые действуют как агонисты TAAR1 и присутствуют во внеклеточных концентрациях 0,1–10 нМ. в мозге, составляя менее 1% от общего количества биогенных аминов в нервной системе млекопитающих . [28] Некоторые из человеческих следовых аминов включают триптамин , фенэтиламин (PEA), N -метилфенэтиламин , p -тирамин , m -тирамин , N -метилтирамин , p -октопамин , m -октопамин и синефрин . Они имеют структурное сходство с тремя распространенными моноаминами: серотонином , дофамином и норадреналином . Каждый лиганд имеет различную эффективность, измеряемую как повышенная концентрация циклического АМФ (цАМФ) после события связывания.
Порядок ранжирования активности первичных эндогенных лигандов в hTAAR1 следующий:
тирамин > β-фенетиламин > дофамин = октопамин . [6] [10] Триптамин и гистамин также связываются с человеческим TAAR1 с более низкой аффинностью , тогда как серотонин и норадреналин были неактивны. [10]
Тиронамины являются молекулярными производными гормона щитовидной железы и очень важны для функционирования эндокринной системы . 3-Йодтиронамин (T 1 AM) является наиболее мощным агонистом TAAR1, обнаруженным на сегодняшний день, хотя у него отсутствует сродство к транспортеру моноаминов, и поэтому он оказывает незначительное влияние на моноаминовые нейроны центральной нервной системы . Активация TAAR1 посредством T 1 AM приводит к выработке большого количества цАМФ. Этот эффект сопряжен со снижением температуры тела и сердечного выброса .
До открытия TAAR1 считалось, что следовые амины выполняют очень ограниченные функции. Считалось, что они вызывают высвобождение норадреналина из симпатических нервных окончаний и конкурируют за места связывания катехоламина или серотонина на родственных рецепторах, транспортерах и местах хранения. [28] Сегодня считается, что они играют гораздо более динамичную роль, регулируя моноаминергические системы в мозге.
Одним из нисходящих эффектов активного TAAR1 является увеличение цАМФ в пресинаптической клетке посредством активации аденилатциклазы Gα s G-белком . [10] [11] [13] Это само по себе может иметь множество клеточных последствий. Основной функцией цАМФ может быть повышение экспрессии следовых аминов в цитоплазме клетки . [29] Эти амины затем активируют внутриклеточный TAAR1. Моноаминовые ауторецепторы (например, D 2 short , пресинаптический α 2 и пресинаптический 5-HT 1A ) оказывают противоположный эффект TAAR1, и вместе эти рецепторы обеспечивают регуляторную систему для моноаминов. [12] Примечательно, что амфетамин и следовые амины обладают высокой аффинностью связывания с TAAR1, но не с моноаминовыми ауторецепторами. [12] [7] Влияние агонистов TAAR1 на транспортеры моноаминов в мозге, по-видимому, является сайт-специфическим. [12] Исследования с использованием визуализации показывают, что ингибирование обратного захвата моноаминов амфетамином и следовыми аминами зависит от наличия совместной локализации TAAR1 в связанных с ними нейронах моноаминов. [12] По состоянию на 2010 год совместная локализация TAAR1 и транспортера дофамина (DAT) была визуализирована у макак-резусов, но совместная локализация TAAR1 с транспортером норадреналина (NET) и транспортером серотонина (SERT) была подтверждена только экспрессией информационной РНК (мРНК). [12]
В нейронах с локализованным TAAR1 агонисты TAAR1 увеличивают концентрацию связанных моноаминов в синаптической щели , тем самым увеличивая связывание с постсинаптическим рецептором. [12] Благодаря прямой активации сопряженных с G-белком внутренних выпрямляющих калиевых каналов (GIRKs) TAAR1 может снижать частоту срабатывания дофаминовых нейронов, в свою очередь предотвращая гипердофаминергическое состояние. [33] [46] [47] Амфетамин и следовые амины могут проникать в пресинаптический нейрон либо через DAT , либо путем диффузии через нейрональную мембрану напрямую. [12] В результате захвата DAT амфетамин и следовые амины вызывают конкурентное ингибирование обратного захвата на транспортере. [12] При входе в пресинаптический нейрон эти соединения активируют TAAR1, который через сигнализацию протеинкиназы A (PKA) и протеинкиназы C (PKC) вызывает фосфорилирование DAT . Фосфорилирование любой из протеинкиназ может привести к интернализации DAT ( неконкурентное ингибирование обратного захвата), но фосфорилирование, опосредованное PKC, само по себе вызывает функцию обратного транспортера (отток дофамина). [12] [50]
Экспрессия TAAR1 на лимфоцитах связана с активацией иммуно-характеристик лимфоцитов. [16] В иммунной системе TAAR1 передает сигналы через активные каскады фосфорилирования PKA и PKC. [16] В исследовании 2012 года Панас и др. наблюдали, что метамфетамин имел эти эффекты, предполагая, что, в дополнение к регуляции моноаминов мозга, соединения, связанные с амфетамином, могут оказывать влияние на иммунную систему. [16] Недавняя статья показала, что наряду с TAAR1, TAAR2 необходим для полной активности следовых аминов в клетках PMN . [17]
Фитогемагглютинин повышает уровень мРНК hTAAR1 в циркулирующих лейкоцитах ; [6] в этих клетках активация TAAR1 опосредует хемотаксис лейкоцитов по отношению к агонистам TAAR1. [6] Также было показано, что агонисты TAAR1 (в частности, следовые амины) вызывают секрецию интерлейкина 4 в Т-клетках и секрецию иммуноглобулина E (IgE) в В-клетках . [6]
Локализованный в астроцитах TAAR1 регулирует уровни и функции EAAT2 в этих клетках; [14] это было связано с патологиями нейроиммунной системы, вызванными метамфетамином . [14]
Низкая концентрация фенэтиламина (ПЭА) в мозге связана с большим депрессивным расстройством , [10] [28] [51] , а высокие концентрации связаны с шизофренией . [51] [52] Низкие уровни ПЭА и недостаточная активация TAAR1 также, по-видимому, связаны с СДВГ . [51] [52] [53] Предполагается, что недостаточные уровни ПЭА приводят к инактивации TAAR1 и чрезмерному захвату моноаминов транспортерами, что может привести к депрессии. [10] [28] Некоторые антидепрессанты действуют путем ингибирования моноаминоксидазы (МАО), что увеличивает концентрацию следовых аминов, что, как предполагается, увеличивает активацию TAAR1 в пресинаптических клетках. [10] [13] Снижение метаболизма ПЭА было связано с шизофренией, что является логичным выводом, учитывая, что избыток ПЭА может привести к чрезмерной активации TAAR1 и предотвращению функции транспортера моноаминов. Мутации в регионе q23.1 человеческой хромосомы 6 – той же хромосомы, которая кодирует TAAR1 – были связаны с шизофренией. [13]
Медицинские обзоры от февраля 2015 и 2016 годов отметили, что селективные лиганды TAAR1 имеют значительный терапевтический потенциал для лечения зависимости от психостимуляторов (например, кокаина, амфетамина, метамфетамина и т. д.). [7] [8] Несмотря на широкое распространение за пределами ЦНС и ПНС, TAAR1 не влияет на гематологические функции и регуляцию гормонов щитовидной железы на разных стадиях старения. Такие данные показывают, что будущие терапии на основе TAAR1 должны оказывать незначительное гематологическое воздействие и, таким образом, вероятно, будут иметь хороший профиль безопасности. [54]
Большое исследование ассоциаций генов-кандидатов, опубликованное в сентябре 2011 года, обнаружило значительные различия в частотах аллелей TAAR1 между группой пациентов с фибромиалгией и контрольной группой без хронической боли, что позволяет предположить, что этот ген может играть важную роль в патофизиологии этого состояния; возможно, это представляет собой цель для терапевтического вмешательства. [55]
В доклинических исследованиях на крысах активация TAAR1 в клетках поджелудочной железы стимулирует секрецию инсулина , пептида YY и GLP-1 ; [56] [ необходим неосновной источник ] поэтому TAAR1 потенциально является биологической мишенью для лечения ожирения и диабета . [56] [ необходим неосновной источник ]
Отсутствие TAAR1 не оказывает существенного влияния на сексуальную мотивацию и обычные липидные и метаболические биохимические параметры крови, что позволяет предположить, что будущие терапии на основе TAAR1 должны иметь благоприятный профиль безопасности. [57]
тканей
ЦНС (специфическая для определенного региона) и несколько периферических тканей:
желудок > миндалевидное тело, почки, легкие, тонкий кишечник > мозжечок, ганглий задних корешков, гиппокамп, гипоталамус, печень, продолговатый мозг, поджелудочная железа, гипофиз, ретикулярная формация моста, предстательная железа, скелетные мышцы, селезенка. ...
Лейкоциты ...β-клетки поджелудочной железы ... Первичные тонзиллярные B-клетки ... Циркулирующие лейкоциты здоровых людей (повышение регуляции происходит при добавлении фитогемагглютинина).
Вид: Человек ...
В мозге (мышь, макака-резус) рецептор TA1 локализуется в нейронах в пределах момаминергических путей, и появляются новые доказательства модуляторной роли TA1 в функционировании этих систем. Совместная экспрессия TA1 с транспортером дофамина (либо в пределах одного нейрона, либо в соседних нейронах) подразумевает прямую/косвенную модуляцию дофаминергической функции ЦНС. В клетках, экспрессирующих как человеческий TA1, так и транспортер моноаминов (DAT, SERT или NET), передача сигналов через TA1 усиливается [26,48,50–51]. ...
Функциональные анализы
...
Мобилизация внутреннего кальция в клетках RD-HGA16, трансфицированных немодифицированным человеческим TA1
Измеряемая реакция: Увеличение цитоплазматического кальция ...
Измерение уровней цАМФ в культивируемых астроцитах человека.
Измеряемая реакция: Накопление цАМФ ...
Активация лейкоцитов
Вид: Человек
Ткань: ПМН, Т- и В-клетки
Измеряемая реакция: Хемотаксическая миграция к лигандам TA1 (β-фенилэтиламин, тирамин и 3-йодтиронамид), секреция ИЛ-4 (Т-клетки), индуцированная следовыми количествами амина, и индуцированная следовыми количествами амина регуляция экспрессии маркерной РНК Т-клеток, индуцированная следовыми количествами амина секреция IgE в В-клетках.
TAAR1 является рецептором с высоким сродством к METH/AMPH и DA ... Это первоначальное наблюдение взаимодействия TAAR1 и DA D2R впоследствии было подтверждено и расширено наблюдениями, что оба рецептора могут гетеродимеризоваться друг с другом при определенных условиях ... Дополнительные взаимодействия DA D2R/TAAR1 с функциональными последствиями выявлены по результатам экспериментов, демонстрирующих, что в дополнение к пути цАМФ/PKA (Panas et al., 2012) стимуляция опосредованной TAAR1 сигнализации связана с активацией пути Ca++/PKC/NFAT (Panas et al.,2012) и связанного с DA D2R, независимого от G-белка сигнального пути AKT/GSK3 (Espinoza et al., 2015; Harmeier et al., 2015), так что одновременная активация TAAR1 и DA DR2R может привести к при снижении сигнализации в одном пути (например, цАМФ/ПКА), но сохранении сигнализации через другой (например, Ca++/PKC/NFA)
TAAR1 в основном расположен во внутриклеточных компартментах как в нейронах (Miller, 2011), так и в глиальных клетках (Cisneros and Ghorpade, 2014) и в периферических тканях (Grandy, 2007) ... Существующие данные предоставили надежные доклинические доказательства, подтверждающие разработку агонистов TAAR1 в качестве потенциального лечения злоупотребления психостимуляторами и зависимости. ... Учитывая, что TAAR1 в основном локализуется во внутриклеточных компартментах, а существующие агонисты TAAR1, как предполагается, получают доступ к рецепторам путем транслокации внутрь клетки (Miller, 2011), при разработке и создании будущих лекарственных препаратов, возможно, потребуется учитывать стратегии доставки лекарств (Rajendran et al., 2010).
Сверхэкспрессия TAAR1 значительно снизила уровни EAAT-2 и клиренс глутамата ... Обработка METH активировала TAAR1, что привело к образованию внутриклеточного цАМФ в человеческих астроцитах и модулировало способность к клиренсу глутамата. Кроме того, молекулярные изменения уровней TAAR1 в астроцитах соответствуют изменениям уровней и функции EAAT-2 в астроцитах.
Периферическая и иммунная локализация/функции TAAR1: Важно отметить, что в дополнение к головному мозгу, TAAR1 также экспрессируется в спинном мозге (Gozal et al., 2014) и на периферии (Revel et al., 2012c). Было показано, что TAAR1 экспрессируется и регулирует иммунную функцию в лейкоцитах макак-резусов (Babusyte et al., 2013; Nelson et al., 2007; Panas et al., 2012). В гранулоцитах TAAR1 необходим для хемотаксической миграции клеток к агонистам TAAR1. Кроме того, сигнализация TAAR1 в B- и T-клетках может вызывать высвобождение иммуноглобулина и цитокина соответственно (Babusyte et al., 2013). TAAR1 также экспрессируется в островках Лангерганса, желудке и кишечнике на основе паттернов окрашивания LacZ, проведенных на мышах TAAR1-KO LacZ (Revel et al., 2012c). Интересно, что введение селективного частичного агониста TAAR1 RO5263397 устраняет побочный эффект увеличения веса, наблюдаемый при приеме антипсихотического оланзапина, что указывает на то, что периферическая сигнализация TAAR1 может регулировать метаболический гомеостаз (Revel et al., 2012b). ...
Транспортеры моноаминов и подсемейство переносчиков SLC22A транспортируют лиганд TAAR1: Исследования с использованием резус-макак TAAR1 показали, что этот рецептор взаимодействует с транспортерами моноаминов DAT, SERT и NET в клетках HEK (Miller et al., 2005; Xie and Miller, 2007; Xie et al., 2007). Была выдвинута гипотеза, что взаимодействие TAAR1 с этими транспортерами может обеспечить механизм, с помощью которого лиганды TAAR1 могут проникать в цитоплазму и связываться с TAAR1 во внутриклеточных компартментах. Недавнее исследование показало, что в неонатальных двигательных нейронах крыс специфическая для следовых аминов сигнализация требует присутствия и функционирования трансмембранного переносчика растворенного вещества SLC22A, но не транспортеров моноаминов (DAT, SERT и NET) (Gozal et al., 2014). В частности, было показано, что добавление β-PEA, тирамина или триптамина индуцировало паттерны активации локомоторной активности (LLA) этих нейронов в присутствии N-метил D-аспартата. Временно было обнаружено, что индукция следовых аминов LLA задерживается по сравнению с LLA, индуцированной серотонином и норадреналином, что указывает на то, что целевой участок для следовых аминов не находится на плазматической мембране и, возможно, может быть внутриклеточным. Важно отметить, что блокирование SLC22A пентамидином отменило LLA, вызванный следовыми аминами, что указывает на то, что LLA, вызванный следовыми аминами, не действует на рецепторы, обнаруженные на плазматической мембране, а требует их транспортировки в цитозоль с помощью SLC22A для индукции LLA.
Более того, в гетероолигомерах ADRA2A/TAAR1 способность NorEpi стимулировать сигнализацию Gi/o снижается за счет совместной стимуляции с 3-T1AM. Таким образом, настоящее исследование указывает на сложный спектр модификации сигнализации, опосредованной 3-T1AM на различных рецепторах, сопряженных с G-белком.
Взаимодействие TAAR1 с D2R изменило субклеточную локализацию TAAR1 и увеличило сродство связывания агониста D2R.
Другие биогенные амины присутствуют в центральной нервной системе в очень низких концентрациях порядка 0,1–10 нм, что составляет <1% от общего количества биогенных аминов (Berry, 2004). Для этих соединений был введен термин «следовые амины». Хотя их определение довольно расплывчато, молекулы, которые обычно считаются следовыми аминами, включают паратирамин, метатирамин, триптамин, β-фенилэтиламин, параоктопамин и метаоктопамин (Берри, 2004) (рисунок 2).
Несколько серий замещенных фенилэтиламинов были исследованы на активность в человеческом TAAR1 (таблица 2). Удивительным открытием стала эффективность фенилэтиламинов с заместителями в положении фенила C2 относительно их соответствующих замещенных C4 конгенеров. В каждом случае, за исключением гидроксильного заместителя, C2-замещенное соединение имело в 8-27 раз более высокую эффективность, чем C4-замещенное соединение. C3-замещенное соединение в каждом гомологическом ряду обычно было в 2-5 раз менее эффективным, чем 2-замещенное соединение, за исключением гидроксильного заместителя. Самым эффективным из 2-замещенных фенилэтиламинов был 2-хлор-β-PEA, за которым следовали 2-фтор-β-PEA, 2-бром-β-PEA, 2-метокси-β-PEA, 2-метил-β-PEA и затем 2-гидрокси-β-PEA.
Также было исследовано влияние β-углеродного замещения на боковую цепь фенилэтиламина (таблица 3). β-метильный заместитель хорошо переносился по сравнению с β-PEA. Фактически, S-(–)-β-метил-β-PEA был таким же эффективным, как β-PEA, в отношении человеческого TAAR1. Однако замена β-гидроксила не переносилась по сравнению с β-PEA. В обоих случаях β-замещения была продемонстрирована энантиомерная селективность.
В отличие от замены метила на β-углероде, замена α-метила снижала эффективность примерно в 10 раз для d-амфетамина и в 16 раз для l-амфетамина по сравнению с β-PEA (таблица 4). Замена N-метила переносилась довольно хорошо; однако замена N,N-диметила не переносилась.
Функциональные исследования in vitro показали агонистическую активность солриамфетола в отношении рецепторов TAAR1 человека, мыши и крысы. Значения EC50 hTAAR1 (10–16 мкМ) находились в пределах клинически наблюдаемого терапевтического диапазона концентраций солриамфетола в плазме и перекрывались с наблюдаемыми ингибирующими потенциями солриамфетола DAT/NET in vitro. Агонистическая активность TAAR1 была уникальной для солриамфетола; Ни модафинил WPA, ни ингибитор DAT/NET бупропион не обладали агонистической активностью TAAR1.
С другой стороны, подходы HTS [100] с последующей оптимизацией структуры-активности позволили открыть антагонист hTAAR1 RTI-7470-44, наделенный предпочтением к виду по сравнению с mTAAR1 (рисунок 11A) [99]. RTI-7470-44 продемонстрировал хорошую проницаемость гематоэнцефалического барьера, умеренную метаболическую стабильность и благоприятный предварительный профиль нецелевого действия. Кроме того, RTI-7470-44 увеличил частоту спонтанной активации дофаминергических нейронов вентральной области покрышки (VTA) у мышей и заблокировал эффекты известного агониста TAAR1 RO5166017. [...] Рисунок 11. (A) Химические структуры доступных агонистов hTAAR1: EPPTB [98], RTI-7470-44 [99] и 4c [33], [...] RTI-7470-44: hTAAR1 IC50 = 0,0084 мкМ, mTAAR1 IC50 = 1,190 мкМ.
VMAT2 является везикулярным транспортером ЦНС не только для биогенных аминов DA, NE, EPI, 5-HT и HIS, но, вероятно, также для следовых аминов TYR, PEA и тиронамина (THYR) ... [Следовые аминергические] нейроны в ЦНС млекопитающих можно было бы идентифицировать как нейроны, экспрессирующие VMAT2 для хранения и биосинтетического фермента декарбоксилазы ароматических аминокислот (AADC). ... Высвобождение AMPH DA из синапсов требует как действия на VMAT2 для высвобождения DA в цитоплазму, так и согласованного высвобождения DA из цитоплазмы посредством «обратного транспорта» через DAT.
Несмотря на трудности в определении pH синаптических пузырьков, протонный градиент через мембрану пузырька имеет фундаментальное значение для его функции. Воздействие протонофоров на изолированные катехоламиновые пузырьки разрушает градиент pH и быстро перераспределяет медиатор изнутри наружу пузырька. ... Амфетамин и его производные, такие как метамфетамин, являются слабыми основными соединениями, которые являются единственным широко используемым классом препаратов, которые, как известно, вызывают высвобождение медиатора неэкзоцитарным механизмом. Амфетамины, являясь субстратами как для DAT, так и для VMAT, могут попадать в цитозоль, а затем изолироваться в везикулах, где они разрушают везикулярный градиент pH.
ингибирование срабатывания из-за повышенного высвобождения дофамина; (b) снижение ингибирующих реакций, опосредованных рецепторами D2 и GABAB (возбуждающие эффекты из-за растормаживания); и (c) прямая активация рецептором TA1 каналов GIRK, которые вызывают гиперполяризацию клеточной мембраны.
AMPH также увеличивает внутриклеточный кальций (Gnegy et al., 2004), что связано с активацией кальмодулина/CamKII (Wei et al., 2007) и модуляцией и трафиком DAT (Fog et al., 2006; Sakrikar et al., 2012). ... Например, AMPH увеличивает внеклеточный глутамат в различных областях мозга, включая полосатое тело, VTA и NAc (Del Arco et al., 1999; Kim et al., 1981; Mora and Porras, 1993; Xue et al., 1996), но не было установлено, можно ли объяснить это изменение повышенным синаптическим высвобождением или сниженным клиренсом глутамата. ... Чувствительный к DHK захват EAAT2 не был изменен AMPH (рисунок 1A). Оставшийся транспорт глутамата в этих культурах среднего мозга, вероятно, опосредован EAAT3, и этот компонент был значительно снижен AMPH
AMPH и METH также стимулируют отток DA, который считается важнейшим элементом их аддиктивных свойств [80], хотя механизмы, по-видимому, не идентичны для каждого препарата [81]. Эти процессы зависят от PKCβ и CaMK [72, 82], и у мышей с нокаутом PKCβ наблюдается снижение оттока, вызванного AMPH, что коррелирует с уменьшением локомоции, вызванной AMPH [72].
Нарушение регуляции уровней TA было связано с несколькими заболеваниями, что выделяет соответствующих членов семейства TAAR как потенциальные цели для разработки лекарств. В этой статье мы фокусируемся на значимости TA и их рецепторов для расстройств, связанных с нервной системой, а именно шизофрении и депрессии; однако TA также были связаны с другими заболеваниями, такими как мигрень, синдром дефицита внимания и гиперактивности, злоупотребление психоактивными веществами и расстройства пищевого поведения [7,8,36]. Клинические исследования сообщают о повышенных уровнях β-PEA в плазме у пациентов, страдающих острой шизофренией [37] и повышенном выделении β-PEA с мочой у параноидальных шизофреников [38], что подтверждает роль ТА в шизофрении. В результате этих исследований β-PEA был назван «эндогенным амфетамином» организма [39]
Хотя функциональная роль следовых аминов у млекопитающих остается во многом загадочной, было отмечено, что уровни следовых аминов могут быть изменены при различных расстройствах человека, включая шизофрению, болезнь Паркинсона, синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), синдром Туретта и фенилкетонурию (Boulton, 1980; Sandler et al., 1980). Обычно считалось, что следовые амины влияют на моноаминовую систему косвенно, через взаимодействие с переносчиками плазматической мембраны [такими как переносчик дофамина плазматической мембраны (DAT)] и везикулярным хранилищем (Premont et al., 2001; Branchek and Blackburn, 2003; Berry, 2004; Sotnikova et al., 2004). ...
Более того, мыши с дефицитом DAT представляют собой модель для исследования ингибирующего действия амфетаминов на гиперактивность, особенность амфетаминов, которая, как полагают, важна для их терапевтического действия при СДВГ (Gainetdinov et al., 1999; Gainetdinov and Caron, 2003). Следует также отметить, что наиболее изученный агонист TAAR1, β-PEA, разделяет способность амфетамина вызывать ингибирование дофамин-зависимой гиперактивности мышей DAT-KO (Gainetdinov et al., 1999; Sotnikova et al., 2004).
Кроме того, если TAAR1 может быть доказан как медиатор некоторых действий амфетамина in vivo, разработка новых селективных агонистов и антагонистов TAAR1 может обеспечить новый подход к лечению состояний, связанных с амфетамином, таких как зависимость и/или расстройства, при которых амфетамин используется терапевтически. В частности, поскольку амфетамин остается наиболее эффективным фармакологическим средством при СДВГ в течение многих лет, следует изучить потенциальную роль TAAR1 в механизме «парадоксальной» эффективности амфетамина при этом расстройстве.
изменения следовых аминов, в частности ПЭ, были определены как возможный фактор возникновения синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) [5, 27, 43, 78]. Было показано, что ПЭ вызывает гиперактивность и агрессию, два основных клинических признака СДВГ, у экспериментальных животных [100]. Гиперактивность также является симптомом фенилкетонурии, которая, как обсуждалось выше, связана с заметно повышенным оборотом ПЭ [44]. Кроме того, амфетамины, которые имеют клиническое применение при СДВГ, являются хорошими лигандами для рецепторов следовых аминов [2]. Возможное значение в этом аспекте имеет модафанил, который показал благоприятные эффекты у пациентов с СДВГ [101] и, как сообщается, усиливает активность ПЭ в TAAR1 [102]. Напротив, метилфенидат, который также клинически полезен при СДВГ, показал низкую эффективность в рецепторе TAAR1 [2]. В этом отношении стоит отметить, что улучшение функционирования в TAAR1, наблюдаемое при модафаниле, не было результатом прямого взаимодействия с TAAR1 [102].
Недавно были получены более прямые доказательства роли следовых аминов в СДВГ. Сообщалось, что уровни ПЭ в моче снижаются у пациентов с СДВГ по сравнению как с контрольной группой, так и с пациентами с аутизмом [103-105]. Недавно также были получены доказательства снижения уровней ПЭ в мозге пациентов с СДВГ [4]. Кроме того, сообщалось о снижении уровней метаболита ПЭ фенилуксусной кислоты и предшественников фенилаланина и тирозина в моче и плазме, а также о снижении тирамина в плазме [103]. После лечения метилфенидатом у пациентов, которые отреагировали положительно, наблюдалась нормализация мочевого ПЭ, в то время как у неотвечающих пациентов не наблюдалось никаких изменений по сравнению с исходными значениями [105].
В данной статье использован текст из Национальной медицинской библиотеки США , являющийся общественным достоянием .