{磷酸二酯酶(PDEs)具有水解細胞內第二信使環磷酸腺苷(cAMP)或環磷酸鳥苷(cGMP)的功能,降解細胞內cAMP或cGMP,從而終結這些第二信使所傳導的生化作用。cAMP和cGMP對於細胞活動起著重要的調節作用。而其濃度的調節主要由核苷酸環化酶的合成和磷酸二酯酶(PDEs)水解作用之間的平衡決定。PDEs在人體內分布廣泛,生理作用涉及多個研究領域。}
目前已有多個PDEs抑制劑上市,多用於治療心臟疾病、慢性阻塞性肺病、哮喘及勃起功能障礙,如甲腈吡酮、西洛他唑、氨力農、依諾昔酮(PDE3抑制劑),阿普斯特、羅氟司特、西洛司特(PDE4抑制劑),西地那非、伐地那非、他達那非(PDE5抑制劑)。近年來,PDEs作為新的治療靶點,在神經退行性疾病和精神疾病領域引起廣泛關注。
磷酸二酯酶2A(PDE2A)是11個PDEs(PDE1-PDE11)家族中的一員,由基因PDE2A編碼。該酶於1970年由Beavo等人在牛腎上腺和心臟組織中分離所得,主要分布在腦、心臟、神經元中,此外,在血小板、肺、巨噬細胞、內皮細胞、腎上腺、肝、胎盤、骨骼肌和胰腺中也有分布。然而,免疫組織化學和免疫印跡研究顯示,PDE2A在腦中最為富集,多個人體組織間PDE2A mRNA表達水平的比較也證實了這一點。PDE2A是cGMP刺激的磷酸二酯酶.對cAMP和cGMP水解的Vmax是相似的,但對cGMP的表觀Km稍低些,當與cGMP結合後,酶經歷構象變化後對cAMP的Km降低了10倍,它能調節cAMP和cGMP通路之間相反的交互作用。在大腦的神經元細胞中,如果PDE2A的活性受到抑制,則能選擇性地增加神經元和海馬區的cGMP濃度水平,從而增強神經元的塑性,能夠改善記憶功能。
EHNA(erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl)adenine)是最早報導的選擇性PDE2A抑制劑,對PDE2A的抑制比其他PDE同工酶高50倍以上。但EHNA同時也是腺苷脫氨酶強抑制劑,所以在治療應用上受到限制,目前生物活性實驗中經常用它作為參照標準來研究PDE2A抑制劑的活性。2002年,拜耳研發的口服PDE2A抑制劑BAY-60-7550,用於痴呆的潛在治療是該靶點的一大突破。該化合物可增強小鼠識別物體的記憶生成及鞏固、逆轉壓力誘導的認知損害、改善壓力誘導的海馬CA1區重塑、修復慢性壓力下行為改變、調節抗細胞凋亡因子並影響聽覺信息處理。但2003年拜耳宣布將停止此分子的研發。除此之外,2011年輝瑞對PF-05180999進行了評價其安全性、耐受性及藥代動力學學的臨床I期試驗,目標在於將此化合物用於精神分裂症及偏頭痛治療。但基於安全性考慮,輝瑞似乎已經放棄了該化合物的研究,至今再也沒有其進展報告。目前還在臨床I期階段的藥物有SF1126和TAK-915,還沒有此靶點的抑制劑上市。
磷酸二酯酶10A(PDE10A)幾乎只表達於紋狀體,其抑制劑可增加該部位cAMP 和cGMP水平。PDE10A與亨廷頓舞蹈症和帕金森症候群的發病有關,該發現為神經/精神疾病的治療提供了新的方向。自2009年以來,PDE10A抑制劑的研發呈現蓬勃發展狀態,2003~2008年僅有一個在研PDE10A抑制劑,目前有27個在研。雖然該靶點的抑制劑還未有藥物上市或處於臨床III期階段,但臨床II期有3個,臨床I期有2個。PDE2A和PDE10A在研臨床藥物的詳細信息如表所示。
值得注意的是,PDE2A和PDE10A在腦部的表達是互補的,當PDE2A在海馬及皮質高表達時,PDE10A在紋狀體也表達也較高,這為PDE2A和PDE10A雙重抑制劑的設計提供了基礎。
表1 PDE2A和PDE10A在研臨床藥物
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