上世纪三十年代,人们开始利用磺胺类药物治疗细菌感染,这为当时的医疗界带来了一场革命。现在,EPFL大学的科学家揭示了磺胺类抗生素产生副作用的分子机制,将帮助医生们采取措施将副作用减到最低。
自1932年科学家发现Prontosil以来,磺胺类抗生素已被广泛用于对抗多种细菌感染,从痤疮、衣原体感染到肺炎。不过这类药物也有副作用,会引起严重的神经问题,例如恶心、头疼、头晕、出现幻觉甚至精神错乱等。EPFL大学的研究人员在本期的Science杂志上,首次向人们展示了,磺胺干扰患者神经系统的确切机制。
目前,人们已经对磺胺的作用机制有所了解,但仍然不清楚这种药物产生副作用的确切机制。 结果导致,研究者们很难对磺胺类药物作出调整,更好的患者提供治疗。所幸的是,EPFL大学Kai Johnsson领导的研究团队解决了这个问题。
此前研究显示,阻断一个特定酶(sepiapterin reductase)的活性,会影响一个重要分子——四氢生物喋呤BH4(tetrahydrobiopterin)在细胞内的水平。BH4对于serotonin和多巴胺等神经递质的生物合成非常关键,而且BH4缺乏会引起与磺胺副作用类似的神经学问题。
EPFL大学的科学家们首次证实,磺胺实际上能够与合成BH4的酶结合。研究人员利用高通量的药物筛选系统,发现有十种磺胺类药物会强烈抑制这种BH4合成酶。随后,研究人员解析了这种酶的分子结构,并且明确了磺胺与之结合的分子机制。
研究显示,在体外培养的人类细胞中增加磺胺药物的用量会减少BH4的浓度,说明磺胺的确作用于合成BH4的生化通路。而且除了BH4,磺胺类药物还减少了多巴胺的实际产量。研究人员给体外培养的人类神经细胞施以不同剂量的磺胺,发现天然多巴胺产量的减少与磺胺剂量成正比。此外,研究人员指出,不同的磺胺类药物对多巴胺生产的影响并不相同。
这项研究首次展示,磺胺类药物会干涉神经递质的生物合成,从而产生神经学副作用。同时,研究结果也揭示了药物活性与分子结构的关联,有望帮助人们改善磺胺类药物的临床应用。
“这项研究揭示了药物产生副作用的分子机制,在此基础上人们可以开发相应策略,来减少药物的副作用,”Kai Johnsson说。“磺胺类药物无疑是历史上最重要的药物之一,而新发现使我们能够更好的理解它们。”
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