甲基苯丙胺（METH，俗稱“冰毒”）是一種強(qiáng)效中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮劑，屬于《麻醉藥品及精神藥品品種目錄》中嚴(yán)格管制的第一類精神藥品。其毒性的核心機(jī)制是導(dǎo)致突觸間隙多巴胺顯著積累，通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生過量的活性氧，從而導(dǎo)致線粒體功能障礙，表現(xiàn)為其結(jié)構(gòu)和功能的全面異常。
通常被認(rèn)定為細(xì)胞內(nèi)的能量分子ATP，也具有細(xì)胞外功能，當(dāng)其以ATP或其代謝產(chǎn)物腺苷（ADO）的形式存在時(shí)，可作為神經(jīng)遞質(zhì)，影響精神狀況和藥物成癮。線粒體ATP合酶的核心組成部分F1亞基α（ATP5A1）是ATP合成機(jī)制的一個(gè)組成部分，在多種成癮模型中表達(dá)均顯著降低，這使其成為一個(gè)潛在的成癮生物標(biāo)志物，是一個(gè)值得探究的METH成癮治療靶點(diǎn)。
大麻中的主要活性化合物大麻二酚（CBD）在多種精神疾病中具有潛在功效，最近還有研究表明，CBD對(duì)于METH成癮也具有潛在的治療作用，能夠降低METH的病理性表現(xiàn)（如尋求行為）和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。此外，CBD還能夠有效恢復(fù)線粒體功能并減少氧化應(yīng)激和炎癥，證明其在治療代謝和神經(jīng)炎癥性疾病方面具有巨大潛力。然而CBD通過線粒體功能相關(guān)通路治療METH使用障礙和病理影響的潛在機(jī)制尚未完全闡明。
圖1 圖形摘要
2025年8月20日，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所化學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室王曉輝研究團(tuán)隊(duì)在《Acta Pharmaceutica Sinica B》（IF=14.6）發(fā)表了題為“Cannabidiol alleviates methamphetamine addiction via targeting ATP5A1 and modulating the ATP–ADO–A1R signaling pathway”的研究文章。研究利用光親和ABPP技術(shù)篩選鑒定CBD的直接靶點(diǎn)正是ATP5A1，二者結(jié)合而抵消METH誘導(dǎo)的ATP5A1泛素化，并增強(qiáng)ATP合酶的組裝，進(jìn)而預(yù)防METH誘導(dǎo)的線粒體損傷。CBD通過增強(qiáng)ATP合成，促進(jìn)ATP釋放到細(xì)胞外并代謝為腺苷，激活A(yù)1受體信號(hào)通路，從而抑制METH誘導(dǎo)的神經(jīng)元興奮和成癮行為。
圖2 技術(shù)路線及關(guān)鍵結(jié)果
總結(jié)與討論
本研究在以往的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究闡明了活性化合物大麻二酚對(duì)于冰毒成癮的治療作用和分子機(jī)制。利用光親和ABPP技術(shù)“釣出”了其關(guān)鍵靶點(diǎn)是線粒體ATP合酶的一個(gè)亞基ATP5A1，從而對(duì)抗冰毒誘導(dǎo)的線粒體障礙，并通過下游信號(hào)通路抑制冰毒誘導(dǎo)的神經(jīng)元過度活化和成癮行為。鑒于線粒體功能障礙是多種神經(jīng)精神疾病（如阿爾茲海默癥、帕金森綜合征等）的共同病理特征，證明大麻二酚可能具有更為廣泛的治療前景。
本研究采用的光親和ABPP是在炔基標(biāo)記的點(diǎn)擊化學(xué)探針基礎(chǔ)上引入一個(gè)光親和基團(tuán)（如二苯甲酮、雙吖丙啶等）進(jìn)行靶點(diǎn)蛋白篩選的技術(shù)。將光親和探針與靶細(xì)胞共孵育后，會(huì)產(chǎn)生高活性自由基中間體，在特定波長的紫外光照射下與靶點(diǎn)蛋白共價(jià)結(jié)合，再通過點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)將結(jié)合上靶點(diǎn)蛋白的小分子探針共價(jià)連接到帶有疊氮的磁珠上，可以加強(qiáng)靶點(diǎn)蛋白的抓取能力。進(jìn)一步，再通過磁珠離心獲取小分子靶向結(jié)合的靶點(diǎn)蛋白并進(jìn)行質(zhì)譜檢測。
該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于其靈敏度高，低豐度蛋白檢出友好，還能夠捕獲瞬時(shí)結(jié)合與弱結(jié)合蛋白；能夠在活細(xì)胞水平上進(jìn)行靶點(diǎn)篩選，保留生理狀態(tài)下的分子與蛋白相互作用。光交聯(lián)ABPP突破了傳統(tǒng)篩靶方法的局限性，為揭示藥物與靶點(diǎn)之間瞬時(shí)性、非共價(jià)的相互作用提供了強(qiáng)大而精準(zhǔn)的篩選工具，是現(xiàn)代創(chuàng)新藥物研發(fā)和物質(zhì)基礎(chǔ)研究中不可或缺的技術(shù)之一。
達(dá)吉特已經(jīng)合成了數(shù)百種炔基和光交聯(lián)基團(tuán)標(biāo)記的小分子，可以支持研究人員在各類細(xì)胞中利用ABPP和isoTOP-ABPP技術(shù)快速釣取疾病相關(guān)特異性功能靶點(diǎn)。
相關(guān)文獻(xiàn)
Sha Jin, Cong Lin, Peipei Li, et al.Cannabidiol alleviates methamphetamine addiction via targeting ATP5A1 and modulating the ATP–ADO–A1R signaling pathway. Acta Pharm. Sin. B. 2025; ISSN 2211-3835. doi:10.1016/j.apsb.2025.08.011.