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GPCR 家族簡介
GPCR是真核細胞最龐大、最重要的一類跨膜信號受體家族,幾乎參與了所有生理過程,也迄今為止最成功的藥物靶點之一。
其重要性的體現(xiàn)是藥企的用腳投票,目前市面上有500多種藥物靶向GPCRs家族的120多個靶點,占所有上市藥物的近三分之一!
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結構上,其核心由七個跨膜α-螺旋組成,這些螺旋在細胞膜內(nèi)外連著胞外N端、胞內(nèi)C端及三個胞外環(huán)和三個胞內(nèi)環(huán)。
胞外區(qū)和跨膜螺旋內(nèi)部是配體的結合位點。配體可以是激素、神經(jīng)遞質、趨化因子、嗅覺分子、光子,甚至是脂質和肽類等。
胞內(nèi)區(qū),特別是第三個胞內(nèi)環(huán)(ICL3)和胞內(nèi)C端尾部,是G蛋白或β-arrestin等信號蛋白的結合位點。
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GPCR信號轉導有一個特殊之處就是偏向性信號。
不同配體或同一配體不同細胞背景下結合到同一個GPCR上,可誘導受體形成不同構象,從而優(yōu)先激活某些下游通路而較少激活其他通路,或者反之。這個特點對設計有優(yōu)效果和更少副作用藥物至關重要。
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機會和機遇
GPCR廣泛參與生理病理過程,參與從視覺、嗅覺、味覺、神經(jīng)遞質、激素調(diào)節(jié)、免疫反應到細胞增殖和分化的幾乎所有生理病理過程。
這意味著針對 GPCRs 的藥物可以應用于多種疾病,包括心血管疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、代謝性疾病、炎癥、癌癥、疼痛等。
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(原圖 Excel 歡迎到星球下載)
在這個領域立項的成功與否,取決于對未滿足醫(yī)療需求的深刻理解、前沿技術的有效運用及風險與回報的精準評估!胖貓看下來機會可能有三:
首先,是新靶點的 FIC機會
還存在大量未被靶向的GPCR 靶點,這意味著會有全新的疾病機制和治療途徑,可能帶來顛覆性的首創(chuàng)藥物。
通過整合基因組學、蛋白質組學、表達譜、疾病關聯(lián)(如Open Targets)和結構信息,降低了新受體功能鑒定的門檻,基于數(shù)據(jù)優(yōu)先選擇那些具有最高疾病關聯(lián)度和成藥潛力的靶點。
如果擁有GPCR高通量篩選、結構解析(特別是Cryo-EM)能力或者數(shù)據(jù)的平臺,會在這方面有很大價值!
第二,是對偏向性信號的精細化調(diào)控
如上文所述,偏向性藥物能夠選擇性激活 G 蛋白或 β-arrestin 信號通路,在提療效的同時,顯著降低甚至消除與非偏向性通路激活相關的副作用。
在阿片受體領域,能實現(xiàn)鎮(zhèn)痛而不引起呼吸抑制和成癮的偏向性藥物具有巨大臨床和商業(yè)價值。
在GLP-1R或S1P受體等競爭激烈的成熟靶點領域,開發(fā)具有明確偏向性優(yōu)勢的藥物,也是實現(xiàn)差異化競爭的有效途徑。
但搞這個創(chuàng)新對技術的要求比較難。準確、定量地表征偏向性需要多維度的功能性檢測,包括 G 蛋白偶聯(lián)、β-arrestin 招募、ERK1/2 磷酸化等,且需要考慮不同細胞背景的差異。
另外,在基礎研究方面許多 GPCR 的偏向性信號機制尚未完全闡明,在臨床實驗的設計(如更少副作用或更好療效)也具有很大挑戰(zhàn)。
擁有先進偏向性篩選平臺和藥理學專業(yè)知識的團隊,握著偏向性信號通路檢測技術或相關專利的團隊,那就值錢嘍。
第三,是人工智能的顛覆性機會
AI能處理海量的生物數(shù)據(jù)(基因組、蛋白質組、結構數(shù)據(jù)、功能篩選數(shù)據(jù)),快速識別潛在靶點、優(yōu)化先導化合物、預測藥物特性,極大地縮短藥物發(fā)現(xiàn)周期。
這機會幾乎是對GPCR量身定做的。
在處理GPCR復雜膜蛋白結構動態(tài)性、構象識別及預測抗體結合表位方面具有獨特優(yōu)勢。通過 AI 預測抗體的免疫原性、溶解度、穩(wěn)定性等,在早期階段就進行優(yōu)化,降低后期開發(fā)失敗的風險和成本。
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結語
GPCR靶向藥物在所有已上市藥物中占三分之一,這意味著他們支撐著全球每年數(shù)千億美元的藥品銷售額,毛估估GPCR藥物的年銷售額也得是五六千億美元左右。
在應用端他們覆蓋的領域也多,基本覆蓋了所有出大藥的領域,如心血管疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、代謝性疾病、炎癥和自免疾病、呼吸系統(tǒng)疾病、腫瘤等等。
所以說未來其市場還是持續(xù)增長,胖貓是非常看好這個領域的。但是總體來看,搞一個靶點管線的難度就大了。實打實的積累 GPCR 研究相關數(shù)據(jù),無論是基礎結構研究、藥物設計還是 AI 能力,建立類似的平臺或者專利會非常值錢!
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