“金钥匙”开启骨质疏松症治疗“大门”

来源：中国科学报

4月12日，中科院上海药物研究所徐华强团队和王明伟团队、浙江大学基础医学院张岩团队以及美国匹兹堡大学医学院Jean-Pierre Vilardaga团队等在《科学》上发表文章称，他们应用冷冻电镜技术精准解析了1型人源甲状旁腺激素受体（PTH1R）与Gs蛋白复合物的三维结构，揭示了其长效激活状态下的分子动力学机制。该研究为创制治疗骨质疏松症、甲状旁腺功能减退症和恶病质等疾病的新药奠定了坚实基础。骨质疏松症已成为中国中老年人群的重要健康问题。调查显示，中国50岁以上人群骨质疏松症患病率为19.2%，65岁以上女性的骨质疏松症患病率高达51.6%。虽然可以通过补钙和维生素D等来预防骨质疏松症，但对于严重骨质疏松症患者，药物治疗必不可少。PTH1R是公认的骨质疏松症治疗靶点，虽然目前已有相关药物应用于临床，但非常昂贵，而且只能注射不能口服。甲状旁腺激素（ PTH）是一种典型的内分泌激素，是调节血钙水平的关键因子，对维持机体离子稳态和骨骼健全至关重要。PTH与在骨细胞和肾脏细胞中高表达的B类G蛋白偶联受体家族成员PTH1R特异性结合后，能激活下游信号通路。“PTH1R就好比是一把锁，PTH就像一把钥匙，能打开治疗骨质疏松症的大门，进而调节体内的钙磷代谢，促进成骨细胞生长，抵抗破骨细胞作用，达到治疗目的。 ”中科院上海药物所研究员王明伟说。研究发现，“金钥匙”PTH既能快速“开锁”，激活受体，又可迅速“拔出”，离开受体，恰到好处地完成任务。一把钥匙开一把锁，再拔出……这些过程是动态的，如何捕捉这些瞬间呢？据悉，科研人员借助了长效激动剂，延长了“钥匙”在“锁芯”上的停留时间；让拍摄对象处在温度为零下180摄氏度的一个溶液状态的巨大膜环境中，利用冷冻电镜技术助力精准“开锁”；又通过精巧细致的三维分类技术捕捉到了高分辨率的三维空间结构，揭示了“钥匙开拔”的动态过程。