G 蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）是人體內(nèi)最大的膜蛋白家族之一，廣泛分布于細(xì)胞表面，承擔(dān)著感知外界信號并啟動細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)的重要功能。它們通過與配體結(jié)合，激活下游的 G 蛋白或 β-arrestin 通路，調(diào)控包括鈣離子釋放、基因表達、細(xì)胞遷移等在內(nèi)的多種生理過程。由于 GPCR 參與調(diào)控眾多生命活動，其功能異常常與多種疾病相關(guān)，包括腫瘤、代謝性疾病、神經(jīng)退行性疾病以及自身免疫性疾病。因此，GPCR 一直是藥物研發(fā)領(lǐng)域的重要靶點，目前市場上約 35% 的上市藥物作用于 GPCR 靶點。

自身免疫性疾病影響著全球約 3–5% 的人口，包括類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、炎癥性腸病、多發(fā)性硬化癥等。這類疾病的核心機制是免疫系統(tǒng)“誤攻擊”自身組織，導(dǎo)致慢性炎癥和組織損傷。

傳統(tǒng)治療方法多為廣譜免疫抑制劑，雖有一定療效，但常伴隨感染風(fēng)險增加、肝腎功能損傷等副作用。近年來，針對特定免疫細(xì)胞或細(xì)胞因子的生物制劑雖取得進展，但仍存在注射給藥不便、價格高昂等問題。

因此，研發(fā)口服高效、靶點明確的小分子 GPCR 拮抗劑，成為自身免疫疾病治療領(lǐng)域的新趨勢。其中，靶向趨化因子受體 CCR6 的藥物開發(fā)尤為引人注目，因其在調(diào)節(jié) T 細(xì)胞、B 細(xì)胞等免疫細(xì)胞向炎癥部位遷移中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在 GPCR 小分子藥物研發(fā)的早期階段，如何快速、準(zhǔn)確、高通量地評估化合物活性，是決定項目成敗的關(guān)鍵。Molecular Devices 的 FLIPR 系統(tǒng)，正是為此而生的高效篩選平臺。

FLIPR 通過實時監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化（即鈣流檢測），可直觀反映 GPCR 被激活或抑制的情況。該系統(tǒng)具有以下核心優(yōu)勢：

因此，F(xiàn)LIPR 已成為 GPCR 藥物篩選、信號通路研究和靶點驗證中不可或缺的工具。

在近期發(fā)表于 Journal of Medicinal Chemistry（2024, 67, 8077–8098）的研究中，科學(xué)家利用 FLIPR 系統(tǒng)成功篩選并優(yōu)化出新型 CCR6 小分子拮抗劑 IDOR-1117-2520，該化合物目前已進入臨床 Ⅰ 期試驗，用于治療自身免疫性疾病。

研究人員利用 FLIPR 鈣流檢測技術(shù)，在高表達人 CCR6 的 HEK-293 細(xì)胞模型中，以 CCL20 為激動劑，對化合物庫進行高通量篩選。初篩獲得的先導(dǎo)化合物 1，雖活性較弱（IC?? = 9.29 μM），但其新穎的氮雜環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)為后續(xù)優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

通過 FLIPR 系統(tǒng)，團隊系統(tǒng)評估了不同取代基對活性的影響，并觀察到“神奇甲基效應(yīng)”——在氮雜環(huán)丁烷3位引入甲基（化合物 2）后，活性提升約 50 倍（IC?? = 178 nM）。這一發(fā)現(xiàn)為后續(xù)的骨架優(yōu)化提供了關(guān)鍵方向。

除了重組細(xì)胞系，研究還建立了更貼近生理環(huán)境的全血受體內(nèi)化檢測，以評估化合物在真實血液環(huán)境中的效力。FLIPR 在此過程中提供了可靠的初篩數(shù)據(jù)，幫助快速鎖定潛力分子，如化合物 19 在 FLIPR 中 IC?? = 70 nM，在全血檢測中 IC?? = 12 nM，表現(xiàn)出優(yōu)良的體外-體內(nèi)相關(guān)性。

FLIPR 系統(tǒng)也被用于早期風(fēng)險評估，例如通過 QPatch 技術(shù)檢測化合物對 hERG 鉀通道的抑制（心臟毒性指標(biāo)）。在優(yōu)化過程中，團隊通過結(jié)構(gòu)修飾顯著降低 hERG 抑制，提升化合物安全性。

通過 FLIPR 系統(tǒng)的高效篩選與驗證，研究人員最終獲得臨床候選化合物 IDOR-1117-2520（化合物 45），該化合物具備以下優(yōu)異特性：

在 OVA 誘導(dǎo)的小鼠肺部炎癥模型中，該化合物顯著抑制 CCR6+ B 細(xì)胞向肺泡遷移，驗證了其在自身免疫疾病治療中的潛力。

從靶點驗證、先導(dǎo)化合物篩選，到結(jié)構(gòu)優(yōu)化與安全性評估，F(xiàn)LIPR 貫穿了 CCR6 拮抗劑研發(fā)的全鏈條，顯著提升了研發(fā)效率與成功率。未來，隨著更多 GPCR 靶點被揭示，F(xiàn)LIPR 系統(tǒng)將繼續(xù)在自身免疫疾病、腫瘤免疫、代謝性疾病等領(lǐng)域，助力科學(xué)家發(fā)現(xiàn)更多高效、安全、可口服的小分子藥物，推動精準(zhǔn)醫(yī)療時代的到來。

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