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看论文整得我有点尴尬,论文背景狂聊世界人口猛增2037年将达90亿,避孕多么重要balabala,我寻思这和咱们面临的问题不一样我也不能违背大方向啊。
不过另一组数据还是很令人震惊的,全世界范围内怀孕有近一半是意外怀孕,每年有超过7000万例流产,这给孕妇带来的身心伤害和经济上的损失原本都是可以避免的。
但是目前为止,避孕的责任和风险大多由女性承担,男性目前还没有可用的避孕药物。
今日,《科学》杂志发表了一项来自贝勒医学院科学团队的新研究,科学家们使用DNA编码文库(DEL)技术,从数十亿个小分子中筛选出了针对丝氨酸/苏氨酸激酶33(STK33)的有效抑制剂CDD-2807,它的IC50达到纳摩尔级别、代谢性质稳定,可有效诱导雄性小鼠中可逆的避孕效果,且未表现出任何的不良反应。
论文题图
男用避孕药是一个科学界研究已久的课题,目前已有几种以激素为主要成分的药物进入临床试验。但激素类避孕药也存在性欲改变、肝毒性、抑郁和自杀等不良反应的风险。
比起激素,研究者们更关注的是精准的靶向药物。
在已经有研究的800余个睾丸相关基因中,有250个与男性生育表型有关,这些都有潜力成为男用避孕药的有效靶点。这完全是一片未开发的蓝海,拿激酶来说,人类基因组中有538个激酶,但仅有15%有经FDA批准的上市药物或候选药物。
本研究探索的STK33,是一种雄性生殖细胞分化所需的重要激酶,敲除STK33的雄性小鼠会激发畸形精子症和不育;曾有研究发现了一个STK33移码突变家族,该家族男性因此不育。
与此同时,携带STK33突变的雄性小鼠和男性其他表型都很正常,因此STK33是男用避孕药的理想靶点。
通过DNA编码文库,研究者们进行了高通量筛选,获得了目标分子并进行优化。产物之一的CDD-2807,IC50达到9.2nM,与此同时对STK33特异性很高,代谢特性也相当稳定。
DNA编码文库筛选和优化结果
研究者还分析了小分子与STK33蛋白结合位置的晶体结构,这为后续的进一步优化提供了理论基础。
CDD-2807与STK33结合处的结构
研究者在小鼠中测试了CDD-2807的避孕效果。由于CDD-2807口服利用率不高,研究者采取了腹腔注射的给药方法。实验中第一组小鼠以15mg/kg的药量每天给药两次、持续21天;第二组小鼠以50mg/kg的药量每天给药一次、持续21天。
低剂量组在第二个月就完全避孕成功;高剂量组效果更好,用药的第一个月,7对雌雄小鼠中仅有一对产仔,第二个月则完全避孕成功。
CDD-2807避孕效果很好
在显微镜下可以看到,CDD-2807用药后,精子中94.7%出现了发育不良的问题,这一比例在对照组小鼠中仅有10.9%。
CDD-2807安全性很好,所有用药小鼠都未表现出体重变化或其他症状,小鼠睾丸大小未变。在停药21天后,低剂量小鼠就已经恢复了生育能力。
研究者提出,在初期用药使睾丸中药物浓度达到24ng/mg后,就可以减少用药频率,维持这个浓度就可以保持避孕效果。
以上实验结果还比较基础,给药方式实在说不上简单方便,长期用药的安全性也有待探索。解决这些问题还有很长的路要走。
参考资料:
[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl2688
[2]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp6432
本文作者丨代丝雨