Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
К-опиоидный рецептор или каппа-опиоидный рецептор, сокращенный KOR или KOP для его лиганда кетазоцина, является рецептором, связанным с белком G, который у людей кодируется геном OPRK1. KOR соединен с G- белком Gi/G0 и является одним из четырех связанных рецепторов, которые связывают опиоиды с подобными соединениями в мозге и отвечают за опосредованное действие этих соединений. Эти эффекты включают изменение ноцицепции, сознания, двигательного контроля и настроения. Дисрегуляция этой системы рецепторов связана с алкогольной и наркотической зависимостью. KOR - это тип опиоидного рецептора, который связывает опиоидный пептид динорфин в качестве основного эндогенного лиганда (субстрата, естественно встречающегося в организме). Помимо динорфина, к рецептору связываются различные природные алкалоиды, терпени и синтетические лиганды. KOR может обеспечить естественный механизм контроля над зависимостью, и поэтому препараты, которые нацелены на этот рецептор, могут иметь терапевтический потенциал в лечении зависимости. Существуют доказательства того, что распределение и / или функция этого рецептора могут отличаться между полами.
Protein coding gene in the species Homo sapiens, named for ketazocine
The κ opioid receptor or kappa opioid receptor, abbreviated KOR or KOP for its ligand ketazocine, is a G protein coupled receptor that in humans is encoded by the OPRK1 gene. The KOR is coupled to the G protein Gi/G0 and is one of four related receptors that bind opioid like compounds in the brain and are responsible for mediating the effects of these compounds. These effects include altering nociception, consciousness, motor control, and mood. Dysregulation of this receptor system has been implicated in alcohol and drug addiction. The KOR is a type of opioid receptor that binds the opioid peptide dynorphin as the primary endogenous ligand (substrate naturally occurring in the body). In addition to dynorphin, a variety of natural alkaloids, terpenes and synthetic ligands bind to the receptor. The KOR may provide a natural addiction control mechanism, and therefore, drugs that target this receptor may have therapeutic potential in the treatment of addiction
There is evidence that distribution and/or function of this receptor may differ between sexes.
Распространение
КОР широко распространены в мозге, спинном мозге (substantia gelatinosa) и в периферических тканях. Высокие уровни рецептора были обнаружены в префронтальной коре, периакведуктовом сером, рафе-ядрах (спинной), вентральной тегментальной области, черной субстанции, спинной полости (путамен, хвостовой), вентральной полости (ядро accumbens, обонятельный туберкул), миндалине, стрии-терминалисте лежачего ядра, клауструме, гиппокампе, гипоталамусе, средней линии таламических ядра, локусе-коэруле, спинальном тригеминальном ядре, парабрахиальном ядре и соляриальном ядре.
KORs are widely distributed in the brain, spinal cord (substantia gelatinosa), and in peripheral tissues. High levels of the receptor have been detected in the prefrontal cortex, periaqueductal gray, raphe nuclei (dorsal), ventral tegmental area, substantia nigra, dorsal striatum (putamen, caudate), ventral striatum (nucleus accumbens, olfactory tubercle), amygdala, bed nucleus stria terminalis, claustrum, hippocampus, hypothalamus, midline thalamic nuclei, locus coeruleus, spinal trigeminal nucleus, parabrachial nucleus, and solitary nucleus.
Подтипы
На основе исследований связывания с рецепторами были охарактеризованы три варианта KOR, обозначенных κ1, κ2 и κ3. Однако был идентифицирован только один клон сДНК, поэтому эти подтипы рецепторов, вероятно, возникают в результате взаимодействия одного белка KOR с другими белками, связанными с мембраной.
Based on receptor binding studies, three variants of the KOR designated κ1, κ2, and κ3 have been characterized. However, only one cDNA clone has been identified, hence these receptor subtypes likely arise from interaction of one KOR protein with other membrane associated proteins.
Боль
Как и агонисты микроклимового опиоидного рецептора (МОР), агонисты KOR обладают мощным аналгетическим действием и применяются в клинических условиях для лечения боли. Однако агонисты KOR также вызывают побочные эффекты, такие как дисфория, галлюцинации и диссоциация, что ограничивает их клиническую полезность. Примеры агонистов KOR, которые использовались в медицине в качестве анальгетиков, включают буторфанол, нальбуфин, леворфанол, левалорфан, пентазоцин, феназоцин и эптазоцин. Дифеликефалин (CR845, FE 202845) и CR665 (FE 200665, JNJ 38488502) являются агонистами KOR с периферическим ограничением, не обладающими побочными эффектами центральной нервной системы, которые имеют центрально активные агонисты KOR, и в настоящее время находятся в стадии клинического исследования в качестве анальгетиков.
Similarly to μ opioid receptor (MOR) agonists, KOR agonists are potently analgesic, and have been employed clinically in the treatment of pain. However, KOR agonists also produce side effects such as dysphoria, hallucinations, and dissociation, which has limited their clinical usefulness. Examples of KOR agonists that have been used medically as analgesics include butorphanol, nalbuphine, levorphanol, levallorphan, pentazocine, phenazocine, and eptazocine. Difelikefalin (CR845, FE 202845) and CR665 (FE 200665, JNJ 38488502) are peripherally restricted KOR agonists lacking the CNS side effects of centrally active KOR agonists and are currently under clinical investigation as analgesics.
Сознание
Центрально активные агонисты KOR обладают галлюциногенными или диссоциативными эффектами, как это проявляется в сальвинорине А (активной составляющей Salvia divinorum). Эти эффекты обычно нежелательны при лекарственных препаратах. Считается, что галлюциногенные и дисфорические эффекты опиоидов, таких как буторфанол, нальбуфин и пентазоцин, служат для ограничения их потенциала злоупотребления. В случае с сальвинорином А, структурно новым агонистом неоклеродан-дитерпен-КОР, эти галлюциногенные эффекты ищут рекреационные пользователи, несмотря на дисфорию, испытываемую некоторыми пользователями. Другим агонистом KOR со сходными эффектами является ибогаин, который может применяться в лечении наркомании. Хотя эти агонисты KOR обладают галлюциногенными и диссоциативными эффектами, они механически и качественно отличаются от галлюциногенных психоделических агонистов 5HT2AR, таких как диэтиламид лизергиновой кислоты (LSD) или псилоцибин, и от антагонистов NMDAR-диссоциативных/анестетических кетамина и фенциклидина. Клауструм - это область мозга, в которой KOR наиболее плотно выражен. Было предложено, что эта область, основанная на ее структуре и связности, имеет "роль в координации множества различных функций мозга", и клауструм был прояснен как играющий решающую роль в сознании. На основе предыдущих знаний было предложено, что ингибирование клаустра (а также "дополнительно глубоких слоев коры, главным образом в префронтальных областях") путем активации KOR в этих областях в первую очередь отвечает за глубокое изменение сознания / диссоциативные галлюциногенные эффекты сальвинорина А и других агонистов KOR. Антагонисты KOR бупренорфин, такие как ALKS 5461 (комбинированная формула с самадорфаном) и атикапрант (LY 2456302, CERC 501) в настоящее время находятся в стадии клинической разработки для лечения основных депрессивных расстройств и расстройств, связанных с употреблением психоактивных веществ. JDTic и PF 4455242 также находились под следствием, но разработка была остановлена в обоих случаях из-за опасений по поводу токсичности. Таким образом, антагонисты KOR могут быть полезны для лечения депрессивных симптомов, связанных с отменой опиоидов. Налорфин и нальмефен являются двойными антагонистами MOR и агонистами KOR, которые использовались в клинических исследованиях в качестве противоядия при передозировке опиоидами, хотя конкретная роль и значение активации KOR в этом показании, если таковые имеются, не определены. Однако в любом случае агонисты KOR не влияют на дыхательный поток, и, следовательно, не обращают вспять депрессию дыхания, вызванную активацией MOR. Агонисты KOR подавляют зуд, а селективный агонист KOR нальфурафин используется в клинических условиях в качестве антиприурита (препаратов против зуд). Элуксадолин является агонистом KOR с периферическим ограничением, а также агонистом MOR и антагонистом DOR, который одобрен для лечения диареи с преобладанием синдрома раздраженного кишечника. Азимадолин и федотозин являются селективными агонистами KOR с аналогичным периферическим ограничением, которые также исследовались для лечения синдрома раздраженного кишечника и, как сообщается, продемонстрировали хотя бы некоторую эффективность для этого показания, но в конечном итоге никогда не были выпущены на рынок. Агонисты KOR известны своим характерным мочегонным действием, благодаря их отрицательной регуляции вазопрессина, также известного как антидиуретический гормон (ADH). Агонизм KOR обладает нейропротекторным действием против гипоксии/ ишемии. Селективный агонист KOR U 50488 защищал крыс от судорог, вызванных сверхмаксимальным электрошоком, что указывает на то, что агонист KOR может оказывать противосудорожное действие.
Centrally active KOR agonists have hallucinogenic or dissociative effects, as exemplified by salvinorin A (the active constituent in Salvia divinorum). These effects are generally undesirable in medicinal drugs. It is thought that the hallucinogenic and dysphoric effects of opioids such as butorphanol, nalbuphine, and pentazocine serve to limit their abuse potential. In the case of salvinorin A, a structurally novel neoclerodane diterpene KOR agonist, these hallucinogenic effects are sought by recreational users, despite the dysphoria experienced by some users. Another KOR agonist with comparable effects is ibogaine, which has possible medical application in addiction treatment. While these KOR agonists possess hallucinogenic and dissociative effects, they are mechanistically and qualitatively different from those of the 5HT2AR agonist psychedelic hallucinogens such as lysergic acid diethylamide (LSD) or psilocybin and those of NMDAR antagonist dissociatives/anesthetics ketamine and phencyclidine. The claustrum is the region of the brain in which the KOR is most densely expressed. It has been proposed that this area, based on its structure and connectivity, has "a role in coordinating a set of diverse brain functions", and the claustrum has been elucidated as playing a crucial role in consciousness. On the basis of the preceding knowledge, it has been proposed that inhibition of the claustrum (as well as, "additionally, the deep layers of the cortex, mainly in prefrontal areas") by activation of KORs in these areas is primarily responsible for the profound consciousness altering/dissociative hallucinogen effects of salvinorin A and other KOR agonists. The KOR antagonists buprenorphine, as ALKS 5461 (a combination formulation with samidorphan), and aticaprant (LY 2456302, CERC 501) are currently in clinical development for the treatment of major depressive disorder and substance use disorders. JDTic and PF 4455242 were also under investigation but development was halted in both cases due to toxicity concerns. As such, KOR antagonists might be useful for the treatment of depressive symptoms associated with opioid withdrawal. Nalorphine and nalmefene are dual MOR antagonists and KOR agonists that have been used clinically as antidotes for opioid overdose, although the specific role and significance of KOR activation in this indication, if any, is uncertain. In any case however, KOR agonists notably do not affect respiratory drive, and hence do not reverse MOR activation induced respiratory depression. KOR agonists suppress itching, and the selective KOR agonist nalfurafine is used clinically as an antipruritic (anti itch drug). Eluxadoline is a peripherally restricted KOR agonist as well as MOR agonist and DOR antagonist that has been approved for the treatment of diarrhea predominant irritable bowel syndrome. Asimadoline and fedotozine are selective and similarly peripherally restricted KOR agonists that were also investigated for the treatment of irritable bowel syndrome and reportedly demonstrated at least some efficacy for this indication but were ultimately never marketed. KOR agonists are known for their characteristic diuretic effects, due to their negative regulation of vasopressin, also known as antidiuretic hormone (ADH). KOR agonism is neuroprotective against hypoxia/ischemia. The selective KOR agonist U 50488 protected rats against supramaximal electroshock seizures, indicating that KOR agonism may have anticonvulsant effects.
Трансдукция сигнала
Активация KOR агонистами связана с G- белком Gi/ G0, что впоследствии увеличивает активность фосфодиэстеразы. Фосфодиэстеразы разрушают cAMP, вызывая ингибирующий эффект в нейронах. KOR также соединяются с калиями внутреннего выпрямителя и кальциевыми ионными каналами типа N. Недавние исследования также показали, что стимуляция KOR, индуцированная агонистом, как и другие рецепторы, связанные с белком G, может привести к активации митоген-активированных белковых киназ (MAPK). К ним относятся внеклеточные сигнально-регулируемые киназы, активированные белковые киназы с митогеном p38 и c Jun N терминальные киназы.
KOR activation by agonists is coupled to the G protein Gi/G0, which subsequently increases phosphodiesterase activity. Phosphodiesterases break down cAMP, producing an inhibitory effect in neurons. KORs also couple to inward rectifier potassium and to N type calcium ion channels. Recent studies have also demonstrated that agonist induced stimulation of the KOR, like other G protein coupled receptors, can result in the activation of mitogen activated protein kinases (MAPK). These include extracellular signal regulated kinase, p38 mitogen activated protein kinases, and c Jun N terminal kinases.
Сальвия дивинорум
Ключевое соединение в Salvia divinorum, сальвинорин А, известен как мощный, короткодействующий агонист KOR.
The key compound in Salvia divinorum, salvinorin A, is known as a powerful, short acting KOR agonist.
Ибогаин
Используемый для лечения зависимости в ограниченных странах, ибогаин стал иконой управления зависимостью среди некоторых подпольных кругов. Несмотря на отсутствие у ибогаина привыкающих свойств, он входит в список I списка в США, поскольку является психоактивным веществом, поэтому его незаконное владение при любых обстоятельствах. Ибогаин также является агонистом KOR, и это свойство может способствовать эффективности препарата против привыкания.
Used for the treatment of addiction in limited countries, ibogaine has become an icon of addiction management among certain underground circles. Despite its lack of addictive properties, ibogaine is listed as a Schedule I compound in the US because it is a psychoactive substance, hence it is considered illegal to possess under any circumstances. Ibogaine is also a KOR agonist and this property may contribute to the drug's anti addictive efficacy.
Роль в лечении наркомании
Агонисты KOR были исследованы на предмет их терапевтического потенциала в лечении зависимости и доказательства указывают на динорфин, эндогенный агонист KOR, как естественный механизм контроля зависимости организма. Стресс/злоупотребление в детстве является хорошо известным предсказателем злоупотребления наркотиками и отражается в изменениях систем MOR и KOR. В экспериментальных моделях "зависимости" также было показано, что KOR влияет на стрессоиндуцированный рецидив в поиске наркотиков. Для наркозависимого человека риск рецидива является основным препятствием на пути к освобождению от наркотиков. Недавние отчеты показали, что для восстановления кокаиновой зависимости, вызванного стрессом, требуются КОР. Одной из областей мозга, наиболее сильно связанных с зависимостью, является ядро accumbens (NAcc) и полосатое тело, в то время как другие структуры, которые проецируются в NAcc и от нее, также играют важную роль. Хотя и происходит много других изменений, зависимость часто характеризуется снижением дофаминовых D2-рецепторов в НАКК. Кроме низкого связывания с NAcc D2, кокаин также вызывает различные изменения в мозге приматов, такие как увеличение продинорфиновой мРНК в хвостовой путамене (стриатуме) и уменьшение ее в гипоталамусе, в то время как введение агониста KOR вызывает противоположный эффект, вызывая увеличение рецепторов D2 в NAcc. Кроме того, в то время как у жертв передозировки кокаином наблюдалось значительное увеличение количества KOR (удвоенное) в NAcc, применение агонистов KOR оказалось эффективным в снижении потребления кокаина и самостоятельного введения. Кроме того, в то время как злоупотребление кокаином связано с пониженной реакцией пролактина, активация KOR вызывает высвобождение пролактина, гормона, известного своей важной ролью в обучении, нейронной пластичности и миелинизации. Также сообщалось, что система KOR имеет решающее значение для поиска наркотиков, вызванных стрессом. В моделях животных было показано, что стресс усиливает кокаиновое вознаграждение в зависимости от опиоидов. Эти эффекты, вероятно, вызваны стрессом, вызванным желанием наркотиков, которое требует активации системы KOR. Хотя это может показаться парадоксальным, хорошо известно, что прием лекарств приводит к изменению гомеостаза в аллостаз. Было высказано предположение, что вызванная отменей дисфория или вызванная стрессом дисфория может выступать в качестве движущей силы, благодаря которой человек ищет облегчение через прием лекарств. Вознаграждающие свойства наркотиков изменяются, и ясно, что активация KOR после стресса модулирует валентность наркотиков, чтобы увеличить его вознаграждающие свойства и вызвать усиление вознаграждающего поведения или восстановление в поиске наркотиков. Активация KOR, вызванная стрессом, вероятно, связана с несколькими механизмами передачи сигналов. Эффекты агонизма KOR на дофаминовые системы хорошо документированы, и недавние работы также связаны с каскадом митоген-активированной белковой киназы и pCREB в зависимости от KOR. В то время как преобладающими исследованными наркотиками злоупотребления были кокаин (44%), этанол (35%) и опиоиды (24%). Поскольку это разные классы наркотиков, они действуют через разные рецепторы (повышают дофамин напрямую и косвенно, соответственно), хотя и в одних и тех же системах, но производят функционально различные реакции. Концептуально, фармакологическая активация KOR может иметь заметные эффекты при любом из психических расстройств (депрессия, биполярное расстройство, тревога и т. д.). а также различные неврологические заболевания (например, болезнь Паркинсона и болезнь Хантингтона). Существует множество исследований, которые отражают снижение самостоятельного введения алкоголя, а героиновая зависимость также эффективно лечится агонизмом KOR, уменьшая немедленные эффекты вознаграждения и вызывая лечебный эффект регуляции (повышенная продукция) MOR, которые были понижены в течение злоупотребления опиоидами. Анти- вознаграждающие свойства агонистов KOR опосредуются как долгосрочными, так и краткосрочными эффектами. Немедленный эффект агонизма KOR приводит к снижению высвобождения дофамина в NAcc во время самостоятельного приема кокаина, а в долгосрочной перспективе регулирует рецепторы, которые были понижены в результате злоупотребления психоактивными веществами, такие как MOR и D2 рецептор. Эти рецепторы модулируют высвобождение других нейрохимическ...
KOR agonists have been investigated for their therapeutic potential in the treatment of addiction and evidence points towards dynorphin, the endogenous KOR agonist, to be the body's natural addiction control mechanism. Childhood stress/abuse is a well known predictor of drug abuse and is reflected in alterations of the MOR and KOR systems. In experimental "addiction" models the KOR has also been shown to influence stress induced relapse to drug seeking behavior. For the drug dependent individual, risk of relapse is a major obstacle to becoming drug free. Recent reports demonstrated that KORs are required for stress induced reinstatement of cocaine seeking. One area of the brain most strongly associated with addiction is the nucleus accumbens (NAcc) and striatum while other structures that project to and from the NAcc also play a critical role. Though many other changes occur, addiction is often characterized by the reduction of dopamine D2 receptors in the NAcc. In addition to low NAcc D2 binding, cocaine is also known to produce a variety of changes to the primate brain such as increases prodynorphin mRNA in caudate putamen (striatum) and decreases of the same in the hypothalamus while the administration of a KOR agonist produced an opposite effect causing an increase in D2 receptors in the NAcc. Additionally, while cocaine overdose victims showed a large increase in KORs (doubled) in the NAcc, KOR agonist administration is shown to be effective in decreasing cocaine seeking and self administration. Furthermore, while cocaine abuse is associated with lowered prolactin response, KOR activation causes a release in prolactin, a hormone known for its important role in learning, neuronal plasticity and myelination. It has also been reported that the KOR system is critical for stress induced drug seeking. In animal models, stress has been demonstrated to potentiate cocaine reward behavior in a kappa opioid dependent manner. These effects are likely caused by stress induced drug craving that requires activation of the KOR system. Although seemingly paradoxical, it is well known that drug taking results in a change from homeostasis to allostasis. It has been suggested that withdrawal induced dysphoria or stress induced dysphoria may act as a driving force by which the individual seeks alleviation via drug taking. The rewarding properties of drug are altered, and it is clear KOR activation following stress modulates the valence of drug to increase its rewarding properties and cause potentiation of reward behavior, or reinstatement to drug seeking. The stress induced activation of KORs is likely due to multiple signaling mechanisms. The effects of KOR agonism on dopamine systems are well documented, and recent work also implicates the mitogen activated protein kinase cascade and pCREB in KOR dependent behaviors. While the predominant drugs of abuse examined have been cocaine (44%), ethanol (35%), and opioids (24%). As these are different classes of drugs of abuse working through different receptors (increasing dopamine directly and indirectly, respectively) albeit in the same systems produce functionally different responses. Conceptually then pharmacological activation of KOR can have marked effects in any of the psychiatric disorders (depression, bipolar disorder, anxiety, etc.) as well as various neurological disorders (i. e. Parkinson's disease and Huntington's disease). There are numerous studies that reflect a reduction in self administration of alcohol, and heroin dependence has also been shown to be effectively treated with KOR agonism by reducing the immediate rewarding effects and by causing the curative effect of up regulation (increased production) of MORs that have been down regulated during opioid abuse. The anti rewarding properties of KOR agonists are mediated through both long term and short term effects. The immediate effect of KOR agonism leads to reduction of dopamine release in the NAcc during self administration of cocaine and over the long term up regulates receptors that have been down regulated during substance abuse such as the MOR and the D2 receptor. These receptors modulate the release of other neurochemicals such as serotonin in the case of MOR agonists and acetylcholine in the case of D2. These changes can account for the physical and psychological remission of the pathology of addiction. The longer effects of KOR agonism (30 minutes or greater) have been linked to KOR dependent stress induced potentiation and reinstatement of drug seeking. It is hypothesized that these behaviors are mediated by KOR dependent modulation of dopamine, serotonin, or norepinephrine and/or via activation of downstream signal transduction pathways. Of significant note, while KOR activation blocks many of the behavioral and neurochemical responses elicited by drugs of abuse as stated above. These results are indicative of the KOR induced negative affective states counteracting the rewarding effects of drugs of abuse. Implicating the KOR/dynorphin system as an anti reward system, supported by the role of KOR signaling and stress, mediating both stress induced potentiation of drug reward and stress induced reinstatement of seeking behavior. This in turn addresses what was thought to be paradoxical above. That is, rather, KOR signaling is activated/upregulated by stress, drugs of abuse and agonist administration resulting in negative affective state. As such drug addiction is maintained by avoidance of negative affective states manifest in stress, craving, and drug withdrawal. Consistent with KOR induced negative affective states and role in drug addiction, KOR antagonists are efficacious at blocking negative affect induced by drug withdrawal and at decreasing escalated drug intake in pre clinical trial involving extended drug access. Showing feasibility a subsequent proof of mechanism trial evaluated JNJ 67953964 (previously LY2456302) potential for treating anhedonia in a double blind, placebo controlled, randomized trial in patients with anhedonia and a mood or anxiety disorder. The KOR antagonist significantly increased fMRI ventral striatum activation during reward anticipation while accompanied by therapeutic effects on clinical measures of anhedonia, further reinforces the promise of KOR antagonism and proceeding assessment of clinical impact. Taken together these findings are in support of the negative affect state and further implicate the KOR/dynorphin system clinically and therapeutically relevant in humans with CUD. Taken together, in drug addiction the KOR/dynorphin system is implicated as a homeostatic mechanism to counteract the acute effects of drugs of abuse. Chronic drug use and stress up regulate the system in turn leading to a dysregulated state which induces negative affective states and stress reactivity. Studies in humans same to similar conclusions that KORs may modulate various aspects of reward processing in a manner that is independent of the hedonic valence traditionally ascribed to them. This broadens the potential understanding of KORs in addiction beyond a unidimensional framework, implicating their role in complex behaviors and treatment approaches that do not align strictly with stress or aversion. These emerging perspectives may inform the development of novel pharmacotherapies targeting KORs for the treatment of substance use disorders, as they highlight the receptor's multifaceted role in addiction.
Взаимодействия
Было показано, что KOR взаимодействует с антипортером 3 натриеводорода, регулятором 1, убиквитином C, 5 рецепторами HT1A и RGS12.
KOR has been shown to interact with sodium hydrogen antiporter 3 regulator 1, ubiquitin C, 5 HT1A receptor, and RGS12.