MC4R——減重領域的小眾靶點
發(fā)布時間:2025/09/11分類:技術文章來源:科佰生物
背景
自1975年以來，全球肥胖患病率幾乎增加了兩倍。當前肥胖已經成為了全世界的公共衛(wèi)生問題。在過去的20多年中，醫(yī)藥界學者對控制食欲的分子機制深度研究，越來越多的減重相關藥物靶點被發(fā)現。
歷經數十年不斷完善作用機制的GLP-1類藥物在減重領域大放光芒，讓整個行業(yè)欣喜的同時也期望找到更多類似的潛在靶點。
作為人體能量平衡中樞調控的關鍵開關的黑皮質素4受體（MC4R），其深厚的遺傳學驗證基礎，使其成為減重藥物開發(fā)的理想靶點之一。隨著Rhythm Pharmaceuticals率先于2020年將其MC4R激動劑Setmelanotide(商品名：Imcivree) 成功推向市場，且其第二代口服藥物bivamelagon（MC4R激動劑）在獲得性下丘腦肥胖癥中取得積極的臨床二期數據，使得MC4R的研究重新被點燃。
MC4R的結構及其功能
MC4R (黑皮質素4受體) 是黑皮質素受體家族成員之一，其家族屬于視紫紅質樣A類GPCR，成員還包括：MC1R、MC2R、MC3R和MC5R。黑皮質素受體 (MC1R-MC5R) 位于多種細胞類型上，并遍布大多數身體系統(tǒng)。MC4R是中樞黑皮質素系統(tǒng)的重要組成部分，主要在下丘腦室旁核(PVH)中表達，是一種A類GPCR。在高能量平衡狀態(tài)下，阿片黑皮質素原 (POMC) 神經元釋放多肽MC4R激動劑-α-黑素細胞刺激激素(α-MSH)。α- MSH與MC4R結合會激活MC4R信號傳導，抑制食欲和食物攝入。在低能量平衡狀態(tài)下，下丘腦室旁核中釋放AgRP (agouti-related peptide)。AgRP作為MC4R與α- MSH結合的競爭性拮抗劑，也是MC4R反向激動劑，抑制MC4R信號傳導。
當外周給藥時，Setmelanotide可以穿透血腦屏障，作用于下丘腦的室旁核和下丘腦外側區(qū)，這兩個與食欲調節(jié)相關的區(qū)域。通過與 MC4R 結合，它填補了下丘腦瘦素 - 黑皮質素通路中缺失的一環(huán)，從而抑制食欲并改善胰島素抵抗。它還能通過將底物氧化轉向脂肪，從而提高靜息能量消耗。
MC4R涉及的信號通路主要包括瘦素(Leptin)-黑皮質素通路、G蛋白信號通路、β-ARRESTIN通路和Ca2+調節(jié)途徑。這些信號通路都與肥胖和能量代謝相關。
藥物研發(fā)進展
目前全球已有兩款MC4R靶向藥物獲批上市，分別是由Rhythm Pharmaceutical公司研發(fā)的Setmelanotide和由美國Palatin Technologies公司研發(fā)的Bremelanotide。其中Setmelanotide于2020年底獲批上市，是MC4R單靶點激動劑，此前已獲得FDA批準的罕見肥胖癥突破性藥物，獲批的適應癥為用于治療因POMC、PCSK1或LEPR基因缺陷導致的罕見肥胖癥，以及Bardet-Biedl綜合征相關的肥胖等，在2024年銷售收入達1.3億美金。Bremelanotide（又稱為布美諾肽），于2019年獲批上市，最開始批準用于治療絕經前婦女的全身性性欲減退癥（HSDD），后來發(fā)現具有減重效果，屬于老藥新用。
除去臨床階段終止及無進展的幾款藥物，目前共有多款處于臨床及臨床前的靶向MC4R的藥物，既有小分子藥物也有多肽類藥物。部分信息如下：
MC4R的細胞模型
為了助力MC4R藥物的研發(fā)，科佰生物開發(fā)了基于CREB/cAMP信號通路的MC4R細胞模型，用于候選藥物早期機理研究。結果如下：
MC4R CHO CBP71547
Figure 5：HTRF cAMP Assay with MC4R CHO (C9).
