强效镇痛与成瘾风险，长期以来几乎是阿片类药物难以拆开的两面。如何绕开阿片受体，在保留镇痛作用的同时减少成瘾相关风险，已经成为新型镇痛药研发的重要方向。

近日，中科院上海药物所徐华强团队联合奥地利维也纳医科大学Harald Sitte团队Nature Structural & Molecular Biology上发表了一项相关研究，团队从一种芋螺的毒液中，发现了一个名为χ-AoIA的多肽。它在小鼠炎症痛模型中表现出显著的镇痛效果，而且不会引起镇静或运动障碍。这个发现为不依赖阿片受体的镇痛干预治疗提供了新的可能性。

该研究先从芋螺毒液中筛选出候选多肽 χ-AoIA，经化学合成与 NMR 确证结构后，在细胞水平验证了其高选择性NET抑制活性并排除了常见脱靶；随后通过冷冻电镜、突变实验和分子动力学模拟阐明了其独特结合模式，最终在小鼠模型中证实该多肽皮下给药即可发挥抗炎镇痛作用且无中枢副作用，形成了从分子发现到体内药效的完整证据链。

整个研究从分子发现到动物验证层层递进，为χ-AoIA作为非阿片类镇痛候选分子提供了系统的理论和实验依据。本篇推文重点聚焦在冷冻电镜结构在这个研究中的重要作用。

图1. AoIA是一种选择性的、兼具竞争性和非竞争性抑制作用的NET抑制剂

冷冻电镜结构揭示：χ-AoIA如何阻断转运体？

NET（去甲肾上腺素转运体）负责突触间隙去甲肾上腺素的再摄取，是镇痛药物开发的重要靶点。体外实验数据显示，χ-AoIA抑制去NET的效力比此前发现的同家族肽MrIA提升了约10倍。同时，它对另外两个相近的转运体，即血清素转运体（SERT）和多巴胺转运体（DAT），在很高浓度下也没有明显作用。

为了揭示χ-AoIA可以精准地只作用于NET的原因，研究人员解析了NET与χ-AoIA复合物的高分辨率三维结构，结果显示：与MrIA仅仅结合在转运体外前庭不同，χ-AoIA采用独特的“双位点嵌合” 模式。

χ-AoIA进入NET的通道后，其分子的两端分别与NET的不同区域形成稳定的相互作用，其中央一个关键的氨基酸残基直接伸入了NET用于结合去甲肾上腺素的活性位点，占据了去甲肾上腺素原本的位置，形成竞争性+非竞争性双重抑制，这解释了其远高于MrIA的结合亲和力。

图2. 人类NET中AoIA结合口袋的结构学结构

为什么只作用于NET，而不影响它的同家族蛋白？

为了找到χ-AoIA 只特异性结合NET、不作用于另外两种单胺转运体的原因，团队将NET-AoIA 复合物与人DAT、SERT 三维结构叠加比对。

图3. NET:AoIA与其他MATs的结构对比

发现在NET的通道入口处，有几个关键氨基酸体积比较小，正好为χ-AoIA留出了合适的结合空间。而在DAT和SERT的对应位置，这些氨基酸体积更大，相当于将入口通道收窄了，χ-AoIA无法以同样的方式嵌入。

总结

这项国际合作研究从天然芋螺毒液中筛选出全新高选择性多肽 χ-AoIA，通过冷冻电镜原子级结构解析，完整阐明了其双重抑制、亚型专一的分子作用机制，再通过多层级动物实验证实其皮下可用、无成瘾、无中枢副作用的抗炎镇痛优势。