FLIPR 钙流检测技术：助力高效发现自身免疫疾病 GPCR 靶点临床候选药物

G 蛋白偶联受体（GPCR）是人体内最大的膜蛋白家族之一，广泛分布于细胞表面，承担着感知外界信号并启动细胞内反应的重要功能。它们通过与配体结合，激活下游的 G 蛋白或 β-arrestin 通路，调控包括钙离子释放、基因表达、细胞迁移等在内的多种生理过程。由于 GPCR 参与调控众多生命活动，其功能异常常与多种疾病相关，包括肿瘤、代谢性疾病、神经退行性疾病以及自身免疫性疾病。因此，GPCR 一直是药物研发领域的重要靶点，目前市场上约 35% 的上市药物作用于 GPCR 靶点。

自身免疫性疾病影响着全球约 3–5% 的人口，包括类风湿关节炎、系统性红斑狼疮、炎症性肠病、多发性硬化症等。这类疾病的核心机制是免疫系统“误攻击”自身组织，导致慢性炎症和组织损伤。

传统治疗方法多为广谱免疫抑制剂，虽有一定疗效，但常伴随感染风险增加、肝肾功能损伤等副作用。近年来，针对特定免疫细胞或细胞因子的生物制剂虽取得进展，但仍存在注射给药不便、价格高昂等问题。

因此，研发口服高效、靶点明确的小分子 GPCR 拮抗剂，成为自身免疫疾病治疗领域的新趋势。其中，靶向趋化因子受体 CCR6 的药物开发尤为引人注目，因其在调节 T 细胞、B 细胞等免疫细胞向炎症部位迁移中发挥关键作用。

在 GPCR 小分子药物研发的早期阶段，如何快速、准确、高通量地评估化合物活性，是决定项目成败的关键。Molecular Devices 的 FLIPR 系统，正是为此而生的高效筛选平台。

FLIPR 通过实时监测细胞内钙离子浓度变化（即钙流检测），可直观反映 GPCR 被激活或抑制的情况。该系统具有以下核心优势：

因此，FLIPR 已成为 GPCR 药物筛选、信号通路研究和靶点验证中不可或缺的工具。

在近期发表于 Journal of Medicinal Chemistry（2024, 67, 8077–8098）的研究中，科学家利用 FLIPR 系统成功筛选并优化出新型 CCR6 小分子拮抗剂 IDOR-1117-2520，该化合物目前已进入临床 Ⅰ 期试验，用于治疗自身免疫性疾病。

研究人员利用 FLIPR 钙流检测技术，在高表达人 CCR6 的 HEK-293 细胞模型中，以 CCL20 为激动剂，对化合物库进行高通量筛选。初筛获得的先导化合物 1，虽活性较弱（IC?? = 9.29 μM），但其新颖的氮杂环丁烷结构为后续优化奠定了基础。

通过 FLIPR 系统，团队系统评估了不同取代基对活性的影响，并观察到“神奇甲基效应”——在氮杂环丁烷3位引入甲基（化合物 2）后，活性提升约 50 倍（IC?? = 178 nM）。这一发现为后续的骨架优化提供了关键方向。

除了重组细胞系，研究还建立了更贴近生理环境的全血受体内化检测，以评估化合物在真实血液环境中的效力。FLIPR 在此过程中提供了可靠的初筛数据，帮助快速锁定潜力分子，如化合物 19 在 FLIPR 中 IC?? = 70 nM，在全血检测中 IC?? = 12 nM，表现出优良的体外-体内相关性。

FLIPR 系统也被用于早期风险评估，例如通过 QPatch 技术检测化合物对 hERG 钾通道的抑制（心脏毒性指标）。在优化过程中，团队通过结构修饰显著降低 hERG 抑制，提升化合物安全性。

通过 FLIPR 系统的高效筛选与验证，研究人员最终获得临床候选化合物 IDOR-1117-2520（化合物 45），该化合物具备以下优异特性：

在 OVA 诱导的小鼠肺部炎症模型中，该化合物显著抑制 CCR6+ B 细胞向肺泡迁移，验证了其在自身免疫疾病治疗中的潜力。

从靶点验证、先导化合物筛选，到结构优化与安全性评估，FLIPR 贯穿了 CCR6 拮抗剂研发的全链条，显著提升了研发效率与成功率。未来，随着更多 GPCR 靶点被揭示，FLIPR 系统将继续在自身免疫疾病、肿瘤免疫、代谢性疾病等领域，助力科学家发现更多高效、安全、可口服的小分子药物，推动精准医疗时代的到来。

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