БЛОКУВАННЯ TRPC4-КАНАЛІВ ІНГІБІТОРОМ PICO145: ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ТА МОЛЕКУЛЯРНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728.2748.2026.104.25-31Ключові слова:
TRPC4, Pico145, mICAT, молекулярний докінг, гладенькі м’язиАнотація
Вступ. Канонічні канали транзієнтного рецепторного потенціалу 4 (TRPC4) гладеньких м'язів кишечника акти-вуються шляхом взаємодії M2/M3-мускаринових рецепторів та активованими ними G-білками і є важливою ланкою кальцієвого сигналінгу у процесі холінергічного контролю скоротливої активності кишечника. Їх блокування високо-ефективними інгібіторами, такими як Pico145, має значення для розроблення нових фармакологічних підходів. Метою роботи було дослідити вплив Pico145 на індукований мускариновими рецепторами катіонний струм (mICAT) у гладень-ких м'язах клубової кишки миші та з'ясувати молекулярний механізм зв'язування Pico145 із каналом TRPC4.
Методи. Електрофізіологічні дослідження проведено методом patch-clamp у ізольованих гладеньком'язових клітинах клубової кишки миші. Молекулярне моделювання проводили докінгом молекули Pico145 у кріо-ЕМ структуру TRPC4 миші (PDB: 5Z96) після валідації на референтному комплексі TRPC1/TRPC4: Pico145 людини (PDB: 8WPM). Оціню-вали енергії зв'язування та просторову відповідність пози ліганду до експериментально визначеної пози Pico145 у гетеротетрамерному каналі TRPC1/TRPC4.
Результати. Показано, що Pico145 суттєво пригнічує амплітуду струму mICAT у гладеньком'язових клітинах кишечника. При концентрації 100 пМ інгібітор зменшував струм більше ніж на 80 % (p < 0,05) порівняно з контролем, що узгоджується з даними про внесок TRPC4 у ґенез mICAT. Молекулярний докінг підтвердив, що Pico145 зв'язується у консервативній міжсубодиничній гідрофобній кишені трансмембранного домену TRPC4, яка відповідає сайту зв'язу-вання, раніше виявленому для TRPC5. Установлено, що змодельована конформація Pico145 майже повністю відтво-рює експериментально визначену позу ліганду в каналі TRPC4. Незначні відмінності у складі амінокислот кишені (Thr599 у мишачому TRPC4 проти Val624 у людському TRPC4) не впливають на характер зв'язування, що підтверджує консервативність механізму інгібування.
Висновки. Pico145 ефективно блокує рецептор-керовані TRPC4-канали гладеньких м'язів, значно зменшуючи струм mICAT. Молекулярне моделювання виявило, що Pico145 зв'язується з консервативним сайтом усередині мембра-ни каналу TRPC4, який збігається із сайтом зв'язування у структурно споріднених каналах підродини TRPC1/4/5. Отримані результати підтверджують універсальність механізму інгібування TRPC4 Pico145 і можуть бути викорис-тані для раціонального дизайну нових селективних блокаторів TRPC-каналів.
Завантажити
Посилання
Alexander, S. P. H., Mathie, A. A., Peters, J. A., Veale, E. L., Striessnig, J., Kelly, E., Armstrong, J. F., Faccenda, E., Harding, S. D., Davies, J. A., & Spedding, M. (2023). The Concise Guide to PHARMACOLOGY 2023/24: Ion channels. British Journal of Pharmacology, 180(Suppl. 2), S145–S222. https://doi.org/10.1111/bph.16178
Bon, R. S., Wright, D. J., & Beech, D. J. (2022). Pharmacology of TRPC channels and its potential in cardiovascular and metabolic medicine. Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 62, 427–446. https://doi.org/10.1146/annurev-pharmtox-030121-122314
Chubanov, V., Grimm, C., Hill, K., Schaefer, M., Köttgen, M., Storch, U., Mederos, Y., Schnitzler, M., Kudrina, V., Erbacher, A., & Gudermann, T. (2025). Physiological functions and pharmacological targeting of transient receptor potential channels. Pharmacological Reviews, 77(6), 100089. https://doi.org/10.1016/j.pharmr.2025.100089
Englisch, C. N., Paulsen, F., & Tschernig, T. (2023). TRPC channels in the physiology and pathophysiology of the renal tubular system: What do we know? International Journal of Molecular Sciences, 24(1), 181. https://doi.org/10.3390/ijms24010181
Grimm, S., Just, S., Fuertig, R., Dwyer, J. B., Sharma, V. M., & Wunder, A. (2024). TRPC4/5 inhibitors: Phase I results and proof of concept studies. European Archives of Psychiatry and Clinical Neuroscience. Advance online publication. https://doi.org/10.1007/s00406-024-01890-0
Guo, D., Zhang, Y., Li, X., Wang, Q., & Chen, Z. (2025). Transient receptor potential channels as key regulators of physiological processes and therapeutic targets. Journal of Neuroinflammation, 22, Article 77. https://doi.org/10.1186/s12974-025-03377-x
Kang, H., Kim, J., Park, C. H., Jeong, B., & So, I. (2024). Direct modulation of TRPC ion channels by Gα proteins. Frontiers in Physiology, 15, 1362987. https://doi.org/10.3389/fphys.2024.1362987
Ke, X., Cai, H., & Chen, G. (2024). Exploring the therapeutic potential of TRPC channels in chronic pain: An investigation into their mechanisms, functions, and prospects. European Journal of Pharmacology, 961, 177206. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2024.177206
Liu, H. (2024). Small molecules targeting canonical transient receptor potential channels: Recent advances and therapeutic opportunities. Drug Discovery Today, 29(6), 103951. https://doi.org/10.1016/ j.drudis.2024.103951
Morris, G. M., Huey, R., Lindstrom, W., Sanner, M. F., Belew, R. K., Goodsell, D. S., & Olson, A. J. (2009). AutoDock4 and AutoDockTools4: Automated docking with selective receptor flexibility. Journal of Computational Chemistry, 30(16), 2785–2791. https://doi.org/10.1002/jcc.21256
Tanahashi, Y., Komori, S., Matsuyama, H., Kitazawa, T., & Unno, T. (2021). Functions of muscarinic receptor subtypes in gastrointestinal smooth muscle: A review using receptor-knockout mice. International Journal of Molecular Sciences, 22(2), 926. https://doi.org/10.3390/ijms22020926
Tsvilovskyy, V. V., Zholos, A. V., Aberle, T., Philipp, S. E., Dietrich, A., & Zhu, M. X. (2009). Deletion of TRPC4 and TRPC6 in mice impairs smooth muscle contraction and intestinal motility in vivo. Gastroenterology, 137(4), 1415–1424. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2009.06.046
Won, J., Kim, J., Kim, J., Lee, Y., & Park, C. Y. (2025). Cryo-EM structure of the heteromeric TRPC1/TRPC4 channel. Nature Structural & Molecular Biology, 32(2), 326–338. https://doi.org/10.1038/s41594-024-01408-1
Wright, D. J., Simmons, K. J., Johnson, R. M., Beech, D. J., Muench, S. P., & Bon, R. S. (2020). Human TRPC5 structures reveal interaction of a xanthine-based TRPC1/4/5 inhibitor with a conserved lipid binding site. Communications Biology, 3, Article 704. https://doi.org/10.1038/s42003-020-01437-8
Zholos, A. V. (2006). Regulation of TRP-like muscarinic cation current in gastrointestinal smooth muscle with special reference to PLC/InsP₃/Ca²⁺ system. Acta Pharmacologica Sinica, 27(7), 833–842. https://doi.org/10.1111/ j.1745-7254.2006.00392.x
Zholos, A. V., Melnyk, M. I., & Dryn, D. O. (2024). Molecular mechanisms of cholinergic neurotransmission in visceral smooth muscles with a focus on receptor-operated TRPC4 channel and impairment of gastrointestinal motility by general anaesthetics and anxiolytics. Neuropharmacology, 242, 109776. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2023.109776
