包括败血症在内的严重疾病源于体内炎症，缺乏有效的败血症药物。由免疫和垂死细胞分泌的一种称为高迁移率族蛋白盒1(HMGB1)的染色体蛋白结合特定的细胞受体 - 称为晚期糖基化终产物(RAGE)的受体 - 并引发炎症过程。身体。

通过基于结构相似性策略的基于计算机软件的对接研究，来自东京科技大学(TUS)的高级研究员Sei-ichi Tanuma教授领导的日本科学家发现，流行的抗惊厥药物罂粟碱可阻断HMGB1的结合这个受体。这种“药物重新定位”可用于找到其安全性已知的现有药物的其他优点。生化和生物物理研究通讯。Tanuma教授表示，“我们的研究小组一直在努力寻找能够阻止刺激物与细胞受体结合的现有药物的化合物。我们希望找到治疗炎症的新型药物。”

炎症是身体对受伤或刺激的反应。虽然它在技术上是一种“免疫反应”，但急性和慢性炎症与严重的病症和疾病有关，如败血症，类风湿性关节炎，糖尿病，阿尔茨海默病，甚至癌症。炎症的许多分子水平过程之一是RAGE与“配体”(例如HMGB1，淀粉样蛋白β)或刺激物的结合。由免疫和垂死细胞分泌的染色体蛋白HMGB1特异性结合RAGE并触发促进炎症的分子的产生。这些分子被称为促炎细胞因子(PIC)，并且这种完整的细胞机制与上述疾病和病症的发病有关。败血症，这是急性感染和炎症的表现，是一个特别严重的问题。感染性休克导致致命的多器官功能障碍，并且仍然缺乏治疗感染性休克的有效药物。

这意味着可以阻断HMGB1和RAGE之间相互作用的分子可以是用于治疗这些病症，尤其是败血症的新型治疗剂。然而，筛选，评估和批准新药物很容易需要10年以上的时间。“药物重新定位”的概念可用于克服该问题。药物重新定位基本上意味着为已知安全性的现有药物寻找新的优点。这种方法是Tanuma教授及其同事进行的这项高调研究的基础。

科学家们首先使用名为“COSMOS”的计算机软件设计了一种名为Pepb2的独特环状“肽”(小蛋白)来模拟HMGB1的RAGE结合域。他们发现Pepb2与HMGB1竞争结合RAGE，因此“竞争性地抑制”HMGB1-RAGE相互作用。然后，他们在DrugBank库中筛选了Pepb2模拟化合物(结构上与Pepb2相似的化合物)。他们发现，从罂粟种子中提取的一种流行的血管舒张药和抗惊厥药罂粟碱在结构上与Pepb2相似。

在实验室中，研究人员随后发现罂粟碱可直接阻断HMGB1与RAGE的结合，从而降低PICs的产生，如白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。这证明罂粟碱可以防止刺激物与其受体结合，从而抑制炎症。Tanuma教授及其同事还发现，罂粟碱可显着降低诱导脓毒症模型小鼠的死亡率。Tanuma教授总结了这项研究，他说：“这种计算机药物设计方法，旨在发现罂粟碱的新效应，这是TUS研究人员首次采用的独特策略。”

在由Tanuma教授领导的另一项相关研究中，科学家们发现罂粟碱可以抵消HMGB1在肿瘤微环境中的肿瘤促进作用。他们还发现罂粟碱可以抑制癌细胞的生长和迁移。这项发表于PLOS ONE的研究表明，罂粟碱也可能是一种潜在的抗癌药物。

关于罂粟碱的这些发现可能是治疗阿尔茨海默氏症，糖尿病和癌症，甚至败血症等疾病的突破，这是老年医学和急诊医学中的一个关键问题。Tanuma教授总结道，“使用我们研究中使用的计算机药物发现方法进行药物重新定位可以将现有药物重新用于新型治疗药物。此外，由于节省了'设计'新药的成本，这种方法也可以从根本上降低成本下一步是了解罂粟碱阻断人体内HMGB1-RAGE相互作用的程度。我们现在正在努力优化罂粟碱的结构，为未来设计一种更“有效”的药物。“