P2-receptors as promising target for future drugs

Cover Page

Abstract


Now it is recognized that extracellular adenosine triphosphate (ATP), along with certain other purine and pyrimidine compounds is capable to regulate many intracellular processes by affecting specific receptors - P2-receptors. These receptors are widely distributed in the organs and tissues of humans and animals. It has been shown that P2-receptors are involved in the vascular tone maintenance, nerve transmission modulation, hemostasis regulation and functions of many internal organs. P2-receptors wide variety and broad representation makes them very attractive as potential targets for new drugs with the original mechanism of action. About 20 years ago in the Kazan State Medical University laboratory was created and research group on studying the fundamental and applied aspects of the P2-receptors was formed. Professor A.U. Ziganshin, a disciple and colleague of professor G. Burnstock, leads this group. In this article, an overview of research carried out by the author or under his supervision over the past two decades to study the physiological and pathophysiological role of P2-receptors in humans and animals, as well as the evaluation of these receptors as potential targets for action of new drugs, is given. In particular, it describes the work to identify new and effective P2-receptors antagonists, the role and characteristics of ecto-ATPase activity in different tissues are described, an overview of studies to assess the unique hypersensitivity of P2-receptors at low temperatures is given. Also studies on assessing the presence and functional role of P2-receptors in the pregnant human uterus, inflamed fallopian tubes, various blood vessels are presented in summary form. Obviously, due to the growing interest of many pharmaceutical companies to this area, in the near future we can expect new drugs, which are P2-receptors agonists or antagonists and are effective in treatment of various human diseases.

A U Ziganshin

Kazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: auziganshin@gmail.com

  1. Вафина З.Р., Зиганшин А.У., Фаткуллин И.Ф., Рызванов А.А. Влияние АТФ и аденозина на сократительную активность маточных труб человека. Акуш. и гинекол. 2004; (1): 44-47.
  2. Вафина З.Р., Зиганшин А.У., Фаткуллин И.Ф. Сократительная активность маточных труб и некоторые аспекты её регуляции. Казанский мед. ж. 2004; 85 (2): 138-141.
  3. Гришин С.Н., Зиганшин А.У. Котрансмиттерная модуляция мионевральной передачи в различных типах двигательных единиц. Монография. Казань: Изд-во Казан. ун-та. 2015; 240 с.
  4. Гришин С.Н., Зиганшин А.У. Особенности синаптической организации тонических скелетных мышечных волокон. Биол. мембр. 2014; 31 (6): 1-9.
  5. Гришин С.Н., Зиганшин А.У. Роль пуринов в нервно-мышечной передаче. Биол. мембр. 2013; 30 (4): 243-252.
  6. Гришин С.Н., Камалиев Р.Р., Теплов А.Ю., Зиганшин А.У. Разнонаправленное действие АТФ на силу сокращения тонической и фазной скелетных мышц лягушки. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2011; 151 (3): 251-254.
  7. Зиганшин А.У. Пуриновые Р2-рецепторы как потенциальные мишени действия новых лекарственных средств. Вестн. РАМН. 2011; (11): 32-38.
  8. Зиганшин А.У. Новые антиагреганты - блокаторы тромбоцитарных Р2-рецепторов. Казанский мед. ж. 2010; 91 (1): 73-79.
  9. Зиганшин А.У. Роль рецепторов АТФ (Р2-рецепторов) в нервной системе. Неврол. вестн. 2005; 37 (1-2): 45-53.
  10. Зиганшин А.У., Зиганшин Б.А., Гиниятова Л.Р., Джорджикия Р.К. Влияние PPADS на Р2Х-рецептор-опосредованные ответы кровеносных сосудов человека. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2004; 137 (3): 321-324.
  11. Зиганшин А.У., Аблаева Д.Н., Хасанов А.А. и др. Гексестрол угнетает сократительные ответы изолированной беременной матки человека, вызванные АТФ. Эксп. и клин. фармакол. 2008; 71 (6): 20-22.
  12. Зиганшин А.У., Вафина З.Р., Фаткуллин И.Ф. Фармакологическая характеристика Р2-рецепторов в маточных трубах человека. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2004; 137 (3): 273-276.
  13. Зиганшин А.У., Зайцев А.П., Зайцева И.П. и др. Влияние новых арилазосоединений пиридоксальфосфата на активность экто-АТФазы тканей морской свинки. Хим.-фарм. ж. 2000; 34 (5): 6-8.
  14. Зиганшин А.У., Зайцев А.П., Зефирова Ю.Т. Нейрогенная регуляция сократительных ответов миометрия посредством Р2-рецепторов. Неврол. вестн. 2007; 39 (4): 38-42.
  15. Зиганшин А.У., Зайцев А.П., Шамсутдинов А.Ф. Фармакологическая характеристика Р2-рецепторов в матке человека. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2002; 133 (3): 298-300.
  16. Зиганшин А.У., Зефирова Ю.Т., Зайцев А.П. Участие простагландинов и оксида азота в АТФ-индуцируемых сокращениях матки у беременной. Казанский мед. ж. 2003; 84 (4): 295-298.
  17. Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е, Бернсток Дж. Р2-рецепторы: теоретические предпосылки клинического воздействия. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2002; 134 (10): 365-370.
  18. Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е., Бернсток Дж. Исследование скорости расщепления диаденозинполифосфатов различными тканями морской свинки. Бюлл. эксп. биол. и мед. 1999; (2): 207-210.
  19. Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е., Бернсток Дж. Фармакологическая характеристика рецепторов АТФ. Хим.-фарм. ж. 1997; (1): 3-8.
  20. Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е., Бернсток Дж. Экто-АТФазы и рецепторы АТФ. Эксп. и клин. фармакол. 1997; (3): 78-82.
  21. Зиганшин А.У., Зиганшина Л.Е., Рычков А.В. и др. Температурная зависимость сокращений семявыносящего протока морской свинки, опосредуемых Р2Х-рецепторами. Эксп. и клин. фармакол. 2001; (4): 27-30.
  22. Зиганшин А.У., Рычков А.В., Зиганшина Л.Е. Влияние температуры на сокращения мочевого пузыря морской свинки, опосредуемые Р2Х-рецепторами. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2000; 130 (10): 407-410.
  23. Зиганшин А.У., Рычков А.В., Зиганшина Л.Е., Бернсток Дж. Влияние ряда производных пиридоксальфосфат-6-азофенила на эффекты, опосредуемые Р2-пуринорецепторами. Хим.-фарм. ж. 1998; (8): 3-4.
  24. Зиганшин А.У., Хазиахметов Д.Ф., Зиганшина Л.Е. и др. Сократительная активность большой подкожной вены бедра человека, опосредованная Р2-рецепторами. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2003; 135 (1): 29-32.
  25. Зиганшин Б.А., Славин Д.А., Зиганшина А.П. и др. Функциональная активность варикозно-изменённой большой подкожной вены человека на разных её участках. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2013; 155 (4): 419-423.
  26. Казакова Р.Р., Камалиев Р.Р., Мустафин И.Г., Зиганшин А.У. Роль Р2-рецепторов, расположенных на клетках крови человека. Казанский мед. ж. 2011; 92 (1): 120-123.
  27. Казакова Р.Р., Мустафин И.Г., Мавлюдов Т.И. и др. Определение экспрессии подтипов Р2Х-рецепторов на CD34+-клетках и c-kit+-клетках пуповинной крови человека. Бюлл. эксп. биол. и мед. 2011; 151 (1): 39-43.
  28. Alexander S.P., Benson H.E., Faccenda E. et al. The concise guide to pharmacology 2013/14: G protein-coupled receptors. Br. J. Pharmacol. 2013; 170 (8): 1459-1581. http://dx.doi.org/10.1111/bph.12445
  29. Alexander S.P., Benson H.E., Faccenda E. et al. The concise guide to pharmacology 2013/14: ligand-gated ion channels. Br. J. Pharmacol. 2013; 170 (8):1582-1606. http://dx.doi.org/10.1111/bph.12446
  30. Burnstock G. Purinergic signalling: It’s unpopular beginning, it’s acceptance and it’s exciting future. Bioessays. 2012; 34: 218-225. http://dx.doi.org/10.1002/bies.201100130
  31. Burnstock G., Knight G.E. Cellular distribution and functions of P2 receptor subtypes in different systems. Int. Rev. Cytol. 2004; 240: 31-304. http://dx.doi.org/10.1016/S0074-7696(04)40002-3
  32. Gachet C. P2 receptors, platelet function and pharmacological implications. Thromb. Haemost. 2008; 99 (3): 466-472. http://dx.doi.org/10.1160/th07-11-0673
  33. Grishin S.N., Teplov A.Yu., Farhutdinov A.M. et al. Different effects of ATP on the contractility and nonquantal acetylcholine release of rat tonic and phasic muscles. Pharmacologia. 2013; 4 (9): 519-524. http://dx.doi.org/10.5567/pharmacologia.2013.519.524
  34. Lambrecht G., Friebe T., Grimm U. et al. PPADS, a novel functionally selective antagonist of P2 purinoceptor-mediated responses. Eur. J. Pharmacol. 1992; 217: 217-219. http://dx.doi.org/10.1016/0014-2999(92)90877-7
  35. Windscheif U., Pfaff O., Ziganshin A.U. et al. The inhibitory action of PPADS on the relaxant responses to adenine nucleotides or electrical field stimulation in guinea-pig taenia coli and rat duodenum. Br. J. Pharmacol. 1995; 115: 1509-1517. http://dx.doi.org/10.1111/j.1476-5381.1995.tb16644.x
  36. Ziganshin A.U., Berdnikov E.A., Ziganshina L.E. et al. Effects of a,b-unsaturated sulphones and phosphonium salts on ecto-ATPase activity and contractile responses mediated via P2X-purinoceptors. Gen. Pharmac. 1995; 26: 527-532. http://dx.doi.org/10.1016/0306-3623(94)00236-G
  37. Ziganshin A.U., Hoyle C.H.V., Bo X. et al. PPADS selectively antagonizes P2X-purinoceptor-mediated responses in the rabbit urinary bladder. Br. J. Pharmacol. 1993; 110: 1491-1495. http://dx.doi.org/10.1111/j.1476-5381.1993.tb13990.x
  38. Ziganshin A.U., Hoyle C.H.V., Burnstock G. Ecto-enzymes and metabolism of extracellular ATP. Drug Dev. Res. 1994; 32: 134-146. http://dx.doi.org/10.1002/ddr.430320303
  39. Ziganshin A.U., Hoyle C.H.V., Lambrecht G. et al. Selective antagonism by PPADS at P2X-purinoceptors in rabbit isolated blood vessels. Br. J. Pharmacol. 1994; 111: 923-929. http://dx.doi.org/10.1111/j.1476-5381.1994.tb14827.x
  40. Ziganshin A.U., Ziganshina L.E., Bodin P. et al. Ecto-ATPase of guinea-pig vas deferens isolated smooth muscle cells: characteristics and effects of P2-purinoceptor antagonists. Biochem. Mol. Biol. Int. 1995; 36: 864-869.
  41. Ziganshin A.U., Ziganshina L.E., Hoyle C.H.V., Burnstock G. Effects of divalent cations and La3+ on contractility and ecto-ATPase activity in the guinea-pig urinary bladder. Br. J. Pharmacol. 1995; 114: 632-639. http://dx.doi.org/10.1111/j.1476-5381.1995.tb17186.x
  42. Ziganshin A.U., Kalinina O.S., Strelnik A.D. et al. Antagonistic properties of new non-phosphorylated derivatives of nitrogen-containing heterocycles towards P2 receptors. Int. J. Pharmacol. 2015; 11 (4): 400-404. http://dx.doi.org/10.3923/ijp.2015.400.404
  43. Ziganshin A.U., Kamaliev R.R., Grishin S.N. et al. The influence of hypothermia on P2 receptor-mediated responses of frog skeletal muscle. Eur. J. Pharmacol. 2005; 509: 187-193. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejphar.2004.11.031
  44. Ziganshin A.U., Khairullin A.E., Zobov V.V. et al. The effects of ATP and adenosine on neuromuscular transmission in rat soleus muscle at different temperatures. Eur. J. Pharmacol. 2015. Submitted.
  45. Ziganshin A.U., Khaziakhmetov D.F., Ziganshi-na L.E. et al. Varicose disease affects the P2 receptor-mediated responses of human greater saphenous vein. Vasc. Pharmacol. 2005; 46 (1):17-21.
  46. Ziganshin A.U., Rychkov A.V., Ziganshina L.E., Burnstock G. Temperature-dependency of P2 receptor-mediated responses. Eur. J. Pharmacol. 2002; 456 (1-3): 107-114. http://dx.doi.org/10.1016/S0014-2999(02)02655-9
  47. Ziganshin A.U., Vafina Z.R., Fatkullin I.F. Contrasting effects of P2 receptor agonists on spontaneous contractility of human fallopian tubes with and without acute inflammation. Pharmacol. Res. 2008; 57 (1): 56-59. http://dx.doi.org/10.1016/j.phrs.2007.11.004
  48. Ziganshin A.U., Zaitcev A.P., Khasanov A.A. et al. Term-dependency of P2 receptor-mediated contractile responses of isolated human pregnant uterus. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2006; 129 (2): 128-134. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejogrb.2005.11.018
  49. Ziganshin A.U., Zaitzev A.P., Zefirova J.T., Ziganshina L.E. P2 receptor-mediated responses in pregnant human uterus. Biomed. Res. 2003; 14 (1): 171-173.
  50. Ziganshin A.U., Zefirova J.T., Zefirova T.P. et al. Potentiation of uterine effects of prostaglandin F2a by adenosine 5’-triphosphate. Obstet. Gynecol. 2005; 105 (6):1429-1436. http://dx.doi.org/10.1097/01.AOG.0000161314.50808.dd
  51. Ziganshin A.U., Ziganshin B.A. P2 receptors - promising targets for future drugs. Curr. Top. Pharmacol. 2012; 16: 45-51.
  52. Ziganshin A.U., Ziganshina L.E., King B.F., Burnstock G. Characteristics of ecto-ATPase of Xenopus oocytes and the inhibitory actions of suramin on ATP breakdown. Pflugers Archiv. 1995; 429: 412-418. http://dx.doi.org/10.1007/BF00374157
  53. Ziganshin A.U., Ziganshina L.E., King B.F., Burnstock G. Differential degradation of extracellular adenine nucleotides by folliculated oocytes of Xenopus laevis. Comp. Biochem. Physiol. 1996; 114A: 335-340. http://dx.doi.org/10.1016/0300-9629(96)00019-9
  54. Ziganshin A.U., Ziganshina L.E., King B.F. et al. Effects of P2-purinoceptor antagonists on degradation of adenine nucleotides by ecto-nucleotidases in folliculated oocytes of Xenopus laevis. Biochem. Pharmacol. 1996; 51: 897-901. http://dx.doi.org/10.1016/0006-2952(95)02252-X

Views

Abstract - 355

PDF (Russian) - 170

Cited-By


PlumX


© 2016 Ziganshin A.U.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС 77-75008 от 1 февраля 2019 года выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)