Lovro Žiberna', Damijana Mojca Juric2
Histaminski receptor tipa 3 - od gena do terapevtske tarče
Histamine Receptor Type 3 - from Gene to Drug Target
IZVLEČEK
KLJUČNE BESEDE: histamin, histaminski receptor tipa 3, znotrajcelifne signalne poti, ligandi, osrednje živfevje, nevrofarmakologija
Histaminski receptor tipa 3 je odkril Schwartz s sodelavci leta 1983, vendar so njegov genski zapis klonirali šele leta 1999. Izražanje histaminskega receptorja tipa 3 je v veliki meri omejeno na osrednje živčevje. Za receptorje je značilna velika stopnja molekularne in funkcijske heterogenosti, kar je posledica razlik v transkripcijskih in posttranskripcijskih obdelavah molekule. Svojevrstna značilnost je tudi konstitutivna aktivnost v razmerah in vivo in pestrost zno-trajceličnih signalnih poti, ki preko regulatornih proteinov Gai/o vključujejo adenilat ciklazo, fosfolipazo A2, z mitogenom aktivirano protein kinazo in signalno pot Akt/glikogen-sintaza-ki-naza 3. Omenjene signalne poti so pomembne pri signaliziranju na ravni nevroplastičnosti v osrednjem živčevju, zato je razvoj zdravilnih učinkovin, ki delujejo na histaminske receptorje tipa 3, trenutno osrednjega pomena na področju histamina v farmacevtski industriji. Histaminski receptor tipa 3 deluje kot inhibitorni avtoreceptor ali heteroreceptor. Aktivaci-ja avtoreceptorjev na histaminergičnih nevronih pomeni zavrtje proženja celičnih signalov, zaviranje izgradnje histamina in njegovega sproščanja. Kot predsinaptični heteroreceptor na 255 ostalih nevronskih populacijah nadzira sproščanje številnih živčnih prenašalcev, kot so bioge-ni amini, acetilholin, glutamat in y-aminomaslena kislina. Delovanje histaminskega receptorja tipa 3 je vpleteno v kognitivne procese, obnašanje, uravnavanje budnosti in spanja, lokomocijo, uravnavanje apetita ter prenos bolečinskih dražljajev.
ABSTRACT
KEY WORDS: histamine, histamine receptor type 3, intracellular signalling, ligands, central nervous system, neuropharmacology
Histamine receptor type 3 was discovered in 1983 by Schwartz and coworkers and cloned in 1999. The expression of histamine receptor type 3 is largely confined to the central nervous system, where differential transcriptional and posttranscriptional processing lead to a high degree of molecular and functional heterogeneity. Histamine receptor type 3 has unique properties including constitutive activity in vivo and the recruitment of plasticity-related signal transduction pathways, including Gai/o-proteins, adenylyl cyclase, phospholipase A2, mito-gen-activated protein kinase and Akt/glycogen synthase kinase 3 signalling. These make the histamine receptor type 3 the most prominent target for histaminergic drug development. Histamine receptor type 3 can function both as an autoreceptor and as a heteroreceptor. As an autoreceptor on histaminergic neurons, histamine receptor type 3 activation inhibits cell
1	Asist. dr. Lovro Žiberna, mag.farm., Inštitut za farmakologijo in eksperimentalno toksikologijo, Medicinska fakulteta, Univerza v Ljubljani, Korytkova ulica 2, 1000 Ljubljana
2	Asist. dr. znan. sod. Damijana Mojca Jurič, univ. dipl. kem., Inštitut za farmakologijo in eksperimentalno toksikologijo, Medicinska fakulteta, Univerza v Ljubljani, Korytkova ulica 2, 1000 Ljubljana; damijana-moj-ca.juric@mf.uni-lj.si
firing, histamine synthesis and release. As a presynaptic heteroreceptors on other neurons, histamine receptors type 3 abundantly control the outflow of various neurotransmitters, including biogenic amines, acetylcholine, glutamate and y-amino butyric acid. The histamine receptor type 3 functioning is associated with cognition, behaviour, wakefulness and sleep regulation, locomotion, appetite regulation and pain perception.
UVOD
Histamin (2-(1H-imidazol-4-il) etanamin) je pomemben biogeni amin, ki kot lokalni hormon, živčni prenašalec in/ali nevromo-dulator uravnava številne fiziološke in pato-fiziološke procese v organizmu. Nastaja z de-karboksilacijo aminokisline L-histidin, ki jo katalitsko uravnava histidin dekarboksilaza, razgrajuje pa se preko oksidativne deamina-cije, ki jo katalizira diaminooksidaza in preko metilacije s histamin-N-metiltransferazo. Histamin posreduje svoje učinke preko akti_ vacije histaminskih receptorjev. Na osnovi
256 preučevanja genskega zapisa, znotrajceličnih signalnih poti in edinstvenih farmakoloških lastnosti so bili do sedaj prepoznani štirje podtipi histaminskih receptorjev, ki so poimenovani tip 1 (H1R), tip 2 (H2R), tip 3 (H3R) in tip 4 (H4R), ki jih uvrščamo v razred receptorjev, sklopljenih z regulatornimi protei-ni G (1, 2).
Histaminski sistem je že od prvih študij v začetku prejšnjega stoletja, ki jih je opravil pionir sodobne farmakologije in Nobelov nagrajenec Sir Henry Hallett Dale, pomembna tarča za razvoj zdravilnih učinkovin (3, 4). Odkritje prvih antihistaminikov (antagoni-stov H1R) leta 1936 je povzročilo pravi razcvet raziskav na področju histamina (5). Te so omogočile natančen vpogled v vlogo in način delovanja histamina v organizmu in privedle do odkritja visoko selektivnih antagonistov H1R in H2R (antihistaminikov), pomembnih zdravilnih učinkovin, ki danes lajšajo alergijske reakcije in simptome želodčne razjede milijonom ljudi po svetu. Izjemnost odkritij histaminskih raziskav potrjujeta tudi Nobelovi nagradi, ki sta ju prejela dr. Daniel Bovet leta 1957 in Sir James Black leta 1988.
V	zadnjih dveh desetletjih se je zanimanje številnih raziskovalcev in histaminergič-ne farmacevtske industrije usmerilo v potencialno terapevtsko vlogo mediatorjev novejših dveh histaminskih receptorjev, H3R in H4R. H3R je poglavitni dejavnik pri uravnavanju fizioloških učinkov histaminergičnega signaliziranja v osrednjem živčevju, pomembno pa vpliva tudi na aktivnost drugih živčnih pre-našalcev. Zadnje raziskave potrjujejo potencialno terapevtsko uporabo ligandov H3R za zdravljenje različnih nevrodegenerativnih stanj in motenj spanja. Vloga nedavno odkritega H4R še ni dokončno pojasnjena, predkli-nične študije pa nakazujejo udeleženost pri vnetnih in imunomodulatornih procesih.
HISTAMINSKI RECEPTOR TIPA 3
Schwartz s sodelavci je odkril H3R leta 1983, ko je ugotavljal, da histaminergične živčne celice uravnavajo svojo aktivnost preko pred-sinaptičnega avtoreceptorja tako, da preko negativne povratne zanke zavirajo proženje celičnih signalov ter s tem izgradnjo in sproščanje histamina v možganih (slika 1) (6). Študije porazdelitve receptorja so potrdile, da je izražanje H3R v veliki meri omejeno na osrednje živčevje, kjer je prisoten v večini možganskih področij, z največjo gostoto v možganski skorji, hipokampusu, bazalnih ganglijih in hipotalamusu (7).
V	možganih vretenčarjev se nahajajo telesa histaminergičnih živčnih celic samo v tu-beromamilarnem jedru posteriornega dela hipotalamusa, od koder preko ascendentnih in descendentnih eferentnih poti projecira-jo široko skozi možgane, tudi v prej omenjena področja. Ta področja uravnavajo številne
Slika 1. Shematski prikaz porazdelitve in delovanja HjR na nevronih v sinapsi (16). HA - histamin, H^R - histaminski receptor tipa 1, H2R - histaminski receptor tipa 2, H^R - histaminski receptor tipa 3, R - drugi (nehistaminski) receptorji v osrednjem živ(evju, NT - živ(ni prenašalec (nevrotransmitor), NA - noradrenalin, ACh - acetilholin, 5-HJ - 5-hidroksitriptamin (serotonin), DA - dopamin, HDC - histidin dekarboksilaza.
257
homeostatske fiziološke procese (hipotala-mus) kot tudi višje možganske funkcije (možganska skorja in hipokampus) (2). V osrednjem živčevju se HjR izraža tudi v področjih, ki so povezana z nocicepcijo (specifična področja v talamusu, dorzalnih koreninskih ganglijih in v hrbtenjači), zato predstavlja potencialno terapevtsko mesto za uravnavanje bolečinskih dražljajev (8).
Izražanje HjR ni omejeno le na histami-nergične nevrone, pač pa tudi na nehista-minergične populacije živčnih celic, kjer kot predsinaptični heteroreceptor uravnava izgradnjo in sproščanje drugih pomembnih živčnih prenašalcev v možganih. Pri glo-davcih in človeku tako aktivacija HjR zavira sproščanje acetilholina, noradrenalina, dopa-mina, serotonina, y-aminomaslene kisline (angl. Y-amino butyric acid, GABA), glutamata in nevropeptidov (slika 1) (9-15). Pojavlja se tudi kot posinaptični receptor na perika-rionu različnih populacij živčnih celic, vendar njegova fiziološka vloga na tem mestu še ni pojasnjena (7).
Poleg osrednjega živčevja se HjR izraža tudi v perifernih tkivih, predvsem na nevronih perifernega živčnega tkiva v prebavilih, dihalnih poteh in srčno-žilnem sistemu (8). Stopnja izražanja v perifernih tkivih je v primerjavi z osrednjim živčevjem nizka, kar pa je v primeru bodoče uporabe zdravil z delovanjem na ta receptor velika prednost, saj posledično lahko pričakujemo manj perifernih neželenih učinkov.
MOLEKULARNA BIOLOGIJA GENA HISTAMINSKEGA RECEPTORJA TIPA 3
Genski zapis za HjR je leta 1999 uspešno klo-niral in natančno določil Lovenberg s sodelavci (17). Izolirana komplementarna DNA človeškega HjR (angl. human hystamine receptor type 3, hHjR) kodira 445 aminokislin dolg kisli protein z vsemi lastnostmi proteinov iz družine A rodopsinu podobnih, z regulator-nimi proteini G sklopljenih receptorjev (18). Glede na stopnjo homologije v aminokislin-
258
Slika 2. Razli(ne izooblike histaminskega receptorja tipa 3 so posledica alternativnega izrezovanja predinformacijske RNA v zapisu za štiri razKne regije proteina (oznalene a-d) (21). Alternativno izrezovanje v prvi regiji (regija a) lahko privede do krajšega N-terminalnega dela proteina (delecija aminokislin 7-43), izrezovanje v drugi regiji (regija b) pa povzroä delno delecijo druge transmembranske domene in prve zunajcelilne zanke (delecija aminokislin 85-98). V regiji c je alternativno izrezovanje najobsežnejše in vodi do razlilno dolge tretje znotrajcelilne zanke ali do izgradnje histaminskega receptorja tipa 3 z odsotnimi transmembranskimi domenami 5,6 in 7. V regiji d alternativno izrezovanje vodi do nastanka izooblik z osmimi dodatnimi aminokslinami (446-453) na C-terminalnem delu proteina.
skem zaporedju je hHjR najbolj podoben hH4R (~ 60% homologija na področju transmem-branskih domen), mnogo manj pa hH^R in hH2R (~ 20% homologija na področju tran-smembranskih domen) (17,19, 20). To je tudi razlog za tako pozno določitev genskega zapisa receptorja hHjR, saj kloniranje na osnovi homologij s hH^R in hH2R ni bilo uspešno.
Gen za hHjR se nahaja na kromosomu 20 na lokusu 20q13.133 (HRH3 GenelD: 11255). Za razliko od genov za hH1R in hH2R, ki ju kodirata eksona brez vmesnih intronov, se v kodirajoče regije hH3R vrinjajo trije intro-ni. Posledica take genske strukture je alternativno izrezovanje predinformacijske RNA (angl. pre-messenger RNA, pre-mRNA) in s tem izgradnja več izooblik receptorja. Znanih je preko 20 izooblik hH3R z različno dolgimi aminskimi (N-) konci, inkluzijami na karboksilnem (C-) koncu, z delecijami na transmembranskih domenah in z različno dolgo tretjo znotrajcelično zanko (slika 2) (21). Izooblike z inkluzijami ali delecijami na tretji
znotrajcelični zanki so deležne največje pozornosti raziskovalcev, saj je ta domena ključna za sklapljanje receptorske molekule z regu-latornimi proteini G in tudi razlog za različne farmakološke lastnosti, kot so signalni mehanizmi, vezavne afinitete ligandov ali spontana aktivnost. Vse izooblike nimajo izražene proteinske G-aktivnosti, vendar se predvideva, da sodelujejo pri uravnavanju drugih funkcionalnih izooblik.
Gen za H3R so do sedaj klonirali tudi pri različnih živalskih vrstah (pri miši, podgani, morskem prašičku in opici) in pri vseh potrdili prisotnost izooblik (22-29). Medrecep-torji obstajajo vrstno specifične razlike, ki pomembno vplivajo na molekularne lastnosti, in sicer porazdelitev, funkcionalne lastnosti in farmakološki odziv receptorjev, kar otežuje raziskovalno delo pri vrednotenju učinkovitosti selektivnih ligandov v razmerah in vivo (30).
Poleg različnih izooblik receptorja so študije potrdile tudi genske polimorfizme hH3R.
Do danes so bili opisani trije polimorfni ale-li gena (17, 31, 32). Pretvorbo citozina v timi-din na mestu 839 (C839T) gena za hH3R in zamenjavo alanina z valinom na aminokislin-skem mestu 280 (A280V) so odkrili pri bolniku s Shy-Dragerjevim sindromom (idiopatsko ortostatsko hipotenzijo) - nevrodegenera-tivno boleznijo osrednjega živčevja, za katero je značilna tudi napredujoča disfunkcija avtonomnega živčevja (31, 32). Omenjeni polimorfizem naj bi zaradi mutiranega recep-torja povzročil pretirano zaviranje izločanja noradrenalina in tako prispeval k etiologiji omenjenega sindroma (31).
ZNOTRAJCELIČNE SIGNALNE POTI HISTAMINSKEGA RECEPTORJA TIPA 3
Svojevrstna značilnost H3R je velika pestrost znotrajceličnih signalnih poti (slika 3) (33). Pri preučevanju vezave [35S] gvanozin trifos-fat gama S (angl. guanosine triphosphate gamma S, [35S]GTPyS) na možganskih tkivih podgane so v prisotnosti toksina oslovskega kašlja ugotovili, da se H3R sklaplja z regula-tornimi proteini Gai/o (34). Študije na rekom-binantnih in nativnih receptorjih so potrdile, da H3R preko proteina Gai/o inhibira adeni-lat ciklazo - encim, ki je odgovoren za pretvorbo adenozin-5'-trifosfata (angl. adenosine 5'-triphosphate, ATP) v ciklični adenozin-3', 5'-monofosfat (angl. 3'-5'-cyclic adenosine monophosphate, cAMP). Znižanje znotrajce-lične koncentracije cAMP privede do manjše aktivnosti protein kinaze A (PKA), ki uravnava tako transkripcijo genov preko vezav-nega proteina za odzivni element za cAMP (angl. cAMP responsive element binding protein, CREB), kot tudi aktivnost številnih encimov in receptorjev (35). Preko aktivacije pro-teinov Gi/o sproži H3R tudi fosforilacijo z mito-genom aktivirane protein kinaze (MAP-kina-ze) in fosfatidilinozitol 3-kinaze (angl. phosp-hatidylinositol 3-kinase, PI3K), aktivira fosfo-lipazo A2 (angl. phospholipase A2, PLA2), kar vodi do sproščanja arahidonske kisline, inhibira izmenjevalec Na+/H+ in inhibira s K+-in-duciran prehod kalcijevih ionov v celice (slika 3) (33).
Inhibicija nivojev cAMP in cAMP/PKA kaskade ter signalne poti kalcija in od kalmo-
dulina odvisne protein kinaze II predstavlja glavno signalno pot, preko katere H3R na hista-minergičnih živčnih končičih zavira izgradnjo in sproščanje histamina (36-38). Podobni signalni mehanizmi naj bi bili udeleženi tudi pri zaviranju sproščanja drugih živčnih pre-našalcev, ki poteka po aktivaciji heterogene-ga H3R na nehistaminergičnih živčnih celicah (39, 40). MAP-kinazna pot uravnava celično rast, diferenciacijo in preživetje nevronov, zato je pomembna pri vzdrževanju sinaptične plastičnosti in s tem kognitivnih funkcij (npr. spomin) (41). PI3K aktivira protein kina-zo B (znana tudi kot Akt), ki nadalje fosforilira in s tem inhibira delovanje glikogen-sinta-ze-kinaze 3ß (GSK3ß) - poglavitne tau kinaze v možganih (42).
Med embrionalnim razvojem je H3R specifično izražen le v določenih predelih možganov, zato se predvideva, da je aktivacija Akt preko teh receptorjev pomembna pri nadzoru nevronske migracije (43). V odraslem živčevju normalna Akt/GSK-3ß-kinazna aktivnost zavira apoptozo nevronov, medtem ko spremembe njene aktivnosti spremljajo Alzhei-merjevo bolezen, nevrološke motnje in shizofrenijo (44-46). V patoloških stanjih, kot so ishemične poškodbe, Alzheimerjeva bolezen in Parkinsonova bolezen, je bila ugotovljena tudi pretirana aktivnost PLA2 ki poleg ara-hidonske kisline povzroča sproščanje lipid-nih mediatorjev, ki prožijo nevronsko apop-tozo (47).
SPONTANA AKTIVNOST HISTAMINSKEGA RECEPTORJA TIPA 3
H kompleksnemu delovanju H3R prispeva poleg pestrosti znotrajceličnih signalnih poti tudi visoka stopnja spontane (konstitutivne) aktivnosti, tj. aktivnosti v odsotnosti agoni-sta (48). H3R je alosterični protein, ki v ravnotežnem stanju zavzema različne konformacij-ske oblike. Spontano aktivna oblika receptorja se sklaplja s proteinom G in sproža znotraj-celične signalne poti. Spontana aktivnost H3R je bila sprva določena na celičnih linijah, kjer je velika gostota nekaterih rekombinantno izraženih izooblik sovpadala s spontano inhi-bicijo adenilat ciklaze, vezavo [35S]GTPyS in s povečanim sproščanjem arahidonske kisli-
259
260
Slika 3. Inotrajceli(ne signalne poti, ki potekajo preko aktivacije histaminskih receptorjev tipa 3. Receptor preko aktivacije proteinov sproži inhibicijo adenilat ciklaze, fosforilacijo z mitogenom aktivirane proteinske kinaze in fosfoinozitid 3-kinaze, spodbuja fosfoiipa-zo A^^, kar vodi do sproščanja arahidonske kisline, inhibira izmenjevalec Na+/H+in s K+-induciran prehod kalcijevih ionov v celice (21). AA - arahidonska kislina (angl. arachidonic acid), HA - histamin, H^R - histaminski receptor tipa 3, a, ß, y - podenote proteinov G, PIA2- fosfolipaza A.^ (angl. phospholipase A2), PI3K - fosfatidilinozitol 3-kinaza (angl. phosphatidylinositol 3-kinase), Akt - protein kinaza B, GSK3ß - glikogen-sintaze-kinaza 3ß, MAPK - z mitogenom aktivirana protein kinaza, AC - adenilat ciklaza, ATP - adeno-zin-5'-trifosfat (angl. adenosine 5'-triphosphate), cAMP - cikličniadenozin-3',5'-monofosfat (angl. 3'-5'-cyclk adenosine monophosphate), PKA - protein kinaza A, CREB - vezavni protein za odzivni element za ciklični adenozin-3',5'-monofosfat (angl. cAMP responsive element binding protein).
ne (49-51). Študije na možganih glodavcev so visok delež spontano aktivnih H3R določile tudi v razmerah in vivo in potrdile njihovo pomembno fiziološko vlogo, saj naj bi pred-sinaptični receptor preko tega mehanizma zaviral nevronsko aktivnost (37, 49-51).
Stopnja spontane aktivnosti receptorja je odvisna od živalske vrste, izooblike, celične gostote ter znotrajceličnih signalnih poti, zanjo pa je odgovorno kratko aminokislinsko zaporedje na C-koncu tretje znotrajcelične zanke (32, 52). Spontano aktivnost receptor-ja lahko učinkovito inhibirajo samo inverzni agonisti; to so snovi, ki se vežejo na isti receptor kot agonisti, ga ne aktivirajo, ampak povzročijo nasprotni učinek kot agonisti, ker stabilizirajo receptor v njegovi neaktivni kon-formaciji. Tako preprečujejo sklapljanje H3R s proteinom G in posledično aktivirajo endogeno sproščanje histamina in drugih živčnih
prenašalcev. Številni klasični antagonisti H3R (npr. tioperamid, klobenoprit in ciproksifan) v resnici delujejo kot inverzni agonisti (49, 50).
HISTAMINSKI RECEPTOR TIPA 3 IN ASTROCITI
Astrociti so najštevilnejše celice glije, ki so zaradi svoje edinstvene sposobnosti spreminjanja funkcije in prilagajanja na spremembe v mikrookolju aktivni dejavnik delovanja osrednjega živčevja. Interakcije med astroci-ti in živčnimi celicami so ključne za uravnavanje strukturne in funkcionalne sinaptične plastičnosti v času razvoja živčevja in pri odraslih, posegajo pa tudi v procese regeneracije poškodovanih možganov (53-55). Astrociti so pomembne tarčne celice histaminergičnih nevronov. Študije so potrdile, da astrociti iz različnih predelov osrednjega živčevja sesal-
cev izražajo H^R in H2R (56-58). Astrociti privzemajo in razgrajujejo histamin iz okolja, histamin pa uravnava astrocitno rast in pro-liferacijo, razgradnjo glikogena ter preko H^R zvišuje znotrajcelicno aktivnost kalcija, kar pomembno prispeva k sproščanju t. i. glijal-nih prenašalcev (glijatransmitorjev) (59-65). Histamin uravnava tudi izgradnjo astrocit-nih citokinov in nevrotrofičnih dejavnikov (58, 66-68).
Naša študija na astrocitih možganske skorje podgane je pokazala, da poleg že znanih dveh podtipov histaminskih receptorjev te celice izražajo tudi H3R (69). Tako kot nevronski se tudi astrocitni H3R sklaplja s proteini Gai/o, preko inhibicije adenilat ciklaze znižuje znotraj-celične koncentracije cAMP, aktivira MAP-ki-nazno signalno pot, preko fosfolipaze C pa aktivira protein kinazo C. Zanimivo je, da spontane aktivnosti tega receptorja, ki bi uravnavala nivoje znotrajceličnega cAMP, nismo zaznali. Potrdili smo tudi funkcionalno vlogo astrocitnega H3R, saj histamin preko aktivacije vseh treh histaminskih receptorskih podtipov in njihovih znotrajceličnih signalnih poti, ki se združijo na nivoju aktivacije MAP-ki-nazne poti, spodbuja gensko izražanje in pro-teinsko izgradnjo nevrotrofičnega dejavnika
nevrotrofina-3 (NT-3) (69). V možganih podgane so izolirali več izooblik H3R, zato želimo ugotoviti prisotnost teh izooblik tudi na astrocitih ter proučiti njihove vezavne lastnosti in specifične signalne poti (23). Odkritje astrocitnega H3R pomembno prispeva k poznavanju interakcij med histaminskim sistemom in glijalnimi celicami, njegove funkcionalne lastnosti pa potrjujejo kompleksno naravo in nakazujejo udeleženost pri uravnavanju delovanja osrednjega živčevja.
LIGANDI HISTAMINSKIH RECEPTORJEV TIPA 3
Histamin se veže na H3R z visoko afiniteto, zato je v začetni fazi razvoja specifičnih ligan-dov veljalo prepričanje, da je imidazolni obroč, ki je strukturna lastnost histamina, nujen za dosego potrebne afinitete za vezavo na receptor. Izgradnja dodatnih funkcionalnih skupin (substituentov) na imidazolni obroč je preprečila vezavo na H3R, modifikacija endogenega liganda v stranski verigi pa je vodila v izgradnjo 4-substituiranih imida-zolov - učinkovitih in selektivnih agonistov H3R (slika 4) (70). (R)-a-metilhistamin je danes v farmakologiji najbolj pogosto uporab-
261
Slika 4. Histamin in predstavniki sinteznih agonistov histaminskih receptorjev tipa 3.
ljen agonist, vendar je njegova uporaba v razmerah in vivo precej omejena zaradi visoke bazičnosti in hidrofilnosti ter obsežnega meta-bolizma prvega prehoda (71).
Z vezavo azometinske skupine na (R)-a-me-tilhistamin je nastala spojina BP 2-94 - pred-zdravilo z večjo biološko uporabnostjo in izboljšanimi farmakokinetičnimi lastnostmi ter prva učinkovina s potencialno terapevtsko uporabnostjo za različna periferna bolezenska sta-
nja (72, 73). Zamenjava aminske skupine z izo-tiosečnino (imetit) in pretvorba fleksibilne stranske verige v rigidno strukturo z uvedbo pirolidinskega (SCH50971) ali piperidinske-ga obroča (imepip) je povečala selektivnost in afiniteto vezave agonistov na HjR ter sposobnost njihovega prehajanja v osrednje živčevje (74-76). S strukturnimi modifikacijami se je povečala tudi selektivnost agonistov za HjR v primerjavi z receptorjem H4R; imetri-
]0 Tioperamid
n


Klobenpropit
262

]2 Proksifan
]3 Ciproksifan
Y
]6 JNJ-28583867
]4 Pitolisant (BF2.649)
r
]5 PF-3654746
]7 GKS-]89,254
]8 Bavisant (JNJ-3]00]074)
Slika 5. A - imidazolni antagonisti histaminskega receptorja tipa 3, B - neimidazolni antagonisti histaminskega receptorja tipa 3.
B
din je 300-krat in metimepip 2.000-krat selek-tivnejši za H3R (77, 78).
Tako kot prva generacija agonistov je bila tudi prva generacija antagonistov H3R osnovana na strukturi histaminskega imida-zolnega heterocikla (slika 5A). Tioperamid, ciproksifan, proksifan in klobenprit so veljali za referenčne spojine, vendar se je izkazalo, da je bazični imidazolni obroč odgovoren za številne stranske in nepredvidljive učinke, kot so interakcije s citokromi P450 in slabo prehajanje v osrednje živčevje (79). Imidazolni antagonisti imajo manjšo potencialno terapevtsko uporabnost v primerjevi z neimida-zolnimi, vendar so zelo uporabni v številnih nekliničnih farmakoloških raziskavah, kot so vezavne študije, klasifikacija histaminskih podtipov, poskusi v razmerah in vitro ipd.
Vrstno specifične razlike v učinkovitosti imidazolnih antagonistov ter razlike v vrednotenju njihove učinkovitosti v razmerah in vivo so pospešile iskanje drugačnih bazičnih skupin in s tem razvoj neimidazolnih antagoni-stov H3R (slika 5B). Imidazolni obroč so zamenjali z različnimi sekundarnimi in s terciarnimi amini, predvsem v obliki alifatskih heteroci-klov, kot so npr. piperidin, piperazin, pirolidin, 2-aminopirolidin in morfolin (80). Zaradi močnejših farmakoloških učinkov in manjših far-
makokinetičnih interakcij danes med neimi-dazolnimi antagonisti H3R prevladujejo spojine, ki vsebujejo piperidin (slika 5B) (81).
Razvoj zdravilnih učinkovin, ki delujejo na H3R, je usmerjen v izgradnjo spojin, ki so sposobne učinkovito inhibirati agonistično delovanja histamina in zavirati spontano aktivnost receptorja. Kompleksno delovanje receptorja in spremenljivost njegovih lastnosti med živalskimi vrstami in pri človeku zahteva skrbno načrtovanje novih selektivnih antagonistov/inverznih agonistov, ki jih bomo v prihodnosti lahko uporabljali v klinične namene. Raziskave na tem področju so intenzivne, saj je več takih spojin že v fazi II in III kliničnega preizkušanja zdravil za zdravljenje nekaterih bolezni, ki prizadenejo kognitivne funkcije, stanje budnosti in energijsko homeo-stazo (tabela 1) (82-84).
POTENCIALNA TERAPEVTSKA UPORABA LIGANDOV HISTAMINSKIH RECEPTORJEV TIPA 3
Upad kognitivnih funkcij
Kognitivne oz. spoznavne funkcije so tiste zmožnosti, ki so najbolj značilne za človeka
263
Tabela 1. Antagonisti/inverzni agonisti histaminskega receptorja tipa 3, ki so v klinilnih fazah preizkušanja zdravil za zdravljenje bolezni osrednjega živlevja (84). ADHD - motnja pomanjkanja pozornosti s hiperaktivnostjo (angl. attention deficit hyperactivity disorder).
Obolenje	Učinkovino	Indikacijo	Klinično fozo
narkolepsija	Pitolisant (BF2.649) Pitolisant (BF2.649) JNJ-17216498a PF-03654746 GSK-189,254	zaspanost katapleksija zaspanost zaspanost zaspanost	IIIII II II
Alzheimerjeva bolezen	GSK-189,254 MK-0249a PF-03654746	blaga/srednja blaga/srednja blaga/srednja	II II I
ADHD	JNJ-31001074 (Bavisant)	odrasli in otroci	II
shizofrenija	Pitolisant (BF2.649) GSK-239512a MK-0249a	kognitivna oškodovanost kognitivna oškodovanost kognitivna oškodovanost	II II II
Parkinsonova bolezen	Pitolisant (BF2.649)	zaspanost	III
' Kemijske strukture še niso poznane, ker so pod patentno zaščito.
in vključujejo sposobnost učenja, pomnjenja, koncentracije, motivacije, pozornosti ipd. Nastajajo v kompleksni mreži asociacijskih področij možganske skorje in ostalih delov živčevja (85). Različna nevrodegenerativna obolenja in duševne motnje, vključno z motnjo pomanjkanja pozornosti s hiperaktivnostjo (angl. attention deficit hyperactivity disorder, ADHD), Alzheimerjevo boleznijo (angl. Alzheimer's disease, AD) in shizofrenijo, spremlja upad kognitivnih sposobnosti. Na voljo je veliko terapevtskih pristopov za zdravljenje omenjenih stanj (psihostimulansi pri ADHD, holinesterazni inhibitorji pri AD, antipsiho-tiki pri shizofreniji), vendar je njihova učinkovitost nepopolna, neželeni učinki pa pogosti.
Histaminski sistem je pomemben modulator kognitivnih funkcij (83, 85-87). Hista-min kot ekscitatorni živčni prenašalec, ki posinaptično vzburja H1R in H2R ter povzroči obsežno aktivacijo možganske skorje, spodbuja budnost in pozornost. Z delovanjem na H3R uravnava svojo izgradnjo in sproščanje, pa tudi eksocitozo drugih živčnih prenašal_ cev. Farmakološka blokada inhibitornega H3R
264 s selektivnimi antagonisti/inverznimi ago-nisti lahko spodbudi sproščanje živčnih pre-našalcev in aktivira nevronske poti, ki so udeležene pri uravnavanju kognitivnih procesov v osrednjem živčevju, zato predstavlja modulacija H3R obetaven način zdravljenja okrnjenih kognitivnih funkcij in izjemno zanimivo področje predkliničnih in kliničnih raziskav (1, 85).
Predklinične raziskave so potrdile, da anta-gonisti/inverzni agonisti H3R aktivirajo hista-minergične živčne celice in spodbujajo različne nevrokemijske in vedenjske odzive (16, 83, 86). Študije so potekale na modelnih sistemih glodavcev, ki so jim z uporabo antiholi-nergikov (npr. skopolamin) ali antagonistov N-metil-D-aspartata (NMDA) (npr. dizocilpin) oslabili normalno kognitivno delovanje. Živali so izgubile prostorsko orientiranost in sposobnosti pomnjenja, kar je značilno za bolnike z AD. Omenjeni posegi so jim oslabili tudi socialni spomin, kar spremlja AD, shizofrenijo in ADHD. Na teh živalskih modelih je bilo možno oceniti tudi impulzivnost (pomemben sestavni del ADHD) in izvršilno dejavnost (motena pri shizofreniji) (87).
Strukturno različni antagonisti/inverzni agonisti H3R so v vedenjskih testih na glodav-cih, kot so socialni spomin, delovni spomin, prepoznavanje objektov, orientiranje v labirintih ipd., preprečili spremembe, inducirane s skopolaminom. Njihovi prokognitivni učinki so bili posledica inhibicije H3R v ho-linergičnem bazalnem jedru, kar je močno povečalo nivoje acetilholina - ključnega živčnega prenašalca pri uravnavanju pozornosti in pomnjenja - v možganski skorji, ugotovljena pa je bila tudi aktivacija dopaminergičnih in noradrenergičnih živčnih celic v prefron-talni možganski skorji (83). Z vlogo inhibitorjev H3R se ujemajo tudi poskusi na H3R"/"-mi-ših, ki ne vsebujejo genskega zapisa za H3R. Te živali so imele normalno sposobnost pomnjenja in učenja, vendar so bile odporne na amnestično delovanje skopolamina (88).
Modulacija sproščanja dopamina predstavlja terapevtski izziv za zdravljenje shizofrenije, kjer nezadostna aktivnost dopamin-skega sistema povzroča negativne simptome in kognitivni upad (89). Ker histaminergične živčne celice oživčujejo področja, ki so tesno povezana z razvojem shizofrenije, bi antago-nisti/inverzni agonisti H3R lahko vplivali na patofiziologijo bolezni. Raziskave na živalskih modelih za študij mehanizmov shizofrenije, pozornosti in kognitivnih sposobnosti so potrdile njihovo antipsihotično delovanje, saj so spodbujali nivoje dopamina in acetilholina v prefrontalni možganski skorji, zmanjšali primanjkljaj senzorične aktivnosti ali zavrli z metamfetaminom povzročeno psihomotorično aktivnost (90).
Antagonisti/inverzni agonisti H3R vplivajo na prenos več živčnih prenašalcev v osrednjem živčevju, zato predstavljajo velik izziv za razvoj učinkovitih zdravilnih snovi, ki bodo ponovno vzpostavile okrnjeno delovanje živčnih prenašalcev, brez sočasnega vpliva na normalno delovanje možganov. Hkrati s predkliničnimi študijami potekajo tudi klinične raziskave, ki preučujejo prokognitiv-ne lastnosti antagonistov/inverznih agonistov, kot so Pitolisant ali BF2.649, GSK-239512, MK-0249, PF-03654746 in JNJ-31001074 pri bolnikih z AD ali shizofrenijo (91, 92). Prav tako je v začetnih fazah preizkušanja substanca JNJ-31001074, ki je v predkliničnih študijah na živalskem modelu ADHD učinkovito
zavirala pretirano aktivnost in impulzivnost ter predstavlja obetaven izboljševalec kogni-cije pri motnjah pozornosti (93). Rezultati kliničnih {tudij omenjenih ligandov HjR vlivajo upanje, da bo v prihodnosti možno tudi z njihovo pomočjo omiliti upad kognitivnih funkcij pri bolnikih z različnimi nevrodegene-rativnimi obolenji in duševnimi motnjami (tabela 1).
Motnje spanja
Kompleksno izmenjavo budnosti in spanja v cirkadianem ritmu uravnava več sistemov živčnih prenašalcev (histamin, noradrenalin, glutamat, acetilholin, GABA ter oreksin, ki je peptidni nevrotransmitor, ki vpliva na hranjenje in budnost in katerega pomanjkanje ima ključno vlogo pri narkolepsiji) (85, 94). Fiziološka vloga histamina pri tem procesu je bila prvič omenjena v 70. letih prejšnjega stoletja, danes pa je podprta s številnimi študijami, ki potrjujejo, da projekcije histaminergič-nih živčnih celic v možgansko skorjo in nekatere druge predele osrednjega živčevja predstavljajo eno glavnih nevronskih poti, ki spodbujajo zavest in budnost (95). Histami-nergični nevroni imajo večjo prožilno aktivnost v budnem stanju kot v spanju (94). Zaviranje inhibitornega delovanja HjR poveča vzdražnost in odzivnost histaminskih živčnih celic in spodbuja sproščanje histamina, ki s stimulacijo posinaptičnih H1R povzroči obsežno aktivacijo osrednjega živčevja (96, 97). Za vrsto antagonistov/inverznih agonistov HjR so na različnih živalskih modelih potrdili, da spodbujajo izgradnjo in sproščanje histamina, ohranjanjo budnost, zmanjšajo fazo spanja s hitrim gibanjem očesnih zrkel (angl. rapid-eye movement) in skrajšajo čas spanja v stanju nizke možganske aktivnosti, njihova sposobnost ohranjanja budnosti pa je povezana s povečano aktivnostjo histaminskega sistema in drugih ascendentnih sistemov retikularne formacije (noradrenergičnega, holinergične-ga ali dopaminergičnega) (96, 98, 99).
Obetavni rezultati predkliničnih raziskav na različnih živalskih modelnih sistemih so nakazali možnost klinične uporabe inverznih agonistov HjR za zdravljenje simptomov prekomerne zaspanosti (narkolepsija s kataplek-sijo, Parkinsonova bolezen) (16, 84, 96). Pitolisant ali BF2.649 je bil prvi inverzni
agonist HjR, ki so ga uporabili v pilotskih kliničnih raziskavah pri bolnikih z različnimi motnjami budnosti. Rezultati kliničnih raziskav faze II in III so pokazali značilno zmanjšanje števila in trajanje dnevnega spanja ter zmanjšanje frekvence katapleksičnih epizod pri bolnikih z narkolepsijo, opazno pa je bilo tudi zmanjšanje dnevne zaspanosti pri bolnikih s Parkinsonovo boleznijo (93). Drugi inverzni agonisti, kot so JNJ-17216498, PF-03654746 ali GSK-189254, šele vstopajo v fazo II kliničnih raziskav za zdravljenje narkolepsije, zato rezultati še niso znani (tabela 1).
Debelost
Debelost je kronična bolezen energijske homeo-staze, ki postaja zdravstveni problem epide-mičnih razsežnosti. S prekomerno telesno težo se pomembno povečuje pojavnost srčno-žilnih obolenj, sladkorne bolezni tipa 2, nekaterih rakavih obolenj, obstruktivne apneje v spanju in ostalih bolezni, zato predstavlja učinkovito zdravljenje debelosti pomemben izziv za farmacevtsko industrijo. Farmakološko zdravljenje debelosti temelji na modulaciji presnove maščob (orlistat - periferni inhibitor lipaz), uporaba centralnih zaviralcev ape tita pa zaradi resnih psihiatričnih in srčno žilnih neželenih učinkov za zdaj ni varna Nezadostna učinkovitost zdravljenja te bolez ni zato vodi v iskanje novih terapevtskih pristopov.
Histaminski sistem je udeležen pri uravnavanju apetita in energijske homeostaze (100). Študije na živalskih modelih debelosti so pokazale, da histamin preko posinaptičnega H1R v ventromedialnem delu hipotalamusa zavira vnos hrane, akumulacijo maščob in nivo leptina ter omili inzulinsko rezistenco (101-104). Udeleženost H1R in z njim povezane aktivacije hipotalamične adenozin-5'-mo-nofosfat (angl. adenosine-5'-monophosphate, AMP) kinaze pri uravnavanju apetita so potrdile tudi študije na modelu miši z izbitim genom za H1R ter neželeni učinki zdravljenja s klasičnimi antihistaminiki (H1R-antagoni-sti prve generacije), antidepresivi in antipsi-hotiki z afiniteto do H1R, za katere je znano, da povečujejo apetit in telesno težo pri živalih in ljudeh (105). Zaradi omenjene vloge histamina pri nadzoru apetita so predvidevali,
265
266
da bi lahko z inhibicijo HjR dosegli povišanje nivojev histamina v osrednjem živčevju in tako zmanjšali vnos hrane, kar je študija s kloben-propitom na živalskem modelu debelosti tudi potrdila (106).
Nekatere raziskave tej hipotezi nasprotujejo. Tako je npr. tiperamid povečal, imetit (agonist HjR) pa zmanjšal apetit in vnos hrane; ta učinek je bil pri miših z izbitim genom za HjR odsoten (107). Študije torej kažejo, da je delovanje modulatorjev HjR pri uravnavanju apetita kompleksno in poleg histamina odvisno tudi od drugih živčnih prenašalcev in njihovih vplivov na oreksin-ski sistem. Antagonisti/inverzni agonisti HjR, ki so v kliničnih fazah preizkušanja zdravil za zdravljenje narkolepsije ali ADHD, niso imeli pomembnega vpliva na telesno težo (tabela 1). Zanimivo bo videti, ali bo faza II klinične raziskave s substanco SCH 497079 potrdila vpliv na zmanjšan vnos hrane in izgubo telesne teže.
Bolecina
Histamin je eden izmed glavnih posrednikov lokalnega vnetja in je vključen tako v periferno kot tudi v centralno nocicepcijo (108). Kadar se histamin sprošča na perifernih mestih, povzroča bolečino in aktivacijo z bolečino povezanih signalnih poti v primarnih aferentnih živčnih vlaknih. V osrednjem živčevju histamin vpliva na prenos bolečinskih signalov, predvsem preko vpliva na bolečinsko zaznavanje v talamusu in možganski skorji. Pokazali so, da je tioperamid (antagonist HjR) preprečil z imetitom povzročeno hiper-algezijo le v pozni fazi, ki je odgovorna za vnetno bolečino (109). V primeru aplikacije tioperamida v možganske prekate (intracere-broventrikularno) pride do povišanja bolečinskega vzdražnega praga na modelu nevropat-ske bolečine z delno ligacijo perifernega živca, medtem ko ga sistemska (intravenska) aplikacija zniža (110).
Ti podatki kažejo, da bi lahko bili agonisti HjR uporabni za zdravljenje vnetnega tipa bolečine, antagonisti HjR pa za zdravljenje nevropatske bolečine. Razlaga teh rezulatov
je še posebej težka, saj imajo svojo vlogo pri prenosu bolečine tudi H4R. Pri tem je treba omeniti, da sta agonist imetit in antagonist tioperamid tudi liganda H4R. Uporaba bolj specifičnega antagonista/inverznega agonista GSK207040 je značilno inhibirala s kapsaici-nom povzročeno sekundarno alodinijo (tj. stanje, pri katerem normalno neboleči dražljaji povzročijo bolečino) v primerjavi s kontrolno skupino (111). To dokazuje, da so pri bolečini, povezani z vnetjem, antagonisti HjR učinkovitejši kot agonisti. Vsekakor bodo potrebne nadaljnje raziskave, ki bodo natančneje pojasnile vlogo perifernih, spinalnih in možganskih HjR pri različnih tipih bolečine.
ZAKLJUČEK
Veliko zanimanje raziskovalcev je pripomoglo k pomembnemu napredku pri poznavanju vloge HjR v osrednjem živčevju. Preko preučevanja molekularnih (izooblike, tkivna porazdelitev), farmakoloških (vezavne afini-tete ligandov) in funkcionalnih lastnosti (spontana aktivnost, znotrajcelični signalni mehanizmi) danes bolje razumemo njegovo izjemno kompleksno naravo. Izgradnja visoko učinkovitih in selektivnih antagonistov/in-verznih agonistov HjR je omogočila številne predklinične študije na živalskih modelih ter začetne klinične raziskave nekaterih od teh ligandov za zdravljenje različnih bolezni, ki prizadenejo kognitivne funkcije, budnost in energijsko homeostazo.
Cilj razvoja ligandov HjR je terapevtska uporabnost. Iz trenutno javno dostopnih podatkov je govoriti o uspehu ali neuspehu posameznih zdravilnih učinkovin prehitro, saj je večina kliničnih raziskav še v teku. Hkrati je nemogoče predvideti, ali bodo antagoni-sti/inverzni agonisti HjR enako uspešni pri ljudeh, kot so bili pri glodavcih. Razvoj učinkovin, ki delujejo na ta receptor, je intenziven in finančno podprt - odprto ostaja le vprašanje, ali bomo kmalu videli oglaševanje v smislu »postanite pametnejši in vitkejši« ali pa bo interes farmacevtske industrije zaradi dolgotrajnosti raziskav zamrl.
LITERATURA
1.	Haas HL, Sergeeva OA, Selbach O. Histamine in the nervous system. Physiol Rev. 2008; 88 (3): 1183-241.
2.	Hough LB, Leurs R. Histamine. In: Siegel GJ, Albers RW, Brady ST, et al., eds. Basic neurochemistry: molecular, cellular, and medical aspects. 7th ed. Burlington (MA): Elsevier Academic Press; 2006. p. 249-65.
3.	Barger G, Dale HH. Chemical structure and sympathomimetic action of amines. J Physiol. 1910; 41 (12): 19-59.
4.	Dale HH, Laidlaw PP. The physiological action of beta-imidazolylethylamine. J Physiol. 1910; 41 (5): 318-44.
5.	Bovet D, Staub A. Action protectrice des ethers phenoliques au course de l'intoxication histaminique. C R Seances Soc Biol Fil. 1936; 124: 547-9.
6.	Arrang JM, Garbarg M, Schwartz JC. Auto-inhibition of brain histamine release mediated by a novel class (H3) of histamine receptor. Nature. 1983; 302 (5911): 832-7.
7.	Pillot C, Heron A, Cochois V, et al. A detailed mapping of the histamine H(3) receptor and its gene transcripts in rat brain. Neuroscience. 2002; 114 (1): 173-93.
8.	Cannon KE, Chazot PL, Hann V, et al. Immunohistochemical localization of histamine H3 receptors in rodent skin, dorsal root ganglia, superior cervical ganglia, and spinal cord: potential antinociceptive targets. Pain. 2007; 129 (1-2): 76-92.
9.	Clapham J, Kilpatrick GJ. Histamine H3 receptors modulate the release of [3H]-acetylcholine from slices of rat entorhinal cortex: evidence for the possible existence of H3 receptor subtypes. Br J Pharmacol. 1992; 107 (4): 919-23.
10.	Schlicker E, Fink K, Hinterthaner M, et al. Inhibition of noradrenaline release in the rat brain cortex via presynaptic H3 receptors. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1989; 340 (6): 633-8.
11.	Schlicker E, Fink K, Detzner M, et al. Histamine inhibits dopamine release in the mouse striatum via presynaptic H3 receptors. J Neural Transm Gen Sect. 1993; 93 (1): 1-10.
12.	Schlicker E, Betz R, Göthert M. Histamine H3 receptor-mediated inhibition of serotonin release in the rat brain cortex. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1988; 337 (5): 588-90.
13.	Arias-Montano JA, Floran B, Garcia M, et al. Histamine H(3) receptor-mediated inhibition of depolarization-induced, dopamine D(1) receptor-dependent release of [(3)H]-gamma-aminobutryic acid from rat striatal slices. Br J Pharmacol. 2001; 133 (1): 165-71.
14.	Molina-Hernandez A, Nunez A, Sierra JJ, et al. Histamine H3 receptor activation inhibits glutamate release from _
rat striatal synaptosomes. Neuropharmacology. 2001; 41 (8): 928-34.	267
15.	Pillot C, Heron A, Schwartz JC, et al. Ciproxifan, a histamine H3-receptor antagonist/inverse agonist, modulates the effects of methamphetamine on neuropeptide mRNA expression in rat striatum. Eur J Neurosci. 2003; 17 (2): 307-14.
16.	Esbenshade TA, Fox GB, Cowart MD. Histamine H3 receptor antagonists: preclinical promise for treating obesity and cognitive disorders. Mol Interv. 2006; 6 (2): 77-88.
17.	Lovenberg TW, Roland BL, Wilson SJ, et al. Cloning and functional expression of the human histamine H3 receptor. Mol Pharmacol. 1999; 55 (6): 1101-7.
18.	Leurs R, Hoffmann M, Wieland K, et al. H3 receptor gene is cloned at last. Trends Pharmacol Sci. 2000; 21 (1): 11-2.
19.	Zhu Y, Michalovich D, Wu H, et al. Cloning, expression, and pharmacological characterization of a novel human histamine receptor. Mol Pharmacol. 2001; 59 (3): 434-41.
20.	Liu C, Ma X, Jiang X, et al. Cloning and pharmacological characterization of a fourth histamine receptor (H(4)) expressed in bone marrow. Mol Pharmacol. 2001; 59 (3): 420-6.
21.	Leurs R, Bakker RA, Timmerman H, et al. The histamine H3 receptor: from gene cloning to H3 receptor drugs. Nat Rev Drug Discov. 2005; 4 (2): 107-20.
22.	Chen J, Liu C, Lovenberg TW. Molecular and pharmacological characterization of the mouse histamine H3 receptor. Eur J Pharmacol. 2003; 467 (1-3): 57-65.
23.	Drutel G, Peitsaro N, Karlstedt K, et al. Identification of rat H3 receptor isoforms with different brain expression and signaling properties. Mol Pharmacol. 2001; 59 (1): 1-8.
24.	Cassar S. Cloning of the guinea pig H3 receptor. Neuroreport. 2000; 11 (12): L3-4.
25.	Yao BB, Sharma R, Cassar S, et al. Cloning and pharmacological characterization of the monkey histamine H3 receptor. Eur J Pharmacol. 2003; 482 (1-3): 49-60.
26.	Rouleau A, Heron A, Cochois V, et al. Cloning and expression of the mouse histamine H3 receptor: evidence for multiple isoforms. J Neurochem. 2004; 90 (6): 1331-8.
27.	Morisset S, Sasse A, Gbahou F, et al. The rat H3 receptor: gene organization and multiple isoforms. Biochem Biophys Res Commun. 2001; 280 (1): 75-80.
28.	Tardivel-Lacombe J, Rouleau A, Heron A, et al. Cloning and cerebral expression of the guinea pig histamine H3 receptor: evidence for two isoforms. Neuroreport. 2000; 11 (4): 755-9.
29.	Strakhova MI, Fox GB, Carr TL, et al. Cloning and characterization of the monkey histamine H3 receptor isoforms. Eur J Pharmacol. 2008; 601 (1-3): 8-15.
30.	Lovenberg TW, Pyati J, Chang H, et al. Cloning of rat histamine H(3) receptor reveals distinct species pharmacological profiles. J Pharmacol Exp Ther. 2000; 293 (3): 771-8.
31.	Wiedemann P, Bönisch H, Oerters F, et al. Structure of the human histamine H3 receptor gene (HRH3) and identification of naturally occurring variations. J Neural Transm. 2002; 109 (4): 443-53.
32.	Hancock AA, Esbenshade TA, Krueger KM, et al. Genetic and pharmacological aspects of histamine H3 receptor heterogeneity. Life Sci. 2003; 73 (24): 3043-72.
33.	Bongers G, Bakker RA, Leurs R. Molecular aspects of the histamine H3 receptor. Biochem Pharmacol. 2007; 73 (8): 1195-204.
34.	Clark EA, Hill SJ. Sensitivity of histamine H3 receptor agonist-stimulated [35S]GTP gamma[S] binding to pertussis toxin. Eur J Pharmacol. 1996; 296 (2): 223-5.
35.	Brandon EP, Idzerda RL, McKnight GS. PKA isoforms, neural pathways, and behaviour: making the connection. Curr Opin Neurobiol. 1997; 7 (3): 397-403.
36.	Torrent A, Moreno-Delgado D, Gomez-Ramirez J, et al. H3 autoreceptors modulate histamine synthesis through calcium/calmodulin- and cAMP-dependent protein kinase pathways. Mol Pharmacol. 2005; 67 (1): 195-203.
37.	Moreno-Delgado D, Torrent A, Gomez-Ramirez J, et al. Constitutive activity of H3 autoreceptors modulates histamine synthesis in rat brain through the cAMP/PKA pathway. Neuropharmacology. 2006; 51 (3): 517-23.
38.	Moreno-Delgado D, Gomez-Ramirez J, Torrent-Moreno A, et al. Different role of cAMP dependent protein kinase and CaMKII in H3 receptor regulation of histamine synthesis and release. Neuroscience. 2009; 164 (3): 1244-51.
39.	Rittenhouse AR, Zigmond RE. Role of N- and L-type calcium channels in depolarization-induced activation of tyrosine hydroxylase and release of norepinephrine by sympathetic cell bodies and nerve terminals. J Neurobiol. 1999; 40 (2): 137-48.
40.	Seyedi N, Mackins CJ, Machida T, et al. Histamine H3-receptor-induced attenuation of norepinephrine exocy-tosis: a decreased protein kinase a activity mediates a reduction in intracellular calcium. J Pharmacol Exp Ther. 2005; 312 (1): 272-80.
41.	Thomas GM, Huganir RL. MAPK cascade signalling and synaptic plasticity. Nat Rev Neurosci. 2004; 5 (3): 173-83.
42.	Sun W, Qureshi HY, Cafferty PW, et al. Glycogen synthase kinase-3beta is complexed with tau protein in brain microtubules. J Biol Chem. 2002; 277 (14): 11933-40.
43.	Karlstedt K, Ahman MJ, Anichtchik OV, et al. Expression of the H3 receptor in the developing CNS and brown _ fat suggests novel roles for histamine. Mol Cell Neurosci. 2003; 24 (3): 614-22.
268 44. Brazil DP, Yang ZZ, Hemmings BA. Advances in protein kinase B signalling: AKTion on multiple fronts. Trends Biochem Sci. 2004; 29 (5): 233-42.
45.	Rickle A, Bogdanovic N, Volkman I, et al. Akt activity in Alzheimer's disease and other neurodegenerative disorders. Neuroreport. 2004; 15 (6): 955-9.
46.	Emamian ES, Hall D, Birnbaum MJ, et al. Convergent evidence for impaired AKT1-GSK3beta signaling in schizophrenia. Nat Genet. 2004; 36 (2): 131-7.
47.	Farooqui AA, Horrocks LA. Phospholipase A2-generated lipid mediators in the brain: the good, the bad, and the ugly. Neuroscientist. 2006; 12 (3): 245-60.
48.	Arrang JM, Morisset S, Gbahou F. Constitutive activity of the histamine H3 receptor. Trends Pharmacol Sci. 2007; 28 (7): 350-7.
49.	Morisset S, Rouleau A, Ligneau X, et al. High constitutive activity of native H3 receptors regulates histamine neurons in brain. Nature. 2000; 408 (6814): 860-4.
50.	Wieland K, Bongers G, Yamamoto Y, et al. Constitutive activity of histamine h(3) receptors stably expressed in SK-N-MC cells: display of agonism and inverse agonism by H(3) antagonists. J Pharmacol Exp Ther. 2001; 299 (3): 908-14.
51.	Rouleau A, Ligneau X, Tardivel-Lacombe J, et al. Histamine H3-receptor-mediated [35S]GTP gamma[S] binding: evidence for constitutive activity of the recombinant and native rat and human H3 receptors. Br J Pharmacol. 2002; 135 (2): 383-92.
52.	Takahashi K, Tokita S, Kotani H. Generation and characterization of highly constitutive active histamine H3 receptors. J Pharmacol Exp Ther. 2003; 307 (1): 213-8.
53.	Araque A, Carmignoto G, Haydon PG. Dynamic signaling between astrocytes and neurons. Annu Rev Physiol. 2001; 63: 795-813.
54.	Fellin T, Carmignoto G. Neuron to astrocyte signaling in the brain represents a distinct multifunctional unit. J Physiol. 2004; 559 (Pt1): 3-15.
55.	Elmariah SB, Highes EG, Joo Oh, et al. Neurotrophin signaling among neurons and glia during formation of tripartite synapses. Neuron Glia Biol. 2005; 10: 1-11.
56.	Hösli L, Hösli E, Schneider U, et al. Evidence for the existence of histamine H1- and H2-receptors on astrocytes of cultured rat central nervous system. Neurosci Lett. 1984; 48 (3): 287-91.
57.	Carman-Kržan M, Lipnik-Štangelj M. Molecular properties of central and peripheral histamine H1 and H2 receptors. Pflugers Arch. 2000; 439 (3 Suppl): R131-2.
58.	Lipnik-Stangelj M, Carman-Kržan M. Activation of histamine H1-receptor enhances neurotrophic factor secretion from cultured astrocytes. Inflamm Res. 2004; 53 (6): 245-52.
59.	Rafalfowska U, Waskiewicz J, Albrecht J. Is neurotransmitter histamine predominantly inactivated in astrocytes? Neurosci Lett. 1987; 80 (1): 106-10.
60.	Osredkar D, Burnik-Papler T, Pečavar B, et al. Kinetic and pharmacological properties of [(3)H]-histamine transport into cultured type 1 astrocytes from neonatal rats. Inflamm Res. 2009; 58 (2): 94-102.
61.	Rodriguez J, Moran J, Blanco I, et al. Effect of histamine on the development of astroglial cells in culture. Neuroc-hem Res. 1989; 14 (7): 693-700.
62.	Arbones L, Picatoste F, Garcia A. Histamine stimulates glycogen breakdown and increases 45Ca2+ permeability in rat astrocytes in primary culture. Mol Pharmacol. 1990; 37 (6): 921-7.
63.	Jung S, Pfeiffer F, Deitmer JW. Histamine-induced calcium entry in rat cerebellar astrocytes: evidence for capaci-tative and non-capacitative mechanisms. J Physiol. 2000; 527 (Pt3): 549-61.
64.	Barajas M, Andrade A, Hernandez-Hernandez O, et al. Histamine-induced Ca2+ entry in human astrocytoma U373 MG cells: evidence for involvement of store-operated channels. J Neurosci Res. 2008; 86 (15): 3456-68.
65.	Shelton MK, McCarthy KD. Hippocampal astrocytes exhibit Ca2+-elevating muscarinic cholinergic and hista-minergic receptors in situ. J Neurochem. 2000; 74 (2): 555-63.
66.	Cadman ED, Witte DG, Lee CM. Regulation of the release of interleukin-6 from human astrocytoma cells. J Neuroc-hem. 1994; 63 (3): 980-7.
67.	Miklič S, Jurič DM, Carman-Kržan M. Differences in the regulation of BDNF and NGF synthesis in cultured neonatal rat astrocytes. Int J Dev Neurosci. 2004; 22 (3): 119-30.
68.	Lipnik-Stangelj M. Multiple role of histamine H1-receptor-PKC-MAPK signalling pathway in histamine-stimula-ted nerve growth factor synthesis and secretion. Biochem Pharmacol. 2006; 72 (11): 1375-81.
69.	Jurič DM, Mele T, Carman-Kržan M. Involvement of histaminergic receptor mechanisms in the stimulation of NT-3 synthesis in astrocytes. Neuropharmacology. 2011; 60 (7-8): 1309-17.
70.	Leurs R, Vollinga RC, Timmerman H. The medicinal chemistry and therapeutic potentials of ligands of the histamine H3 receptor. Prog Drug Res. 1995; 45: 107-65.
71.	Arrang JM, Garbarg M, Lancelot JC, et al. Highly potent and selective ligands for histamine H3-receptors. Nature. 1987; 327 (6118): 117-23.
72.	Krause M, Rouleau A, Stark H, et al. Synthesis, X-ray crystallography, and pharmacokinetics of novel azomethine _
prodrugs of (R)-alpha-methylhistamine: highly potent and selective histamine H3 receptor agonists. J Med Chem. 269 1995; 38 (20): 4070-9.
73.	Rouleau A, Garbarg M, Ligneau X, et al. Bioavailability, antinociceptive and antiinflammatory properties of BP 2-94, a histamine H3 receptor agonist prodrug. J Pharmacol Exp Ther. 1997; 281 (3): 1085-94.
74.	Garbarg M, Arrang JM, Rouleau A, et al. S-[2-(4-imidazolyl) ethyl]isothiourea, a highly specific and potent histamine H3 receptor agonist. J Pharmacol Exp Ther. 1992; 263 (1): 304-10.
75.	Hey JA, Aslanian R, Bolser DC, et al. Studies on the pharmacology of the novel histamine H3 receptor agonist Sch 50971. Arzneimittelforschung. 1998; 48 (9): 881-8.
76.	Jansen FP, Mochizuki T, Yamamoto Y, et al. In vivo modulation of rat hypothalamic histamine release by the histamine H3 receptor ligands, immepip and clobenpropit. Effects of intrahypothalamic and peripheral application. Eur J Pharmacol. 1998; 362 (2-3): 149-55.
77.	Kitbunnadaj R, Zuiderveld OP, Christophe B, et al. Identification of 4-(1H-imidazol-4(5)-ylmethyl)pyridine (immet-hridine) as a novel, potent, and highly selective histamine H(3) receptor agonist. J Med Chem. 2004; 47 (10): 2414-7.
78.	Kitbunnadaj R, Hashimoto T, Poli E, et al. N-substituted piperidinyl alkyl imidazoles: discovery of methimepip as a potent and selective histamine H3 receptor agonist. J Med Chem. 2005; 48 (6): 2100-7.
79.	Stephanos JJ. Drug-protein interactions: two-site binding of heterocyclic ligands to a monomeric hemoglobin. J Inorg Biochem. 1996; 62 (3): 155-69.
80.	Ganellin CR, Leurquin F, Piripitsi A, et al. Synthesis of potent non-imidazole histamine H3-receptor antagonists. Arch Pharm (Weinheim). 1998; 331 (12): 395-404.
81.	Meier G, Apelt J, Reichert U, et al. Influence of imidazole replacement in different structural classes of histamine H(3)-receptor antagonists. Eur J Pharm Sci. 2001; 13 (3): 249-59.
82.	Sander K, Kottke T, Stark H. Histamine H3 receptor antagonists go to clinics. Biol Pharm Bull. 2008; 31 (12): 2163-81.
83.	Esbenshade TA, Browman KE, Bitner RS, et al. The histamine H3 receptor: an attractive target for the treatment of cognitive disorders. Br J Pharmacol. 2008; 154 (6): 1166-81.
84.	Passani MB, Blandina P. Histamine receptors in the CNS as targets for therapeutic intervention. Trends Pharmacol Sci. 2011; 32 (4): 242-9.
85.	Nestler EJ, Hyman SE, Malenka RC, eds. Molecular Neuropharmacology. A fundation for Clinical Neuroscience. 2nd ed. McGraw-Hill: New York; 2008.
86.	Brioni JD, Esbenshade TA, Garrison TR, et al. Discovery of histamine H3 antagonists for the treatment of cognitive disorders and Alzheimer's disease. J Pharmacol Exp Ther. 2011; 336 (1): 38-46.
87.	Wrenn CC, Kinney JW, Marriott LK, et al. Learning and memory performance in mice lacking the GAL-R1 subtype of galanin receptor. Eur J Neurosci. 2004; 19 (5): 1384-96.
88.	Toyota H, Dugovic C, Koehl M, et al. Behavioral characterization of mice lacking histamine H(3) receptors. Mol Pharmacol. 2002; 62 (2): 389-97.
89.	Goldman-Rakic PS, Castner SA, Svensson TH, et al. Targeting the dopamine D1 receptor in schizophrenia: insights for cognitive dysfunction. Psychopharmacology (Berl). 2004; 174 (1): 3-16.
90.	Southam E, Cilia J, Gartlon JE, et al. Preclinical investigations into the antipsychotic potential of the novel histamine H3 receptor antagonist GSK207040. Psychopharmacology (Berl). 2009; 201 (4): 483-94.
91.	Ligneau X, Perrin D, Landais L, et al. BF2.649 [1-{3-[3-(4Chlorophenyl)propoxy]propyl} piperidine, hydrochloride], a nonimidazole inverse agonist/antagonist at the human histamine H3 receptor: Preclinical pharmacology. J Pharmacol Exp Ther. 2007; 320 (1): 365-75.
92.	Schwartz JC. The histamine H3 receptor: from discovery to clinical trials with pitolisant. Br J Pharmacol. 2011; 163 (4): 713-21.
93.	Bonaventure P, Letavic M, Dugovic C, et al. Histamine H3 receptor antagonists: from target identification to drug leads. Biochem Pharmacol. 2007; 73 (8): 1084-96.
94.	Lin JS, Sergeeva OA, Haas HL. Histamine H3 receptors and sleep-wake regulation. J Pharmacol Exp Ther. 2011; 336 (1): 17-23.
95.	Schwartz JC. Histaminergic mechanisms in brain. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 1977; 17: 325-39.
96.	Monti JM, Jantos H, Boussard M, et al. Effects of selective activation or blockade of the histamine H3 receptor on sleep and wakefulness. Eur J Pharmacol. 1991; 205 (3): 283-7.
97.	Ligneau X, Lin J, Vanni-Mercier G, et al. Neurochemical and behavioral effects of ciproxifan, a potent histamine H3-receptor antagonist. J Pharmacol Exp Ther. 1998; 287 (2): 658-66.
98.	Le S, Gruner JA, Mathiasen JR, et al. Correlation between ex vivo receptor occupancy and wake-promoting activity of selective H3 receptor antagonists. J Pharmacol Exp Ther. 2008; 325 (3): 902-9.
99.	Parmentier R, Anaclet C, Guhennec C, et al. The brain H3-receptor as a novel therapeutic target for vigilance _ and sleep-wake disorders. Biochem Pharmacol. 2007, 73 (8): 1157-71.
270 100. Passani MB, Blandina P, Torrealba F. The histamine H3 receptor and eating behavior. J Pharmacol Exp Ther. 2011; 336 (1): 24-9.
101.	Itoh Y, Oishi R, Saeki K. Feeding-induced increase in the extracellular concentration of histamine in rat hypothalamus as measured by in vivo microdialysis. Neurosci Lett. 1991; 125 (2): 235-7.
102.	Mercer LP, Kelley DS, Humphries LL, et al. Manipulation of central nervous system histamine or histaminergic receptors (H1) affects food intake in rats. J Nutr. 1994; 124 (7): 1029-36.
103.	Ookuma K, Sakata T, Fukagawa K, et al. Neuronal histamine in the hypothalamus suppresses food intake in rats. Brain Res. 1993; 628 (1-2): 235-42.
104.	Masaki T, Yoshimatsu H, Chiba S, et al. Central infusion of histamine reduces fat accumulation and upregulates UCP family in leptin-resistant obese mice. Diabetes. 2001; 50 (2): 376-84.
105.	Kim SF, Huang AS, Snowman AM, et al. From the cover: antipsychotic drug-induced weight gain mediated by histamine H1 receptor-linked activation of hypothalamic AMP-kinase. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007; 104 (9): 3456-9.
106.	Ishizuka T, Hatano K, Murotani T, et al. Comparison of the effect of an H(3)-inverse agonist on energy intake and hypothalamic histamine release in normal mice and leptin resistant mice with high fat diet-induced obesity. Behav Brain Res. 2008; 188 (2): 250-4.
107.	Yoshimoto R, Miyamoto Y, Shimamura K, et al. Therapeutic potential of histamine H3 receptor agonist for the treatment of obesity and diabetes mellitus. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006; 103 (37): 13866-71.
108.	Hough LB, Rice FL. H3 receptors and pain modulation: peripheral, spinal, and brain interactions. J Pharmacol Exp Ther. 2011; 336 (1): 30-7.
109.	Farzin D, Nosrati F. Modification of formalin-induced nociception by different histamine receptor agonists and antagonists. Eur Neuropsychopharmacol. 2007; 17 (2): 122-8.
110.	Huang L, Adachi N, Nagaro T, et al. Histaminergic involvement in neuropathic pain produced by partial ligation of the sciatic nerve in rats. Reg Anesth Pain Med. 2007; 32 (2): 124-9.
111.	Medhurst AD, Briggs MA, Bruton G, et al. Structurally novel histamine H3 receptor antagonists GSK207040 and GSK334429 improve scopolamine-induced memory impairment and capsaicin-induced secondary allodynia in rats. Biochem Pharmacol. 2007; 73 (8): 1182-94.
Prispelo 4.4.2012