新型抗代謝綜合征藥物的篩選及發(fā)現(xiàn).pdf

1、代謝綜合征是指人體內(nèi)的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等物質(zhì)發(fā)生代謝紊亂，從而造成的一組復(fù)雜的代謝紊亂癥候群，是導(dǎo)致糖尿病、心腦血管疾病等的危險(xiǎn)因素。其中心腦血管疾病是當(dāng)今世界范圍內(nèi)發(fā)病率、致死率最高的重大疾病之一，動(dòng)脈粥樣硬化(Atherosclerosis，AS)是其主要的病理基礎(chǔ)，而脂質(zhì)代謝尤其是膽固醇代謝紊亂又是AS的主要致病因素。早期抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物的研究以調(diào)脂為主要特征，他汀類藥物是典型代表。這類藥物雖然可以有效地降低膽固醇，但是

2、其總的有效率僅為30～40％。糖尿病(DM，diabetes mellitus)是代謝綜合征中一個(gè)非常重要的危險(xiǎn)因素，現(xiàn)已成為第三大危害人類健康的疾病。過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ（Peroxisome Proliferator-Activated Receptorγ,PPARγ）在調(diào)節(jié)糖脂代謝穩(wěn)態(tài)上具有重要的作用，是目前臨床使用的噻唑烷二酮(Thiazolidinediones，TZDs)類藥物的分子靶點(diǎn)。然而，TZDs完全激活PPA

3、Rγ可產(chǎn)生一系列不期望的副作用，如體重增加、水腫和組織損傷等。因此，開(kāi)發(fā)兼能調(diào)節(jié)糖代謝和脂代謝的新型藥物極具前景。近年來(lái)，脂代謝過(guò)程中的關(guān)鍵途徑——膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(reverse cholesterol transport，RCT)通路及選擇性PPARγ調(diào)節(jié)劑(Selective PPARγ Modulator，SPPARγM)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。鑒于此，我們進(jìn)行了靶向RCT的先導(dǎo)化合物的篩選、藥理學(xué)、機(jī)制研究以及PPARγ選擇性激動(dòng)

4、劑虛擬篩選模型的構(gòu)建與應(yīng)用研究:
　　1.靶向RCT的先導(dǎo)化合物改善脂質(zhì)和葡萄糖代謝的藥理學(xué)及機(jī)制研究
　　RCT是指膽固醇由外周組織轉(zhuǎn)運(yùn)回肝臟進(jìn)行再循環(huán)或以膽汁酸的形式隨糞便排出體外的過(guò)程。ABCA1、ABCG1是ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體超家族成員，介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)磷脂和游離膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)到貧脂或無(wú)脂的ApoA-Ⅰ，從而促進(jìn)HDL的生成，啟動(dòng)RCT過(guò)程。SRB1為功能性的高密度脂蛋白受體。這些蛋白都是調(diào)控RCT過(guò)程的關(guān)鍵因子。
　　

5、本論文的第一部分工作是以實(shí)驗(yàn)室前期構(gòu)建的ABCA1/SRB1表達(dá)上調(diào)劑篩選模型為基礎(chǔ)，對(duì)國(guó)家新藥（微生物）篩選實(shí)驗(yàn)室的化合物庫(kù)進(jìn)行篩選，得到了活性化合物E17241和E22840，它們能夠在體外分子水平調(diào)節(jié)參與膽固醇代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)、分泌以及脂肪酸代謝的蛋白表達(dá)，并且能夠有效地促進(jìn)巨噬細(xì)胞中的膽固醇外排，減少巨噬細(xì)胞泡沫化的發(fā)生，減少細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)堆積。在動(dòng)脈粥樣硬化模型ApoE-/-小鼠體內(nèi)，E17241和E22840均能夠降低血漿中膽固醇、甘

6、油三酯以及LDL的水平，增加HDL的含量，同時(shí)主動(dòng)脈和心臟流出道中的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊也明顯減少。另外，小鼠肝臟內(nèi)的脂質(zhì)含量也明顯下降，通過(guò)對(duì)肝臟細(xì)胞中的相關(guān)蛋白表達(dá)的檢測(cè)說(shuō)明E17241和E22840是通過(guò)調(diào)節(jié)ABCA1、ABCG1、SRB1等蛋白來(lái)將膽固醇逆轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟中進(jìn)行代謝。除此之外，我們還發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)活性化合物能夠激活PPARγ，其中E17241不僅能夠顯著降低ApoE-/-小鼠的血糖濃度，還能夠降低2型糖尿病模型KKAy小鼠的空

7、腹血糖及胰島素水平，改善其葡萄糖耐受能力和胰島素敏感性。不僅如此，在KKAy小鼠體內(nèi)，E17241還能夠緩解其由于肥胖造成的高血脂，減少肝臟中的膽固醇含量。相對(duì)于羅格列酮，它對(duì)肝、腎的損傷較小。另外，我們還發(fā)現(xiàn)該化合物之所以能夠上調(diào)ABCA1和SRB1的表達(dá)，部分原因可能是其通過(guò)PKC/PKA通路激活了PPARs和LXRs等核受體，并且增加了SRB1蛋白的穩(wěn)定性?；衔顴17241和E22840的活性均為首次報(bào)道，可作為靶向RCT的先導(dǎo)

8、化合物，在體內(nèi)外發(fā)揮對(duì)膽固醇代謝和葡萄糖代謝的調(diào)節(jié)作用，具有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成為抗動(dòng)脈粥樣硬化藥物的潛能，其中E17241還有望發(fā)展成為治療糖尿病并同時(shí)緩解其伴隨的高血脂和脂肪肝的新型候選藥物。
　　2.PPARγ選擇性激動(dòng)劑的虛擬篩選及藥理學(xué)研究
　　PPARγ是配體結(jié)合的核受體超家族中的一員，主要分布在白色和棕色脂肪，它在調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分化、脂質(zhì)代謝、維持葡萄糖體內(nèi)平衡和胰島素敏感性中發(fā)揮重要作用。完全激活PPARγ可誘導(dǎo)多組織

9、非特異性基因的表達(dá)，而SPPARγM則能夠選擇性地調(diào)控某些特定基因的轉(zhuǎn)錄。目前有許多具有PPARγ部分激動(dòng)活性的化合物在臨床前試驗(yàn)中表現(xiàn)出與完全激動(dòng)劑相當(dāng)?shù)囊葝u素增敏作用，但是具有較弱的或基本不產(chǎn)生TZDs的副作用。
　　本論文的第二部分工作主要是尋找和發(fā)現(xiàn)新型的PPARγ選擇性激動(dòng)劑。我們建立了基于藥效團(tuán)的虛擬篩選工作流程，對(duì)國(guó)家新藥（微生物）篩選實(shí)驗(yàn)室的化合物庫(kù)進(jìn)行了40，000樣次篩選，獲得了活性化合物F12016和F120

10、25。這兩個(gè)化合物是對(duì)PPARγ亞型具有選擇性，激動(dòng)PPARγ的最大效能也只有羅格列酮的20-30％，并且能夠拮抗羅格列酮的激動(dòng)作用。此外，F(xiàn)12016和F12025能夠促進(jìn)肝細(xì)胞和脂肪細(xì)胞代謝葡萄糖，同時(shí)明顯減少了對(duì)脂肪細(xì)胞分化的誘導(dǎo)。它們由于與PPARγ相互作用的方式與羅格列酮不同，因此會(huì)產(chǎn)生不同的構(gòu)象改變，并募集特定的輔因子，從而不同程度的調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)。在自發(fā)性2型糖尿病模型KKAy小鼠體內(nèi)，F(xiàn)12016能夠明顯降低小鼠的空腹

11、血糖，改善葡萄糖耐受性和胰島素敏感性，但不會(huì)引起明顯的體重增加。與羅格列酮相比，F(xiàn)12016還能夠明顯減少對(duì)成骨細(xì)胞分化的抑制作用。我們還研究了F12016和F12025與PPARγ的相互作用模式，并初步探討了其既能保留藥理學(xué)作用又能減少副作用的原因可能是由于其相當(dāng)程度的抑制了CDK5介導(dǎo)的PPARγ Ser273磷酸化。因此，化合物F12016和F12025可作為PPARγ選擇性激動(dòng)劑，有可能發(fā)展成為新型抗糖尿病的先導(dǎo)化合物。