《普创新》之靶点探索篇

来源：2023-04-12 10:27:04 浏览量：4612

背景介绍

编码PPARα、PPARδ/β和PPARγ的基因分别位于人类的22、6和3号染色体及小鼠的15、17和6号染色体[4]。图1：所有PPAR都具有大多数核受体的基本结构，由A/B、C、D和E/F四个功能域组成。N-末端A/B结构域包含非依赖性配体激活功能（AF-1）。DNA结合域（C结构域（DBD））是一个保守的结构域，由两个锌指结构组成，负责PPAR与靶基因启动子中的过氧化物酶体增殖反应元件（PPRE）结合。D结构域是各种辅助因子的结合位点。E/F结构域（配体结合结构域（LBD））结合多种内源性或外源性亲脂性配体，并提供配体特异性。参与转录过程的PPAR辅因子的募集由位于E/F结构域的配体依赖性激活功能（AF-2）介导[5]。

图1  PPAR受体结构

靶点功能

3.1. 糖脂代谢

PPARα和PPARδ在氧化组织中高度表达，并调节与底物传递、底物氧化和氧化磷酸化(OXPHOS)的相关基因[6]。PPARα主要在肝脏、心脏、骨骼肌、棕色脂肪组织(BAT)、肠道和肾脏中表达，促进能量耗散,也影响脂肪酸的转运、酯化和氧化来调节其功能。PPARβ/δ在各种器官中普遍表达，参与脂肪酸氧化，调节血糖水平。PPARγ也在肝脏、骨骼肌、肠道和免疫细胞中表达，但PPARγ主要促进脂肪生成和脂质合成来进行能量储存，其中在白色脂肪组织（WAT）中表达量最高[7]。PPAR受体的分布、生物功能如表1所示。

表1 PPAR亚型、染色体定位、天然配体及生物学效应

PPARα通过调节脂蛋白脂肪酶（LPL）、载脂蛋白基因（APOA1、APOA2和APOA5）、脂肪酸转运和氧化基因（F ABP1、F ABP3、ACS、ACO、CPT1和CPT2）以及HDL代谢（PLTP）和酮合成基因（HMGCS2）的表达来刺激脂肪酸分解代谢[8]，这一现象表明PPARα激动剂可用于治疗高脂血症和心血管疾病（CVD）。另外，PPARγ选择性地促进脂肪组织的脂质摄取和脂肪生成，降低循环甘油三酯和游离脂肪酸含量，减轻胰岛素抵抗[9]。因此，脂肪细胞中的PPARγ激活可以增强胰岛素敏感性，使PPARγ激动剂成为一种有效的抗糖尿病药物[10]。PPAR激动剂的开发为临床治疗代谢和心血管疾病提供了新的思路和方法。

3.2. 免疫调节

有研究发现巨噬细胞和脂肪细胞间存在信号传递。在肥胖动物体内，巨噬细胞转为经典激活的巨噬细胞（CAMs），也称M1巨噬细胞。这些巨噬细胞产生TNF-a, IL-6和一氧化氮合酶的诱导亚型[11, 12]（图2）。相反，瘦肉动物的脂肪组织中含有M2巨噬细胞，也称为交替激活脂肪组织巨噬细胞（AAMs），抑制炎症，影响胰岛素敏感的脂肪细胞分泌胰岛素敏感性脂肪因子，如脂联素（图2）。嗜酸性粒细胞衍生的IL-4和IL-13是维持脂肪组织AAMS[13]所必需的，这与 PPARγ和PPARβ/δ有关。在脂肪细胞中，PPARβ/δ抑制NF-kB活性，减少参与胰岛素抵抗的促炎细胞因子的产生[14]（图2）。

图2  PPAR介导的巨噬细胞（AAMs）对脂肪和肝脏组织的炎症影响

当肝细胞的甘油三酯储存能力过载时，会发生肝损伤，导致凋亡和炎症通路的激活，以及胰岛素抵抗的发展。库普弗细胞（肝巨噬细胞）和肝星状细胞在损伤部位聚集，组织修复和启动纤维化，甚至发展成非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）。Kupffer细胞在促进NAFLD中发挥了不同作用，产生IL-1b来抑制PPARα依赖的FA氧化导致脂质堆积；增加甘油三酯合成；产生TNF-a刺激甘油三酯储存，加重脂肪变性[15]（图2）。有研究表明PPARβ/δ具有减轻化学诱导肝毒性[16]的作用，并提示PPARβ/δ在M2 Kupffer细胞中发挥作用，减少代谢综合征和T2DM[17]（图2）。

3.3. 神经退行性疾病

PPARα不仅调节线粒体代谢，还能促进谷氨酸和胆碱介导的多巴胺的神经传递。此外，PPARα还参与脑内淀粉样蛋白前体蛋白（APP）代谢，并通过Aβ肽直接或间接影响Tau蛋白的磷酸化（图3）。

图3  PPARα在大脑中的作用

PPARβ/δ调节中枢神经系统[18]的细胞分化、脂质代谢和髓鞘形成等过程。PPAR-γ及其共激活因子PGC-1α在神经退行性变和神经炎症的细胞分化和线粒体生物发生中发挥重要作用[19] [20]。有研究报道PPARα激动剂（GW7647）不仅能抑制β淀粉样蛋白（Aβ）的生成，也能降低阿尔茨海默症细胞模型中sAPPβ的表达、BACE-1活性[21]。同时也有学者发现磷脂酰肌醇3-激酶（PI3-K）在PPAR信号通路中起重要作用，会降低Aβ肽的产生[22]。在阿尔茨海默症患者脑中，抑制PPARα信号通路可能会激活APP代谢，并导致Aβ在大脑中的积累（图4）。现在看来，PPARα可能是阿尔茨海默症和其他神经退行性和神经发育障碍的新治疗靶点。然而，其在大脑中的作用机制需要深入研究，才能成功应用。

图4  抑制PPARα可改变AD脑内APP代谢

药物进展

PPAR受体在脂肪酸运输、分解代谢、葡萄糖代谢、脂肪生成、产热、胆固醇运输和生物合成、炎症反应等方面发挥了重要作用[23, 24]。由于其广泛的生物活性，PPAR引起了人们的关注和研究。以往研究表明，激活PPARs受体在心血管功能、神经退行性变、炎症、癌症、生育和生殖等方面具有独特的药理作用，并在治疗血脂异常、糖尿病、胰岛素抵抗和代谢综合征等方面已有了良好的应用，这促使研究人员不断开发更多针对 PPARs的新药[25, 26]。一些PPAR激动剂已被批准为临床药物，如：噻唑烷二酮类、贝特类和格列扎尔，分别用于糖尿病、血脂异常和糖尿病相关并发症的治疗[27]。

由于PPAR激动剂具有重要的代谢调节作用和良好的药用性，许多PPAR激动剂已被合成用于治疗代谢性疾病，特别是血脂异常和2型糖尿病（T2DM）。如：选择性PPARα激动剂贝特酸盐与他汀类药物联合，治疗动脉粥样硬化性高血脂和高甘油三酯血症[28]；噻唑烷二酮（TZDs）是有效的PPARγ激活剂，被用作胰岛素增敏剂来治疗T2DM患者[29]。基于PPARα激动剂的降脂活性和PPARγ激动剂的胰岛素增敏作用已十分明确，再加上贝特酸盐和TZDs成功的临床研究不仅推动了各种PPARα/γ激动剂的发展，也引发了新型PPAR调节剂的研制，包括选择性PPARβ/δ激活剂、双PPAR激动剂和泛PPAR激动剂[30]。除了血脂异常和T2DM, PPAR对代谢综合征（MetS）的其他方面也有深远的影响，如糖尿病并发症、非酒精性脂肪性肝病（NAFLD），以及包括神经退行性疾病、癌症和炎症性疾病在内的非代谢疾病。因此，PPAR激动剂在多种疾病和并发症中的研究已引起大多数人的兴趣[31]。不同PPAR激动剂以及其目前的临床研究如图5所示。

图5  PPAR激动剂以及其在临床的研究现状

结束语

爱思益普团队专注于基于靶点的先导化合物筛选和优化，批量构建了新药筛选的靶点和筛选技术，致力于以高效、专业的服务，帮助新药研发企业快速有效地推进新药研发项目。在核受体家族中，我们构建了基于荧光素酶检测为基础的方法，筛选靶向PPAR的化合物。

以下是PPAR常规检测方法的数据展示：

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