葡萄糖激酶激活剂治疗2型糖尿病研究进展

葡萄糖激酶(GK)是细胞内葡萄糖代谢的第一个限速酶,能感知葡萄糖水平变化,并启动核心调糖靶器官的精密协作,以维持血糖稳态。GK激活剂(GKA)作为一种全新机制的治疗药物,能激活2型糖尿病(T2DM)患者下降的GK功能,重塑血糖稳态,正逐渐应用于临床。本文就T2DM发病机制、GK作用机制及GKA治疗T2DM的研究进展进行综述,为临床正确认识和使用GKA提供新思路。

基于葡萄糖激酶探讨“脾虚燥热”与血糖稳态失衡的关系

血糖稳态失衡是2型糖尿病复杂发病机制的共同特征。葡萄糖激酶是机体糖代谢过程中重要的感受器。中医学认为,脾主运化、为中央土以灌四傍,“脾气亏虚、燥热偏盛”是导致血糖稳态失衡的关键病机。葡萄糖激酶调控全身多个器官以维持血糖稳态与中医学“脾”的作用相似。因此,现从葡萄糖激酶出发论述脾虚燥热导致2型糖尿病血糖稳态失衡的现代生物学基础,为健脾清热法防治2型糖尿病提供新的科学内涵。

基于专利视角的葡萄糖激酶激活剂研究分析

近年来,全球糖尿病患者数量高速增长,中国成人糖尿病患病率已经达到11.9%。药物是治疗糖尿病的重要手段之一,其中针对在肝细胞葡萄糖稳态调控中起核心作用的葡萄糖激酶这一靶点的葡萄糖激酶激活剂(GKA),是2型糖尿病新型药物研发的热点之一。科学分析葡萄糖激酶激活剂相关专利技术现状,能够为葡萄糖激酶激活剂相关产业发展提供科技情报支撑及决策参考。本文运用专利计量学方法,以德温特专利数据库和Cortellis数据库为数据源,对葡萄糖激酶激活剂相关专利的申请态势、专利分布区域、专利申请人及其药物、专利技术构成及其热点,以及技术发展路径等进行分析。结果表明,目前GKA技术仍在持续发展中,美国和日本是主要布局区域;在专利申请人方面,国外的罗氏公司、阿斯利康公司和辉瑞公司以及国内的华领医药公司申请数量较多;专利技术热点涉及药物结构、药物剂型、药物配伍、药物化学、疾病治疗等七个方面。最后,基于分析结果对我国葡萄糖激酶激活剂领域提出建议,以期为未来专利的申请布局以及产品创新研发等提供参考。

葡萄糖激酶激活剂治疗2型糖尿病有效性和安全性的Meta分析

目的 系统评价葡萄糖激酶激活剂治疗2型糖尿病的有效性和安全性。方法 检索PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Embase、中国知网等数据库,时间为建库至2022年3月。纳入葡萄糖激酶激活剂与安慰剂(或其他口服降糖药)对照治疗2型糖尿病的随机对照试验,提取资料并用RevMan 5.4软件进行Meta分析。结果 纳入9项研究,2 150名患者。降糖效果方面,与对照组相比,葡萄糖激酶激活剂能显著降低糖尿病患者糖化血红蛋白[MD=-0.40,95%CI(-0.53,-0.26),P<0.000 01]、空腹血糖[MD=-0.53,95%CI(-0.85,-0.20),P=0.001]和餐后2 h血糖[MD=-2.28,95%CI(-2.68,-1.88),P<0.000 01]。安全性方面,总体上葡萄糖激酶激活剂的低血糖发生率要高于对照组[RR=1.55,95%CI(1.20,2.01),P=0.000 8];根据葡萄糖激酶激活剂激活的脏器进行亚组分析,胰腺肝脏双激活剂组[RR=1.44,95%CI(1.11,1.89),P=0.007]和肝脏选择性激活剂组[RR=2.26,95%CI(1.02,5.03),P=0.05]的低血糖发生率均要高于对照组,差异有统计学意义。结论 葡萄糖激酶激活剂能有效降低2型糖尿病患者的糖化血红蛋白、空腹血糖及餐后2 h血糖,但其低血糖风险仍有待解决。

葡萄糖激酶激活剂研究进展可视化分析

目的为葡萄糖激酶激活剂(GKA)的进一步研究与开发提供参考。方法以Web of Science核心合集为数据来源,检索GKA相关文献,检索时限为自建库起至2022年4月30日。应用CiteSpace 6.1.R2软件对纳入文献的作者、国家(或地区)、研究机构进行合作网络分析,对文献和期刊进行共被引分析,对关键词进行共现分析和突现词探测,绘制可视化科学知识图谱。结果共纳入文献533篇,全球年发文量自2004年起总体呈增长趋势,于2013年达到峰值(50篇)后呈下降趋势并趋于稳定。发文量最多的国家为美国(226篇),且与英格兰、德国等国家(或地区)合作密切,中国(54篇)与其他国家(或地区)合作较少;发文量最多的研究机构为罗氏公司(37篇),其次为阿斯利康公司(34篇),再次为辉瑞公司(33篇),且基本形成了以三者为中心的合作关系网,国内中国科学院发文量最多(10篇),但仅与少数国内研究机构有交流合作;发文量最多的作者团队为罗氏公司的GRIMSBY团队(24篇),且与同公司的SARABU团队及宾夕法尼亚大学的MATSCHINSKY团队合作较多。共被引频次最高的期刊为Diabetes,MATSCHINSKY团队于2009年发表的1篇综述共被引频次最高(114次)。结论GKA的研究方向逐步从构效关系研究转向临床试验研究。

葡萄糖激酶激活剂多格列艾汀的最新研究进展

糖尿病是一种因胰岛素分泌和(或)利用缺陷所致的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病,其中2型糖尿病(T2DM)患者占大多数,治疗主要以药物为主。现有的降糖药不良反应较多,近年来研发了一些新靶点降糖药如葡萄糖激酶激活剂(GKA),其既能增加胰腺的胰岛素分泌也能促进肝脏中的糖原合成,从而减少肝葡萄糖输出[1]。

小檗碱对NIT-1细胞胰岛素分泌和葡萄糖激酶活性的影响

本文探讨小檗碱对NIT-1细胞胰岛素分泌的影响及其分子机制。采用不同浓度小檗碱干预NIT-1细胞后,以放射免疫法、液体闪烁计数法、酶法分析及Western blotting分别检测其胰岛素水平、葡萄糖利用、葡萄糖激酶(GK)活性、GK和葡萄糖激酶调节蛋白(GKRP)的表达。结果表明,在高浓度葡萄糖刺激下,与空白对照组相比,小檗碱组的NIT-1细胞胰岛素分泌增加、葡萄糖利用活跃,且GK酶活性增强、GK表达增加,而GKRP表达降低(P<0.05)。结果表明,小檗碱促进NIT-1细胞高浓度葡萄糖诱导的胰岛素分泌,可能与其作为GK激活剂,使NIT-1细胞葡萄糖利用增加、GK酶活性及表达增强有关。

饲料脂肪对翘嘴红鲌生长、葡萄糖激酶和葡萄糖-6-磷酸酶活性与基因表达的影响

选用360尾翘嘴红鲌(Erythrocutler ilishaeformis Bleeker),体质量约40g。随机分成为2组,分别为高脂组(脂肪质量分数19.93%,碳水化合物质量分数14.45%)、低脂组(脂肪质量分数9.92%,碳水化合物质量分数12.38%),每组设3个重复,饲养8周。分别于摄食后0h、3h、6h、12h、24h测定血液指标、糖代谢酶葡萄糖激酶(Glucokinase,GK,E.C.2.7.1.1)以及葡萄糖-6-磷酸酶(glucose-6-phosphatase,G6Pase,E.C.3.1.3.9)活性及基因表达,并分析高脂肪与低脂肪水平日粮对翘嘴红鲌生长的影响。与低脂水平日粮相比,高脂水平日粮组血液甘油三酯水平和游离脂肪酸水平分别在摄食后3h、12h有增加现象,肝胰脏粗蛋白与脂肪含量有显著增加(P<0.05)。与低脂水平日粮相比,在摄食后3～12h高脂肪水平日粮组糖代谢酶GK的mRNA水平显著增加(P<0.05),但是日粮脂肪水平并不能显著影响GK活性(P>0.05)。在摄食后3～24h高脂肪水平日粮组糖代谢酶G6Pase的mRNA水平得到显著促进,并在摄食后24hG6Pase活性显著增加(P<0.05)。因此,摄食高脂肪水平日粮能增加肝胰脏粗蛋白与脂肪含量,造成翘嘴红鲌高血糖效应,诱导G6Pase酶活性及基因的表达,这可能是影响翘嘴红鲌碳水化合物利用的原因之一。

小檗碱对HepG2细胞葡萄糖激酶活性及其mRNA表达的影响

目的探讨小檗碱对HepG2细胞葡萄糖激酶活性和基因表达的影响。方法体外培养HepG2细胞,使用不同浓度的小檗碱(0,5,15,45,100μmol.L-1)以及作为阳性对照的生物素[1,2]组作用24h后,检测细胞增殖能力、葡萄糖激酶活性及其mRNA的表达、葡萄糖激酶下级产物糖原含量。结果小檗碱浓度低于5μmol.L-1时对HepG2细胞增殖无明显影响,在15μmol.L-1浓度以上对细胞增殖的抑制作用随浓度增加而加强;葡萄糖激酶的活性随着小檗碱的浓度增加而提高,而且HepG2细胞糖原含量以及葡萄糖激酶mRNA的表达在一定范围内也与小檗碱的浓度呈正相关。结论小檗碱能够提高HepG2细胞葡萄糖激酶的活性和葡萄糖激酶mRNA的表达。

小檗碱对胰岛素抵抗大鼠肝脏葡萄糖激酶及其调节蛋白的影响

目的:研究小檗碱对胰岛素抵抗大鼠肝脏葡萄糖激酶(GK)活性及肝脏GK与葡萄糖激酶调节蛋白(GKRP)表达的影响．方法:选用♂Wistar大鼠,以高脂高热量饲料喂养8 wk,复制胰岛素抵抗大鼠模型,成模后随机分成模型组、小檗碱组、二甲双胍组,各药干预4 wk后,比较各组大鼠胰岛素敏感性、肝糖原、肝脏GK活性、肝脏GK与GKRP蛋白(Western blot法)表达的差异．结果:比模型组比较,小檗碱组胰岛素敏感性提高(-4．93±0．30 vs-5．35±0．40,P<0．05),肝糖原含量明显升高(136．58±52．57μg／g vs 65．88±27．80μg／g,P<0．05),肝脏GK活性升高(226．55±10．62μkat／g vs 92．69±6．43μkat／g, P<0．05),肝脏GK蛋白表达增强(1．71±0．49 vs 1．24±0．22,P<0．05),而GKRP表达减弱(1．19±0．20 vs．94±0．56,P<0．01):与二甲双胍组比较,小檗碱组肝糖原含量高(136．584±52．574μg/g vs 89．427±31．971μg/g,P<0．05),余指标无显著性差异(P>0．05)．结论:小檗碱改善胰岛素抵抗的作用机制可能与提高肝脏GK活性有关．

小檗碱对胰岛素分泌缺陷型糖尿病大鼠葡萄糖激酶相关糖代谢的影响

目的探讨小檗碱对胰岛素分泌缺陷型糖尿病大鼠肝脏葡萄糖激酶(GK)相关糖代谢的影响。方法观察小檗碱对实验性胰岛素分泌缺陷型糖尿病大鼠空腹血糖、血清胰岛素(INS)、糖原、肝脏乳酸(LA)、GK活性及其蛋白表达的影响。结果与模型组比较,小檗碱组大鼠血清空腹血糖水平明显降低,而INS、肝脏LA无明显变化,肝糖原合成增多、GK活性及其蛋白表达明显增高。结论小檗碱能调节胰岛素分泌缺陷型糖尿病大鼠糖代谢,这可能与其促进GK活性及其蛋白表达有关。

彭泽鲫葡萄糖激酶基因全长cDNA克隆及表达分析

本试验采用RT-PCR和cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆获得了彭泽鲫(Caras-sius auratusvar.Pengze)葡萄糖激酶(GK)基因全长cDNA序列。结果表明,该cDNA全长2 050bp,含1个1 431bp的开放阅读框(ORF),编码476个氨基酸,GK蛋白计算分子量为53.78ku,等电点为5.14。彭泽鲫GK氨基酸序列的ATP结合位点、葡萄糖结合位点、己糖激酶标签序列、N-连接糖基化位点、细胞黏附序列和糖胺聚糖黏附位点等主要功能位点与其他脊椎动物相比基本保守。彭泽鲫GK氨基酸序列与建鲤、人和鼠GK氨基酸序列相似百分比分别为98.1%、79.8%和79.1%。以β-actin为内标,采用半定量RT-PCR方法对GK基因在彭泽鲫大脑、白肌、脾脏、肠系膜脂肪和肝胰脏各组织中的表达进行了研究。结果表明,GK基因主要在肝胰脏中表达;在脾脏、肠系膜脂肪和大脑中也检测到微量表达,但表达量显著低于肝胰脏(P<0.05);白肌中没有检测到GK基因表达。

常见型非胰岛素依赖型糖尿病患者的葡萄糖激酶基因分子扫查

对３０例起病于４５岁或以前及／或伴糖尿病家族史的中国人常见型非胰岛素依赖型糖尿病（ＮＩＤＤＭ）患者，进行葡萄糖激酶基因（ＧＣＫ）编码区及拼接区分子扫查。就扫查中发现的突变／变异，进一步在５６例ＮＩＤＤＭ者及１３４例非糖尿病患者中筛查，确认其频率。结果表明：①分子扫查未见ＧＣＫ编码区及拼接区突变，提示此类突变不是中国人常见型ＮＩＤＤＭ主要病因。②中国人常见型ＮＩＤＤＭ中，尤其是起病早及伴有明显糖尿病家族史者，可伴ＧＣＫ内含子１ｂ变异，此种变异未见于非糖尿病患者（４．７％比０％，Ｆｉｓｈｅｒ确切Ｐ值＝０．０２２）。此变异是否影响ＧＣＫ表达尚待阐明。

糖脉交泰胶囊对高糖高脂糖尿病大鼠糖脂代谢及肝脏葡萄糖激酶、低密度脂蛋白受体的影响

目的研究糖脉交泰胶囊对高糖高脂糖尿病大鼠糖脂代谢及肝脏葡萄糖激酶(GCK)、低密度脂蛋白受体(LDLR)蛋白表达的影响。方法高糖高脂饮食加小剂量链脲佐菌素(STZ,35 mg.kg-1)联合诱导制备高糖高脂糖尿病大鼠模型,并随机分组为正常对照组、模型组、糖脉交泰组和吡格列酮组,每组8只,给予相应的药物治疗4周。实验结束后比较各组空腹血糖值(FBG)、糖化血清蛋白(GSP)、糖化血红蛋白(HbA1c)、血清总胆固醇(TC)、甘油三脂(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)及肝糖原等指标;Western blot法检测肝脏组织中GCK和LDLR蛋白表达。结果与模型组比较,糖脉交泰胶囊能明显降低大鼠FBG、HbA1c、GSP水平,明显改善TC、TG、LDL-C等指标(P<0.05);肝脏肝糖原含量及LDLR和GCK的蛋白表达均明显增加(P<0.05)。结论糖脉交泰胶囊具有明显的调节糖脂代谢的作用,其作用机制与其提高肝糖原的含量,增加肝脏GCK和LDLR蛋白表达相关联。

吡啶类葡萄糖激酶激动剂的三维定量构效关系分析

葡萄糖激酶GK是调节体内葡萄糖代谢和参与血糖动态平衡的主要靶点之一。本文针对46个具有GK激动剂活性的吡啶类衍生化合物进行构效关系研究,研究了其结构与活性的关系。基于分子共同骨架叠合用分子力场分析法(COMFA),比较分子相似指数法(COMSIA)两种经典三维定量构效关系(3D-QSAR)方法,建立相应模型,进行分子结构和抗糖尿病活性分析。COMFA模型的交叉验证系数q^2为0.613,相关系数r^2为0.989;COMSIA模型交叉验证系数q^2为0.621,相关系数r^2为0.982。数据证明两种模型都显示出较好的预测性,为设计新的活性更高的小分子激动剂提供了可靠信息。

烫伤大鼠肝葡萄糖激酶、肌己糖激酶活性及红细胞三磷酸腺苷含量的变化

为进一步探讨损伤后糖代谢状况，我们测定了３０％体表烫伤后大鼠不同时间的血糖和血乳酸，并比较休克期（伤后６ｈ）和高代谢期（伤后７２ｈ）的肝葡萄糖激酶及比目鱼肌已糖激酶（Ⅱ型）活性。结果显示血乳酸水平在伤后６ｈ和４８ｈ各有一个高峰，可能分别是应激和代谢紊乱的表现。血糖水平在伤后６ｈ明显升高，但６ｈ内波动很大。伤后７２ｈ肝葡萄糖激酶活性显著降低（Ｐ＜０．０５），可能与创伤后血糖升高，糖异生增强及胰岛素抵抗等现象有关。伤后比目鱼肌已糖激酶活性及红细胞三磷酸腺苷（ＡＴＰ）含量未发现明显变化。

脂联素对大鼠肝细胞葡萄糖激酶与磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性影响的研究

目的:探讨脂联素对体外培养大鼠肝脏细胞葡萄糖激酶与磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性影响,及其在胰岛素抵抗中的意义。方法:以BRL肝脏细胞株为细胞模型,分别用10μg/ml、30μg/ml、50μg/ml脂联素处理细胞,用6-磷酸葡萄糖脱氢酶偶联比色法、乳酸脱氢酶偶联比色法检测大鼠肝脏细胞葡萄糖激酶与磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性。结果:与对照组比较,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在脂联素处理24h后活性明显降低,且随脂联素浓度升高作用越明显,P<0.05。葡萄糖激酶在脂联素处理24小时后,活性与对照组比较没有显著性差异,P>0.5。结论:脂联素对葡萄糖激酶无明显的调节作用,而对于磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶具有显著的抑制作用。脂联素通过对肝细胞磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶活性的调节,降低肝脏葡萄糖异生,减少肝糖输出,改善胰岛素抵抗。

小檗碱对肝细胞核因子4α表达及葡萄糖激酶活性的影响

目的:观察小檗碱对小鼠原代肝细胞核因子4α(HNF4α)表达及葡萄糖代谢关键酶葡萄糖激酶(GK)活性的影响,探讨小檗碱治疗2型糖尿病的分子机制。方法:采用改良两步灌流法培养小鼠原代肝细胞,用不同浓度的小檗碱(0,1,3,10,30,100μmol.L-1)和1 mmol.L-1二甲双胍干预24 h后,采用RT-PCR方法检测HNF4αmRNA表达;采用Western-blot方法检测HNF4α蛋白的表达,同时检测GK的活性。结果:与阴性对照组相比,小檗碱在10,30,100μmol.L-1时能够明显促进HNF4αmRNA及蛋白的表达,二者同时在30μmol.L-1时达到最大值(HNF4αmRNA相对吸光度为0.48±0.20,蛋白相对吸光度为3.47±0.86,P<0.01);在10,30μmol.L-1时明显上调GK活性,同时在30μmol.L-1时达到最大值(0.080±0.073,P<0.05);而二甲双胍对HNF4αmRNA、蛋白的表达及对GK活性的影响则与阴性对照组无明显差异。结论:小檗碱改善糖代谢的作用可能与其调节肝细胞核因子4α的表达进而调节GK活性有关。

2型糖尿病患者葡萄糖激酶基因多态性的研究

目的 研究天津地区人群中葡萄糖激酶基因多态性与 2型糖尿病的关系。 方法 应用聚合酶链反应对天津地区的 4 3例 2型糖尿病患者与 4 6名正常对照个体的葡萄糖激酶基因的 3’末端 -10Kb处的 1个 (CA) n 重复片段的多态性进行了研究。 结果 在葡萄糖激酶基因中存在 5种等位基因(a、b、c、d、e等位基因 ) ,其中a等位基因频率在对照组 30 %、糖尿病组 16 % ,两组差异有显著意义 (P =0 .0 2 6 ) ,e等位基因频率在糖尿病组明显高于对照组 ,分别为 2 7%和 13% ,两组差异有非常显著意义 (P=0 .0 11)。在调整年龄、性别和体重指数后 ,e等位基因仍与 2型糖尿病存在特异性关系 (P <0 .0 5 )。 结论 葡萄糖激酶基因 (CA)n重复片段多态性可能是天津地区人群中