G蛋白偶联受体119激动剂及其构效关系的研究进展

G蛋白偶联受体119是治疗2型糖尿病的新靶点,它主要在胰腺、肝脏和胃肠道中表达。GPR119激动剂使细胞内环磷酸腺苷(cAMP)水平上升,导致胰岛素分泌增加,胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和抑胃肽(GIP)的释放增加,从而达到治疗2型糖尿病的目的。本文通过分析各个企业的GPR119激动剂的研发情况,综述了其构效关系,并介绍本课题组在GPR119激动剂设计和合成方面的研究进展。

G蛋白偶联受体119激动剂在2型糖尿病治疗中的应用

在世界范围内,糖尿病已经逐渐成为威胁人类健康与生命的慢性代谢性疾病,其中2型糖尿病占90％.2型糖尿病主要病理表现为胰岛素抵抗和由胰岛功能细胞功能失调所致的胰岛素分泌相对不足[1],形成持续高血糖,并可产生多种严重并发症[2].目前,临床使用的抗糖尿病药物均具有不同程度的不良反应,作用于新靶点、且对胰岛β细胞具有保护作用的新型抗糖尿病药物可避免传统抗糖尿病药物的不良反应,其中G蛋白偶联受体119（GPR119）为抗糖尿病治疗的新靶点,为临床糖尿病治疗提供了新方向,现综述如下.

黏附性G蛋白偶联受体F1在胰腺导管腺癌中的表达及其促进癌症进展的机制研究

目的·分析黏附性G蛋白偶联受体F1(adhesion G protein-coupled receptor F1,ADGRF1)在胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma,PDAC)发生及发展过程中的表达变化,探究ADGRF1对PDAC细胞增殖的影响以及促进PDAC进展的潜在分子机制。方法·基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库和基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库分析ADGRF1在正常胰腺组织及PDAC组织中的mRNA水平表达。利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)和蛋白质印迹法(Western blotting)检测ADGRF1在正常胰腺导管上皮细胞hTERT-HPNE及多种PDAC细胞中的表达情况。利用免疫组织化学染色(immunohistochemistry staining,IHC)检测PDAC患者的癌组织及癌旁组织中ADGRF1的表达差异。转染小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA)敲低ADGRF1后,通过CCK8和平板克隆形成实验检测PDAC细胞AsPC-1、SW1990增殖能力的变化。构建稳定过表达ADGRF1的Patu8988细胞,通过CCK8实验检测过表达ADGRF1引起的PDAC细胞增殖变化。利用RNA测序(RNA-sequence,RNA-seq)、基因集富集分析(gene set enrichment analysis,GSEA)和免疫浸润分析预测与ADGRF1促进PDAC癌症进展相关的信号通路。结果·TCGA数据库和GEO数据库的分析结果显示ADGRF1 mRNA在PDAC组织中的表达高于正常胰腺组织(均P=0.000)。qPCR和Western blotting结果显示,与hTERT-HPNE细胞相比,多种PDAC细胞中ADGRF1的mRNA和蛋白水平均有所上调(均P<0.05)。IHC结果显示ADGRF1在PDAC患者癌组织中的表达也高于癌旁组织。此外,下调ADGRF1能够抑制PDAC细胞AsPC-1、SW1990的增殖能力;而过表达ADGRF1则促进Patu8988细胞的增殖能力(均P<0.05)。RNAseq、GSEA富集分析和免疫浸润的结果显示,ADGRF1的表达与干扰素α(interferon-α,IFN-α)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和核因子κB(nuclear factorκB,NF-κB)等信号通路有关。结论·ADGRF1在PDAC细胞和组织中高表达,促进PDAC细胞的增殖,其机制可能与多个免疫相关信号通路有关。

G蛋白偶联受体39在小鼠脑出血后脑损伤的作用及机制研究

目的探究激活G蛋白偶联受体39(G-protein-coupled receptor 39,GPR39)对小鼠脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)后神经炎症和脑损伤的影响及其作用机制。方法176只雄性C57/BL6小鼠按随机数字表法分成8组:Sham组(n=42)、ICH组(n=34)、ICH+Vehicle组(n=32)、ICH+TC-G 1008组(n=44)、ICH+GPR39 siRNA组(n=6)、ICH+Scramble siRNA组(n=6)、ICH+TC-G 1008+666-15组(n=6)、ICH+TC-G 1008+Vehicle 2组(n=6)。通过小鼠自体血建立ICH模型。在小鼠ICH建模后1 h和25 h灌胃GPR39特异性激动剂TC-G 1008治疗。在ICH建模前24 h,通过侧脑室注射GPR39 siRNA、环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)抑制剂666-15分别抑制内源性的GPR39和p-CREB的表达。小鼠ICH后48 h,通过改良的加西亚实验、前肢置放实验、转角实验评估小鼠短期的神经功能缺陷,脑组织湿/干法测定脑含水量;免疫荧光检测血肿周围脑组织GPR39与神经元、小胶质细胞共定位和NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)在神经元中的表达情况;ELISA检测血肿周围组织中的白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β),肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)的含量;TUNEL检测血肿周围凋亡神经元的数量;尼氏染色评估血肿周围神经元损伤情况;Western blot检测血肿周围脑组织中GPR39、p-CREB、CREB、NRLP3、裂解型半胱天冬酶1(Cleaved caspase-1,C-caspase-1)、gasdermin-D蛋白(GSDMD)的表达。结果GPR39在小鼠ICH后48 h达到表达高峰(P<0.05),在神经元和小胶质细胞均有表达。TC-G 1008(24 mg/kg)激活GPR39后显著改善了小鼠ICH后改良的加西亚实验评分,左前肢放置成功率和左转次数增加(P<0.05)。同侧基底节(basal ganglia,BG)和皮层(cortex,CX)的脑水肿显著减轻(P<0.05)。血肿周围凋亡和受损的神经元数量显著减少(P<0.05)。焦亡相关分子NLRP3、C-caspase-1、GSDMD的表达和炎症相关因子IL-1β、TNF-α、MPO的水平降低(P<0.05)。敲低GPR39和下调p-CREB的表达显著增加了小鼠ICH后血肿周围脑组织焦亡相关分子的表达和炎症相关因子的含量(P<0.05)。结论GPR39激活可能部分通过CREB信号通路抑制小鼠ICH后的神经炎症和脑损伤,GPR39可能是ICH后减轻神经炎症和脑损伤潜在的治疗靶点。

Takeda G蛋白偶联受体5在血管平滑肌细胞增殖和迁移中的作用

目的探讨Takeda G蛋白偶联受体5(Takeda G protein-coupled receptor 5,TGR5)在小鼠血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)增殖和迁移中的作用及机制。方法用血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF-BB)诱导VSMCs增殖、迁移,以INT-777特异性激活TGR5,CCK-8试剂盒及增殖细胞核抗原(Ki-67)免疫荧光染色用于检测细胞增殖能力,划痕试验用于检测细胞迁移能力。Western blot检测TGR5蛋白水平变化。为探究TGR5在血管内膜增生中的作用,将40只雄性野生型C57BL/6J小鼠随机分为假手术组、内膜损伤组、假手术+UDCA(熊去氧胆酸,TGR5激动剂)组及内膜损伤+UDCA组,每组10只。造模完成后按组分别予以口服普通维持饲料及含0.5%UDCA的普通维持饲料,持续21 d后分别取材,HE染色观察颈动脉内膜增生程度,Ki-67免疫荧光染色观察颈动脉内膜血管平滑肌增殖变化。结果特异性激活TGR5明显降低VSMCs增殖活力及Ki-67阳性细胞率,同时使VSMCs划痕愈合速度减慢。特异性激活TGR5使细胞内UCP2表达增加、活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平降低。过氧化氢恢复细胞内ROS水平后,TGR5抑制VSMCs增殖迁移的作用被削弱。激活TGR5能减轻颈动脉损伤后内膜增生。结论TGR5可能通过UCP2改善细胞内氧化应激,从而抑制小鼠VSMCs的增殖和迁移。

G蛋白偶联受体37在神经系统疾病中的研究进展

G蛋白偶联受体37(GPR37)在大脑黑质、纹状体等多个区域和小胶质细胞、少突胶质细胞等不同类型的免疫细胞中广泛表达,参与调控神经系统的发育、分化和存活等多个重要过程。临床常见的神经系统疾病如帕金森病、脑卒中的发病机制涉及到神经元的损害、神经元突触的失衡、炎症和免疫系统的激活等多个方面,但由于对其具体发病机制尚未完全明确,导致临床治疗仍缺乏有效手段。近年来有研究表明,GPR37不仅能够直接与神经元上的相应受体结合调节信号传导途径影响神经元的活动状态,还能通过调控神经元周围免疫细胞来间接影响神经元的功能。文章就GPR37在神经系统疾病,如帕金森病、脑卒中、脑白质疾病、肿瘤和精神疾病等中的关键作用和调控机制进行综述。

G蛋白偶联受体119激动剂的研究进展

G蛋白偶联受体119(GPR119)是治疗2型糖尿病有希望的靶点,它既可以直接促进胰岛素的分泌,也能够通过刺激葡萄糖依赖性GIP/CLP-1的释放间接增加胰岛素的分泌,而不引起低血糖。小分子GPR119激动剂具有显著的作用优势,使其成为开发2型糖尿病药物的研究热点之一。本文对近五年基于GPR119靶点的抗糖尿病活性小分子进行综述。

G蛋白偶联受体119激动剂MBX-2982的合成

目的改进G蛋白偶联受体119(GPR119)激动剂MBX-2982的合成工艺。方法以4-氰基哌啶-1-甲酸叔丁酯为起始原料,经过硫代、缩合、醚化、脱Boc保护以及取代反应制得MBX-2982。结果与结论经5步反应合成目标化合物MBX-2982,其结构经1H-NMR及MS谱确证。对多步反应条件进行了工艺考察及优化,总收率为42.8%(以4-氰基哌啶-1-甲酸叔丁酯计),高于文献收率(30.8%)。

G蛋白偶联受体30在大鼠蛛网膜下腔出血后对神经炎症和血脑屏障破坏的影响

目的探讨G蛋白偶联受体30(GPR30)在大鼠蛛网膜下腔出血(SAH)早期脑损伤(EBI)过程中对神经炎症和血脑屏障(BBB)破坏的影响。方法36只雄性大鼠随机分为6组(n=6/组):假手术(Sham)组,SAH(3 h、6 h、12 h、24 h、72 h)组。此外,72只大鼠随机分为4组(n=18/组):Sham组、SAH组、SAH联合过表达GPR30慢病毒阴性载体(SAH+Lv-NC)组、SAH联合过表达GPR30慢病毒载体(SAH+Lv-GPR30)组。通过血管内穿孔建立SAH模型,于SHA大鼠脑室内注射Lv-GPR30。通过神经学评分、脑组织含水量(BWC)检测、伊文思蓝(EBP)染色、苏木精和伊红(HE)染色来分析GPR30对EBI的影响;采用蛋白质印迹法(Western blotting)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析各种蛋白质和转录水平;通过酶联免疫吸附测定法(ELISA)分别测定肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素10(IL-10)水平。结果SAH大鼠脑内注射Lv-GPR30后脑组织中GPR30的表达增加,并改善了大鼠神经功能、神经炎症、BBB破坏和脑水肿程度。过表达GPR30抑制SAH大鼠脑组织中基质金属蛋白肽酶9(MMP-9)和基质金属蛋白肽酶2(MMP-2)的表达,以及炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β表达水平,同时提高IL-10的表达水平。结论GPR30能减轻SAH大鼠的神经炎症和BBB破坏。

G蛋白偶联受体119激动剂的研究进展

G蛋白偶联受体119(GPR119)是近年来发现的治疗糖尿病药物的重要靶标。该受体激动后,既能升高血浆中GLP-1水平又能增加胰岛素的分泌,近年来受到世界多个制药公司的重视,开发了多个GPR119激动剂,部分已经进入临床研究。本文对GPR119激动剂近年来的研究进展做一综述。

G蛋白偶联受体119活性位点预测及与吡唑并嘧啶类激动剂对接研究

利用同源模建的方法构建GPR119蛋白三维结构,经多种方法优化并用Profiles-3D和拉氏图评估后,得到最优蛋白模型,计算分析得到5个可能的活性位点,分析其活性位点氨基酸组成情况,发现了潜在保守序列.构建并优化了吡唑并嘧啶类药物小分子,其最低能量结构采用最陡下降法和共轭梯度法进行优化.将药物小分子逐一对接至蛋白的各个活性位点,得到二者相互作用模型.根据作用模型分析了此类药物小分子与活性位点之间的氢键、静电作用力等.

全内反射荧光显微术在G蛋白偶联受体研究中的应用

G蛋白偶联受体是最大的细胞膜受体超家族,是许多临床治疗药物的靶点。放射性配体结合、酶联免疫吸附和免疫共沉淀是研究它们结构和功能的主要技术,但这些属于群体平均(ensemble average)研究,无法得到单个分子图像和动态变化。全内反射荧光显微镜利用隐逝波激发临界面下200 nm范围内荧光物质成像,具有信噪比高、Z轴分辨率高、速度快和对生物样本损伤小等优点,是常用的单分子荧光成像技术。本文在介绍全内反射荧光显微镜发展历史、原理、组成和成像优势的基础上,详细阐述全内反射荧光显微镜在研究G蛋白偶联受体构象变化、寡聚化、内吞和再循环以及信号转导等方面的应用,并提出未来展望。

G蛋白偶联受体组成性活性及反向激动剂研究进展

G蛋白偶联受体(GPCR)是受体中家族成员最多的一大类,其活性涉及体内绝大部分的生理功能,在药物研发过程中是主要的药物作用靶标。研究表明,GPCR及其突变体在缺乏配体结合的情况下,能自发地产生一定程度的内在活性,即GPCR的组成性活性(constitutiveactivity);其相应的反向激动剂与GPCR结合能降低受体的组成性活性,在药物治疗学上具有重要意义。愈来愈多的实验表明,GPCR组成性活性及反向激动剂的研究具有广阔和实际的应用前景,对其进行深入研究在受体学说领域和药物研发过程中具有重要理论意义。

G-蛋白偶联受体119激动剂的设计与合成

目的对G-蛋白偶联受体119激动剂的合成工艺进行改进。方法起始原料为:4-氰基哌啶-1-甲酸叔丁酯,反应步骤:硫代、缩合、醚化、脱Boc保护基、取代,最终得到G-蛋白偶联受体119激动剂MBX-2982。结果经上述5个反应步骤最终得到了G-蛋白偶联受体119激动剂MBX-2982,并且经1H-NMR和MS谱对结构进行了证实。结论本次试验对多个反应步骤进行了优化,使收率得到了提高,值得关注。

血清可溶性神经调节蛋白-1、G蛋白偶联雌激素受体-1在急性胰腺炎患者病情及预后评估中临床价值研究

目的探讨血清可溶性神经调节蛋白-1(sNRG-1)、G蛋白偶联雌激素受体-1(GPER-1)在急性胰腺炎(AP)患者病情及预后评估中的临床价值。方法选取自2019年6月至2022年6月邯郸市第一医院收治的106例AP患者为研究对象,根据AP病情严重程度分为轻症组(n=49)、中重症组(n=36)及重症组(n=21);根据预后生存情况分为存活组(n=83)与死亡组(n=23)。采用酶联免疫吸附法检测血清sNRG-1、GPER-1水平。采用受试者工作特性(ROC)曲线评估血清sNRG-1、GPER-1及两者联合检测对AP患者预后的评估价值。采用多因素Logistic回归分析探讨AP患者预后影响因素。结果中重症组、重症组患者血清sNRG-1水平低于轻症组,且重症组低于中重症组;中重症组、重症组患者血清GPER-1水平高于轻症组,且重症组高于中重症组,差异均有统计学意义(P<0.05)。存活组与死亡组病情严重程度、入院急性生理与慢性健康评分(APACHEⅡ)、白细胞计数、C反应蛋白、血肌酐、乳酸脱氢酶、血淀粉酶、血脂肪酶、sNRG-1、GPER-1比较,差异有统计学意义(P<0.05)。APACHEⅡ评分≥12分、sNRG-1≤17.74 pg/ml、GPER-1≥4.82 pg/ml是影响AP患者预后的独立危险因素(P<0.05)。血清sNRG-1、GPER-1预测AP患者预后的ROC曲线下面积分别为0.846、0.753。两者联合预测AP患者预后的ROC曲线下面积为0.917,特异度为86.75%,灵敏度为86.96%。结论血清sNRG-1低表达、GPER-1高表达与AP患者的病情严重程度及预后有关,有望作为评估AP患者预后的生物学指标。

植物病原丝状真菌G蛋白偶联受体的预测方法对比研究

植物病原丝状真菌G蛋白偶联受体(GPCR)在实现外界信号感知和传递过程中发挥着重要作用。基于GPCR蛋白所具有的典型7个跨膜保守结构域及非典型保守结构域,通过总结前人已报道的候选GPCR的同源比对方法,对其跨膜结构域数量预测方法及跨膜结构蛋白数据库进行对比,明确TOPCONS是目前预测GPCR跨膜结构域的较好方法。然后,选择NCBI数据库中223个不同真菌的GPCR蛋白序列通过TOPCONS和TMHMM进行对比分析,结果显示,2种软件对GPCR跨膜结构域数量的预测结果不尽相同,TOPCONS预测结果的准确度较高;进一步对上述GPCR蛋白序列的氨基酸数目进行分析,明确具有7个跨膜结构域的GPCR蛋白氨基酸数目为200~1406个。该研究可为进一步开展植物病原丝状真菌GPCR蛋白的结构预测及其功能研究提供参考。

20-HETE通过GPR75受体偶联G_(αq)信号通路诱导H9c2心肌细胞凋亡的作用

目的 探讨GPR75受体偶联G_(αq)信号通路在20-HETE诱导的H9c2心肌细胞凋亡中的作用与机制。方法 H9c2心肌细胞采用慢病毒载体干扰GPR75表达,敲减效率通过RT-qPCR和Western blot法检测;ELISA法检测IP_(3)及cAMP含量;TUNEL法评估细胞凋亡率;分别使用Fluo-4/AM、DHE和JC-1荧光探针检测细胞内Ca^(2+)浓度、ROS含量以及线粒体膜电位(ΔΨm)水平;Western blot检测EGFR、ERK1/2、AKT、GSK3β、Bax、Bcl-2、Cyt C、Caspase-3蛋白表达。结果 慢病毒载体shGPR75转染后,H9c2心肌细胞GPR75受体mRNA和蛋白表达分别降低67.16%和63.99%(P<0.05)。敲减GPR75表达或应用AAA阻断其作用,显著抑制20-HETE诱导的H9c2心肌细胞凋亡(P<0.05),并可逆转ΔΨm下降及凋亡相关蛋白Bax、Cyt C、Caspase-3蛋白表达增高(P<0.05)。20-HETE处理后细胞内IP_(3)含量明显增加(P<0.05),但对cAMP生成无显著影响(P>0.05),而敲减GPR75表达、应用AAA或者PLC信号通路阻断剂U73122预处理后,可显著阻断细胞内IP_(3)生成(P<0.05)。敲减GPR75表达、应用AAA或者U73122预处理后,明显抑制20-HETE诱导的Ca^(2+)浓度升高和ROS生成效应(P<0.05)。20-HETE处理后,GPR75受体下游调控关键蛋白EGFR、ERK1/2、AKT、GSK3β磷酸化水平明显升高(P<0.05),敲减GPR75表达或应用AAA可有效阻断20-HETE上述效应(P<0.05)。最后,阻断PLC或PI3K信号通路,显著抑制20-HETE诱导的心肌细胞凋亡(P<0.05)。结论 20-HETE通过GPR75受体偶联的G_(αq)蛋白及其介导的PLC、EGFR/ERK1/2/AKT/GSK3β信号通路诱导H9c2心肌细胞凋亡。

异功散防治幼鼠哮喘短链脂肪酸-G蛋白偶联受体43作用机制研究

目的:通过动物实验,研究异功散早期干预下支气管哮喘模型幼鼠血清短链脂肪酸(SCFAs)及肺组织G蛋白偶联受体43(GPR43)表达的变化,探索异功散防治哮喘的作用机制。方法:7日龄BALB/c雌性幼鼠共32只,随机分为空白组、模型组、中药组(异功散)和益生菌组(酪酸梭菌),以鸡卵清蛋白(OVA)致敏激发法制备哮喘幼鼠模型后,检测其血清SCFAs含量及肺组织GPR43的表达。结果:与空白组比较,模型组血清SCFAs中乙酸浓度升高,丙酸、丁酸浓度降低,但差异均无统计学意义(均P>0.05);肺组织GPR43表达有增高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。与模型组比较,中药组及益生菌组血清SCFAs中乙酸浓度升高、丁酸浓度下降,差异均无统计学意义(均P>0.05),但血清乙酸相对比值升高,差异有统计学意义(P<0.05),血清丙酸浓度及丙酸相对比值均显著下降(均P<0.05)。中药组肺组织GPR43表达显著高于模型组(P<0.05),但幼鼠血清乙酸浓度及肺组织GPR43表达之间无显著相关(P>0.05)。结论:异功散的早期干预可能影响了哮喘幼鼠肠道菌群的SCFAs代谢,并上调了肺组织GPR43表达,但对这二者的作用并无显著相关性。

G蛋白偶联受体109B苯甲酸类激动剂三维定量构效关系

5-N,N-二取代5-氨基吡唑-3-羧酸、3-硝基-4-氨基苯甲酸和6-氨基烟酸类化合物是G蛋白偶联受体109B(GPR109B)潜在生物活性药物。本实验采用比较分子力场分析法(Co MFA)和比较分子相似性指数分析法(Co MSIA)分别建立46个GPR109B激动剂分子的3D-QSAR模型,确定此类G蛋白偶联受体激动剂的分子结构与生物活性之间的定量关系。Co MFA模型的训练集抽一法交叉验证系数q^2=0.472,非交叉验证系数r^2=0.92,标准偏差SE=0.212;CoMSIA模型的训练集抽一法交叉验证系数q^2=0.498,非交叉验证系数r^2=0.803,标准偏差SE=0.332。两个3D-QSAR模型预测数值与实验数据基本一致,显示模型具有较好的预测能力。本实验根据CoMFA和CoMSIA模型所提供的立体场、静电场、氢键给体场等信息进一步提出改善此类激动剂生物活性的药物设计思路。

中药复方脑得生基于G蛋白偶联受体调节血管功能的网络药理学研究

目的运用网络药理学和实验确证复方脑得生(NDS)及其活性成分调节脑血管功能的作用及作用的物质基础。方法采用离体脑基底动脉血管舒缩实验,通过中国天然产物化学成分库、TCMSP数据库等获得NDS活性成分,利用RCSB Protein Data Bank数据库获得五种血管舒缩相关的G蛋白偶联受体(GPCR)结构,运用Discovery Studio 4.1软件进行分子对接,Cytoscape3.8.0软件构建可视化化合物-目标网络。结果发现NDS舒张脑基底动脉,查询数据库共获得NDS的777个化学成分,将其与五种GPCR受体进行分子对接,发现红花、山楂、三七是NDS中对接分数较高化合物的主要植物来源。选择对接分数为高、中、低的化合物进行血管舒缩实验,发现对接分数较高的化合物山柰酚、大豆苷元、异鼠李素对高钾预收缩脑基底动脉的最大舒张作用均超过90%。结论NDS通过调控其活性成分与血管GPCRs之间的相互作用网络来调节脑血管功能。