GSK-3抑制剂研究进展

糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)是一个多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,不仅参与肝糖代谢过程,而且还参与Wnt和Hedgehog信号通路,通过磷酸化多种底物蛋白来调节细胞的生理过程。GSK-3抑制剂作为目前备受关注的小分子抑制剂,对治疗神经退化性疾病、癌症、Ⅱ型糖尿病具有潜在的疗效。本文针对已开发出的GSK-3抑制剂,对其结构、与蛋白的作用模式以及构效关系进行阐述,为进一步设计合理的药物先导化合物和特异性小分子化学探针提供有益的启示。

GSK-3抑制剂治疗肺癌的可行性研究

目的探索GSK-3抑制剂治疗肺癌的可行性,为临床防治肺癌提供帮助。方法将A549细胞株培养于10%小牛血清的DMEM中,A549细胞培养进入指数生长期,消化细胞并控制细胞悬液细胞密度,以2×105/孔细胞数接种于置有无菌血片的6孔板进行爬片,细胞贴壁后,加入含10%小牛血清的DMEM孵育14h,换含终浓度0、10mm LiCL的DMEM孵育。将上述培养出的细胞分为两组:实验组(经含10mm LiCL的DMEM孵育),空白对照组(经含0mm LiCL的DMEM孵育)。对实验组和空白对照组进行流式细胞检测及免疫组化检测Casepase-3,胞核或胞浆染成棕色颗粒为阳性细胞,选择5个有代表性的高倍视野,计数100个细胞中阳性细胞个数/HP X5作为统计数据。采用SPSS 11.0统计软件包进行处理。结果细胞周期分布分析比较:实验组与空白对照组比较,细胞周期明显停滞于G0/G1期;其G0/G1期,S期,G2/M期分别为58.8%,0.2%,41.0%。免疫组化法测定Casepase-3比较:实验组Casepase-3表达明显高于空白对照组,阳性率分别为(37.6±1.51)%和(3.4±1.67)%,差异有统计学意义(P<0.01)。结论GSK-3抑制剂作用于肺癌细胞,能使肺癌细胞产生大量调亡,证明该药治疗肺癌具有可行性。

GSK-3抑制剂药效团模型的构建

选择活性跨越0.08～100 000nmol.L-1的8类共30个GSK-3竞争性抑制剂小分子作为训练集,其余490个不同结构和活性的小分子作为测试集.采用Accelrys Discovery Stutio Client 2.5软件,筛选得到由1个氢键受体、1个氢键供体、1个疏水中心、1个环芳香性和1个排除体积组成的最佳模型(Correl=0.900,Config=13.962,Δcost=90.725),采用测试集与分子对接方法对模型进行评价,表明该模型具有较强的预测能力,为进一步的数据库搜索及寻找新型GSK-3抑制剂先导物提供了依据.

一种苯并咪唑酮类GSK-3抑制剂的纯度研究

目的:建立苯并咪唑酮类新型GSK-3抑制剂的纯度测定方法。方法:采用高效液相色谱法,采用Phenomenex Gemini C_(18)110A色谱柱(4.6 mm×250 mm,5μm),甲醇-水(75∶25)为流动相,流速1 m L﹒min^(-1),柱温为30℃,检测波长254 nm。结果:苯并咪唑酮类GSK-3抑制剂(化合物5b)的含量在20~100μg﹒mL^(-1)的浓度范围内与峰面积具有良好的线性关系(r=0.9999),平均加样回收率为100.44%,RSD为0.78%。结论:该纯度测定方法简便高效、实用可靠,可用于指导苯并咪唑酮类新型GSK-3抑制剂的合成及系列衍生物的纯度测定。

吡唑并喹啉酮类GSK-3抑制剂的合成及其细胞毒活性

吡唑并喹啉酮是一类具有抗肿瘤、抗氧化等多种生物活性的新型化合物,具有很好的药用前景,然而目前对该类化合物的合成及生物活性报道较少。本文采用三组分“一锅法”合成得到8个吡唑并喹啉酮衍生物(a~h),并对其体外细胞毒活性进行了初步评价。结果发现,化合物对肿瘤细胞株Hela、HCC1806和A549表现出较好的选择性抑制活性,特别是化合物h对A549的抑制作用最强(IC_(50)=1.31μmol/L)。分子对接结果显示,化合物h与靶点蛋白4PTC之间存在较强的结合作用,可作为潜在的糖原合成酶激酶-3(GSK-3)抑制剂进行深入研究。

GSK-3底物竞争性抑制剂在神经系统疾病的研究进展

糖原合成酶激酶-3（GSK-3）抑制剂已成为治疗神经退行性疾病和精神障碍性疾病的有效方法。尽管多种GSK-3抑制剂已经在细胞水平和动物模型试验中得到广泛运用，然而还需完善的是提高其特异靶向性。目前已经认识到对于长期用药来说选用中度效果的抑制剂比完全性抑制剂效果更佳。底物竞争性抑制剂具有高度选择性，并能适度调控抑制效率。现将近年来GSK-3底物竞争性抑制剂的在治疗方面的研究进展综述如下。

GSK-3β抑制剂在七氟醚诱发老年大鼠海马神经元凋亡中的作用

目的探讨GSK-3β抑制剂在七氟醚诱发老年大鼠海马神经元凋亡中的作用。方法 54只健康雄性SD大鼠随机分为假手术组(n=18)、七氟醚组(n=18)和GSK-3β抑制剂组(n=18),七氟醚组和GSK-3β抑制剂组大鼠分别经尾静脉注射生理盐水15mL和GSK-3β抑制剂15mg/kg,连续吸入七氟醚4h,假手术组大鼠经尾静脉注射生理盐水15mL,连续吸入氧气和氮气(1∶1)混合气体4h。每组各取6只大鼠,分别于麻醉前30min(T0)、麻醉后1、2、3、4d,利用Morris水迷宫实验评估大鼠认知功能,分别于麻醉前30min、麻醉后1d和5d,检测海马组织中神经元凋亡情况,利用Western blot法检测海马组织中caspase-3、GSK-3β和p-GSK-3β表达。结果与假手术组相比,七氟醚组和GSK-3β抑制剂组大鼠麻醉后1d和2d时逃避潜伏期均延长,穿越平台次数减少,原平台所在象限停留时间缩短,与七氟醚组相比,GSK-3β抑制剂组大鼠麻醉后1d和2d时逃避潜伏期缩短,穿越平台次数增多,原平台所在象限停留时间延长;与假手术组相比,七氟醚组和GSK-3β抑制剂组大鼠麻醉后1d时神经元凋亡率、caspase-3蛋白、GSK-3β蛋白和p-GSK-3β蛋白表达量均升高,与七氟醚组相比,GSK-3β抑制剂组大鼠麻醉后1d时神经元凋亡率、caspase-3蛋白、GSK-3β蛋白和p-GSK-3β蛋白表达量均降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 GSK-3β参与了七氟醚诱发老年大鼠海马神经元凋亡,抑制GSK-3β蛋白活化可减少神经元凋亡发生。

糖原合成酶激酶-3及其抑制剂研究进展

糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)是一种多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,是细胞内多种信号转导通路中的重要成分,不仅参与细胞内糖代谢过程而且还参与细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡等多种重要生理过程。GSK-3活性受多种机制调节,其活性调节异常时可引起多种重大疾病如糖尿病、神经退行性疾病和肿瘤等。GSK-3已成为许多疾病治疗靶点,目前针对GSK-3靶点开发的抑制剂主要是ATP竞争性的小分子GSK-3抑制剂。本文对GSK-3、它与多种重要疾病发生的关系,以及目前开发的GSK-3抑制剂进行了综述。

α-咔啉类GSK-3β抑制剂的合成、活性评价和分子对接研究

糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)是神经退化性疾病如早老性痴呆、II型糖尿病、癌症等多种重复杂性疾病的药物靶标,α-咔啉类化合物具有多种生物活性.以GSK-3β为作用靶点,利用Graebe-Ullmann反应合成了α-咔啉,并采用Buchwald-Hartwig偶联反应合成了9个4位取代的α-咔啉胺类衍生物.体外的GSK-3β激酶酶抑制活性测试表明其中4个化合物具有一定的抑制活性,其中化合物3c的IC50值达到了5.1μmol L-1.同时采用了分子对接方法分别研究了化合物2,3c与大分子蛋白的作用模式,初步探讨了影响抑制活性的原因,为进一步的研究提供了依据.

不同类型GSK-3β抑制剂对重症急性胰腺炎大鼠肾损伤的作用及量效关系

目的 观察TDZD-8 干预大鼠重症急性胰腺炎（SAP）肾损伤的量效关系，并将三种常用GSK-3β 抑制剂TDZD-8、氯化锂（LiCL）、SB216763 对该模型的作用效果进行对比，以探讨针对SAP 并发肾损伤大鼠模型最有效的GSK-3β 抑制剂类别及其有效、安全的最佳剂量。方法 96 只SPF 级雄性Wistar 大鼠，随机（随机数字法）分为8 组（n=12） ：假手术组（SO 组）、重症急性胰腺炎组（SAP 组）、TDZD-8 预处理组0.25、0.5、1.0、2.0 mg/kg（TD 组，分别标记为TD1、TD2、TD3、TD4 组），LiCL 预处理组 （L 组） 和SB216763 预处理组（SB 组），胰胆管逆行注射5% 牛磺胆酸钠制作SAP模型。术后12 h 剖杀各组大鼠，测定各组大鼠腹水量、血清AMY、Cr、BUN 和ALT 水平，并观察胰腺、肾脏组织病理学变化。结果 SAP 组腹水量、AMY、Cr、BUN、ALT 水平以及胰腺、肾脏病理评分均较SO 组显著升高（P〈0.05） ；TD1 组几乎对SAP 无缓解作用，TD2、TD3、TD4、L 组和SB 组均能不同程度地减少SAP 大鼠的腹水量，降低血清AMY、Cr、BUN 水平，并显著降低胰腺组织病理评分，差异有统计学意义（P〈0.05） ；TD2、TD3 均能不同程度地减少ALT 水平（P〈0.05），而TD4 组ALT 水平较高，与SAP 组相似；TD2 对各个指标的效果不如TD3 组作用显著，两者比较各项指标差异均有统计学意义（P〈0.05）。 对SAP 大鼠腹水量和ALT 水平的改善作用，TD 组中最佳剂量组TD3组与L 组和SB 组比较，差异无统计学意义（P〉0.05） ；而TD3 组的AMY、Cr、BUN 水平以及胰腺、肾脏病理评分均较L 组和SB 组降低更显著，差异有统计学意义（P〈0.05） ；L 组Cr、BUN 水平和胰腺、肾脏病理学评分与SB 组比较均降低更显著，差异有统计学意义（P〈0.05） ；Western blot 检测发现各组中GSK-3β 蛋白表达均处于较一致的水平，差异无统计学意义（P〉0.05） ；而p-GSK-3β ser9在 SAP 组表达低于SO 组，差异有统计学意义（P〈0.05） ；TD3、L、SB 三组中的p-GSK-3β ser9 均较SAP 组明显增强，其中以TD3 组表达最强，同时 L 组表达强于SB 组，组间比较差异均有统计学意义（P〈0.05）。结论 通过对TDZD-8、LiCL 和SB216763 对大鼠SAP 肾损伤模型的作用比较可知TDZD-8 是针对该模型最有效的GSK-3β 抑制剂。对于牛磺胆酸钠诱导的SAP 并发肾损伤大鼠模型，静脉给予TDZD-8 1 mg/kg 预处理对该模型是安全有效的最佳剂量。

两种GSK-3β抑制剂对间充质干细胞神经分化的影响

目的:观察两种GSK-3β抑制剂(氯化锂和CHIR99021)对间充质干细胞向神经元样细胞分化的影响作用。方法:体外分离、扩增人胎盘间充质干细胞,分别用低浓度氯化锂和CHIR99021对细胞进行刺激,检测其对增值活力及Wnt通路中β连环蛋白调节作用的影响,并在加药条件下对细胞进行神经诱导。结果:在细胞活力相近的状况下,CHIR99021更能促进细胞分裂增殖和向神经元样细胞分化的能力,而免疫荧光结果显示,CHIR99021对Wnt通路的起效时间比氯化锂更为迟缓。结论:GSK-3β受抑制可促进间充质干细胞向神经细胞分化。在低浓度条件下,CHIR99021的抑制作用起效比氯化锂缓慢,但作用延续时间比氯化锂更长,因而对神经分化的长期促进作用也更加明显。

抗阿尔茨海默病活性GSK-3β抑制剂药效团筛选模型构建及验证

目的构建抗阿尔茨海默病活性GSK-3β抑制剂药效团筛选模型。方法利用GALAHAD药效团模块构建GSK-3β抑制剂药效团模型。通过药效团模型筛选方法,验证药效团模型的准确性。结果共获得20个GSK-3β抑制剂药效团模型,其中药效团模型18的富集率为111.76%,是所有药效团模型中最高。药效团模型18与10个训练集分子均能很好地拟合。结论药效团模型18可以作为GSK-3β抑制剂药效团筛选模型。

治疗2型糖尿病新靶点——糖原合成酶激酶3及其抑制剂的研究进展

糖原合成酶激酶3(GSK-3)是一种表达于多种组织的多功能丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶,涉及体内多种细胞信号转导途径。更多研究证实,GSK-3的活性异常在T2DM的发生发展中扮演重要角色,多种GSK-3抑制剂在T2DM模型上表现出显著的抗糖尿病作用,作为治疗T2DM的新靶点正成为研究热门领域。本文就GSK-3的生物学特征、与T2DM的关系以及GSK-3抑制剂的最新研究进展做一综述。

增强人尿源性干细胞干性的中药小分子活性成分筛选

目的:以人尿源性干细胞(human urine-derived stem cells,hUSCs)Wnt信号通路中的糖原合成酶激酶(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)为靶标,从中药系统药理学(traditional Chinese medicine systems pharmacology,TCMSP)数据库收录的中药小分子活性成分中筛选GSK-3β抑制剂,研究其是否具有增强hUSCs干性基因表达的作用。方法:参考京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)中人多能干细胞干性调控信号网络,以Wnt信号通路中的GSK-3β为靶点,利用分子对接技术对TCMSP数据库进行虚拟筛选,寻找能够增强hUSCs干性的中药小分子抑制剂;结合文献调研优化分子对接结果,通过MTT实验考察其对hUSCs细胞活力的影响,qRT-PCR实验考察其是否增强hUSCs干性基因的表达。结果:根据GSK-3β晶体结构复合的原配体对接结果,确定中药小分子活性成分的筛选规则为对接打分值高于阈值81.112(原配体打分值101.39的80%)且与受体GSK-3β的作用模式与原配体类似(与关键氨基酸残基ASP133和VAL135发生氢键作用);候选配体对接结果表明,黄芩素、白杨素、褪黑素与GSK-3β的对接打分值均高于阈值且与GSK-3β的作用模式均与原配体类似,可作为候选中药小分子活性成分;细胞实验结果表明,3种候选中药小分子活性成分在一定浓度范围内具有维持hUSCs细胞活力的作用,且均能显著上调hUSCs干性基因OCT4的表达水平,对MYC基因的表达水平无明显作用。结论:通过分子对接技术筛选到的针对GSK-3β的中药小分子抑制剂黄芩素、白杨素和褪黑素可以作为增强hUSCs干性的候选化合物,中药小分子活性成分有潜力被应用于hUSCs等人成体干细胞研究领域的药物研发。