基于PPARγ-LXRα-ABCA1通路的中药降脂成分研究

目的利用药效团和分子对接等模拟方法,基于过氧化物酶体增殖物激活型受体γ(PPARγ)-肝X受体α(LXRα)-三磷酸腺苷结合盒转运体Al(ABCA1)通路发现中药中具有降脂作用的潜在活性化合物。方法首先,选择PPARγ和LXRα作为研究载体,分别构建其激动剂的药效辨识模型。通过对药效团模型的验证与评价,获得PPARγ和LXRα的最优药效团模型。随后,利用最优药效团模型筛选中药化学成分数据库(TCMD),结合Lipinski五规则及化合物与药效团模型的匹配度,得到初筛化合物。最后,利用分子对接方法进一步精简筛选结果,保留对接打分值较高的化合物,并分析其关键氨基酸,分别得到PPARγ和LXRα的潜在激动剂。结果本研究构建了PPARγ激动剂的最优药效团模型,包括1个氢键受体、1个疏水基团和2个芳香基团;LXRα的最优药效团模型,包括2个氢键受体、1个疏水基团和2个芳香基团。同时利用分子对接方法构建PPARγ和LXRα的蛋白三维模型,并将其用于分子对接研究。结合药效团及Lipinski五规则的筛选结果,分别获得20个和180个初筛化合物。依据筛选标准(打分值和关键氨基酸),最终确定鹰爪木脂醇和桧双黄酮为PPARγ的潜在激动剂,栝楼酯碱和刘寄奴酰胺为LXRα的潜在激动剂。筛选得到的PPARγ和LXRα潜在激动剂可以通过分别作用于PPARγ-LXRα-ABCA1通路上的对应靶标协同发挥降脂作用。结论本研究高效、快速的筛选了TCMD中具有潜在活性的PPARγ和LXRα激动剂,用于协同上调ABCA1的表达,为高脂血症的药物研发提供先导化合物。     

血管内皮细胞生长因子受体2抑制剂三维药效团模型的构建

目的 构建血管内皮细胞生长因子受体2(VEGFR-2)抑制剂的三维药效团模型,为设计新型抑制剂建立理论模型。方法 应用Discovery Studio 2.5中的Catalyst模块,选取已确证结合于VEGFR-2活性腔、结合模式一致、抑制活性跨度5个数量级、结构具有多样性的30个抑制剂,其中21个分子作为训练集,余9个分子作为测试集产生三维药效团模型。结果 最优药效团模型由1个氢键受体、2个疏水中心、1个芳环平面和4个排斥体积组成,预测相关性R为0.89。结论 交叉验证结果表明药效团模型具有较好的预测能力,可用于数据库搜索筛选结构新颖的抑制VEGFR-2的先导化合物。     

SHP-2抑制剂药效团模型的构建与应用

目的:构建并应用蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-2抑制剂药效团模型。方法:应用Discovery Studio 3.5软件包中的基于分子共同特征Hip Hop和基于配体-受体晶体复合物CPB两种算法构建出SHP-2抑制剂药效团模型,应用Receiver-operating curve(ROC)分析方法对产生的药效团模型进行验证并对ZINC数据库进行筛选,最后应用Schrodinger Suite 2009中的Qikprop模块预测这些化合物的吸收、分布、代谢、排泄的性质,并与已报道的部分化合物作比较。结果:应用Hip Hop和CPB两种算法分别构建了识别活性与非活性分子能力最强的药效团模型,并且通过这两个模型筛选出了35个具有潜在SHP-2抑制活性的化合物,通过ADME预测得出设计出的化合物具有较好的ADME性质。结论:该两种药效团模型可以用于后续SHP-2小分子药物的筛选和优化,且采用两种药效团联合筛选的方法为计算机辅助药物设计提供了一个新的思路。     

距离比较法构建表皮生长因子受体抑制剂的药效团模型

目的构建表皮生长因子受体(EGFR)抑制剂的药效团模型,设计新结构类型的化合物.方法在EGFR结构的诱导下得到抑制剂活性构象集,将13个不同结构特征的EGFR抑制剂的构象进行叠合,应用距离比较法建立合理的药效团模型;初步验证模型的有效性,对数据库进行基于三维药效团模型的搜索和分子对接.结果得到了EGFR抑制剂的三维药效团模型,根据此模型设计了新结构类型的化合物.结论基于三维药效团模型进行药物分子的设计,可以减少后续工作的计算量,提高先导化合物的命中率,用于指导新型的酪氨酸激酶抑制剂的设计.     

基于药效团模型及虚拟筛选方法发现EphB4全新抑制剂

采用计算机模拟手段,通过建立3D-QSAR模型、虚拟筛选及分子对接方法发现恶性肿瘤治疗靶标EphB4潜在的抑制剂。首先,通过Catalyst/HypoGen算法建立药效团模型。其中最好的模型Hypo1具有最高的科雷尔值(Correl值):0.96,最低的RMS值:0.89,与固定消耗值(fixed cost):89.20最接近的总消耗值(total cost):101.26,和最高的Δ消耗值(Δcost值):89.14。随后,Hypo1经过测试集验证及Fischer随机验证,并用于筛选化合物数据库。然后利用类药性筛选及分子对接手段进一步减少分子数量。最终,根据预测活性分析、对接得分值及结合模式分析,得到23个具有全新骨架的化合物作为EphB4的潜在抑制剂可用于后续研究。     

具有μ/δ双重功效的阿片受体激动剂中药成分筛选研究

阿片类镇痛药作用于体内μ、δ和κ三种阿片亚型受体,是中重度疼痛的主要治疗药。目前临床上使用的阿片类镇痛药大多为μ受体激动剂,但易引起成瘾性、呼吸抑制等副作用。δ受体对μ受体介导的生理效应存在着明显的调节作用,可减少斗受体激动剂副作用的产生。因此,寻找具有μ／δ双重功效的先导化合物势必将为设计低毒副作用镇痛药物提供新的思路。借助于先进的分子模拟技术,该文首先分别构建了这两种受体激动剂的药效团模型。测试集阳性正确率（大于60％）和阴性正确率（大于90％）表明,模型具有较强的预测能力和合理性。由于从天然药物中寻找高效、低毒、无依赖性的镇痛新药已成为新的发展趋势,本课题选择在中药成分数据库中开展μ／δ阿片受体双激动剂先导化合物的虚拟筛选研究。运用空间多样性子集法,首先选取2000个代表性中药成分作为候选分子。运用构建的2个药效团模型共同过滤,发现38个中药成分可作为潜在的μ／δ阿片受体双激动剂先导化合物。化合物与μ／δ阿片受体蛋白对接的结果显示化合物4、20、23、31、34、38与μ／δ阿片受体的结合活性较好,更有潜力作为μ／δ双重功效的阿片受体激动剂的先导化合物。其中,化合物23来源于小花木瓣树的树皮,小花木瓣树的树皮作为传统的镇痛药广泛地在非洲被使用,而化合物23有可能是其主要的镇痛成分。     

新型Mer酪氨酸激酶抑制剂核心骨架的虚拟筛选

目的 发现一系列新型选择性Mer酪氨酸激酶抑制剂(TKI)的母核结构,并依据其设计化合物。方法 分别利用3个已发表的Mer TK及配体(化合物1、2和3)的复合晶体结构(PDB code:3TCP,4MHA和4M3Q),由ZINCPharmer来产生只包含配体核心区域的药效团模型,并对ZINC化合物库进行筛选。筛选结果经过分析、归类,得到新型母核结构,据其设计化合物,并利用分子对接技术对设计化合物进行初步评价。结果 药效团筛选得到含有16 253个化合物的数据集,归类为12种核心结构,它们可以和关键氨基酸形成相互作用的原子或基团。其中,化合物12将疏水脂肪链含于芳环中,结构变化较大,依据其设计了化合物16a~16d,分子对接发现16c评分最高,可作为进一步理性设计的基础。结论 本研究通过基于药效团模型的虚拟筛选方法,发现了一系列选择性Mer TKI母核结构的替代物,它们保持了选择性抑制剂与靶点的关键作用,可应用于新化合物的设计中。同时,此方法也可用于其他靶标药物的发现中。     

PPARγ酌激动剂体外筛选模型的建立

目的：构建一种过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR）γ激动剂体外筛选模型,为筛选具有潜在治疗效果的PPARγ激动剂提供研究手段。方法：用脂质体2000（LipofectamineTM 2000）将含有PPARγ基因质粒（pIRES2-PPARγ）、萤火虫荧光素酶报告基因质粒（pPPRE×3-TK-Luciferase）以及内参照质粒（pRL-TK）按不同比例共转染入人胚胎肾细胞HEK293细胞,并对3种质粒比例进行优化;以不同配体处理转染3种质粒的HEK293细胞,通过检测荧光素酶相对活性来确定加入配体对PPARγ的激动效应;采用经典的PPARγ激动剂和PPARγ特异性拮抗剂,其他核受体激动剂以及PPARα激动剂考察不同化合物对PPARγ的激动作用程度,确定模型的特异性;以Z’值考察模型重复性;并观察了PPARγ激动剂的作用时间特点。结果：PPARγ质粒、报告基因质粒以及内参照质粒比例为2∶6∶1时相对荧光素酶活性最高;PPARγ激动剂罗格列酮可显著增加相对荧光素酶的活性而PPARγ特异性拮抗剂GW9662可抑制这种作用,且相对荧光素酶的活性随着处理时间的增加而升高;地塞米松,全反式维甲酸,雌二醇和非诺贝特无上述活性;重复9次实验后计算得Z’=0.70。结论：本研究成功建立了一种PPARγ激动剂筛选模型,且模型特异性和重复性较好,为进一步筛选具有PPARγ激动剂提供了理想的研究手段。     

新型γ-分泌酶抑制剂的设计与合成

目的 通过在数据库中虚拟筛选,以期发现新的γ-分泌酶抑制剂.方法 在MDL数据库中以γ-分泌酶抑制剂药效团模型为条件进行搜寻、设计并合成了一系列化合物.结果 所设计的目标化合物均经类药性分析.具有类药性;合成的化合物结构均经IR、~1H-NMR及~(13)C-NMR等验证.结论 设计并合成的新的γ-分泌酶抑制剂经药效团模型预测,具有更高的预测活性.其中最佳化合物的预测活性值为0.025 nmol/L,可作为先导化合物进一步研究.     

多参数3D MRI影像组学模型预测结直肠癌肝转移及相关临床危险因素的分析

目的 探讨多参数3D MRI影像组学模型对于结直肠癌肝转移(CCLM)的预测价值及相关临床危险因素的分析。方法 收集2019-2022年在本院术前行MRI检查且术后病理证实的198例结直肠癌患者的临床及影像资料。按照8:2的比例随机分为训练集及验证集(n=159及39)。对T2WI、DWI、e-THRIVE+序列分别逐层勾画,得到3D VOI,提取组学特征并降维处理、构建影像组学模型。采用逻辑回归分析,筛选出CCLM的独立危险因素并构建临床模型。结果 三序列联合的影像组学模型预测CCLM的效能高于单一序列模型,其训练集与验证集AUC值分别为0.919及0.896。逻辑回归分析得到CCLM的独立危险因素分别为CEA、CA199及NLR(P<0.05)。三者联合的临床模型效能亦高于单一临床模型,训练集与验证集的AUC值分别为0.800及0.791。结论多参数3D MRI影像组学模型对于CCLM具有较高预测效能。基于CEA、CA199、NLR的临床模型对于CCLM具有一定预测效能。     

基因重组人葡萄糖激酶及其激活剂体外筛选方法的建立

目的:利用真核表达系统所获得的重组葡萄糖激酶蛋白建立葡萄糖激酶激活剂体外筛选方法.方法:将人源肝脏葡萄糖激酶基因插入到真核表达载体pPIC9K中,重组质粒经酶切和测序鉴定无误后转化毕赤酵母,用甲醇诱导表达.表达的蛋白进行SDS-PAGE鉴定,并对表达的蛋门进行活性测定,建立葡萄糖激酶激活剂体外筛选方法.利用该方法对大量化合物进行了筛选,并发现一先导化合物.结果:利用体外重组技术得到具有活性的葡萄糖激酶蛋白,并用于体外激活剂筛选方法的建立.结论:成功建立了葡萄糖激酶激活剂体外筛选方法.     

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。     

石斛合剂序贯疗法对GK大鼠糖脂代谢及胰岛素分泌功能的影响

目的观察石斛合剂序贯治疗对GK大鼠糖脂代谢及胰岛素分泌功能的影响。方法选用雄性GK大鼠50只,分为模型组、二甲双胍治疗组、石斛合剂序贯治疗中剂量组和高剂量组,并用同源Wistar大鼠8只作为正常对照组,疗程结束后取腹主动脉血测血糖、血脂、胰岛素、胰高血糖素,并在处死前一天作葡萄糖耐量实验。结果石斛合剂中剂量组对GK大鼠糖脂代谢改善明显,高糖负荷2 h后血糖及葡萄糖曲线下面积下降明显,与模型组比较差异显著,HDL-c、CHOL下降(P<0.01),禁食胰岛素上升(P<0.01),胰高血糖素、GSP下降(P<0.05)。结论石斛合剂序贯治疗能改善GK大鼠糖脂代谢,提高胰岛素分泌,纠正胰岛素抵抗。     

Establishment of Hypoglycemic Agent Screening Method Based on Human Glucokinase

Objective To establish a reliable platform for screening glucokinase activators （GKAs） in vitro. Methods Pancreatic glucokinase （PGK） protein expressed in a prokaryotic expression system as a histidine-tagged fusion protein from Homo sapiens was produced. Then, response surface methodology （RSM） was used to optimize the microplate-based GKA screening platform. In the f＇trst step of optimization with Plackett-Burman design （PBD）, initial pH, reaction time and MgC12 were found to be important factors affecting the activity ratio of GKA （RO-28-1675） significantly. In the second step, a 23 full factorial central composite design （CCD） and RSM were applied to the optimal condition determination of each significant variable. A second-order polynomial was determined by a multiple regression analysis of the experimental data. Results The following optimal values for the critical factors were obtained： initial pH 0 （7.0）, reaction time-0.63 （13.7 min） and MgC12 0.11 （2.11 mmol/L） with a predicted value of the maximum activity ratio of 34.1%. Conclusion Under the optimal conditions, the practical activity ratio is 34.8%. The determination coefficient （R2） is 0.9442, ensuring adequate credibility of the model. LLAE3, extracted from Folium nelumbinis in our laboratory, has prominently activated effects on PGK.     

JAK2/STAT5通路在胰岛对妊娠适应中的作用

目的 探讨妊娠中晚期SD大鼠胰岛功能增强的机制.方法 以妊娠15d的SD大鼠(实验组,n=24)和同批次未妊娠的雌性SD大鼠(对照组,n=24)作为实验对象.通过位灌注胰岛分离的方法获得单个胰岛,用胰酶消化胰岛,形成单个细胞,原代分离的胰岛加入含5.6 mmol/L葡萄糖和15％ FBS的DMEM培养基终止消化,用含2.8 mmol/L葡萄糖(对照)或5.6 mmol/L葡萄糖的KRB缓冲液培养1h,利用全细胞膜片钳记录B细胞膜电压依赖型钾通道(Kv)电流.采用Real-Time PCR技术测定胰岛JAK2/STAT5通路的关键分子催乳素受体(PRLR)、Janus蛋白酪氨酸激酶(JAK2)、信号转导和转录激活子5(STAT5A和STAT5B)、葡萄糖代谢的关键分子葡萄糖转运体2(GLUT2)、葡萄糖激酶(GK),以及胰岛素分泌相关的分子ATP敏感性钾通道(KATP)、电压依赖性钙通道(VDCC)mRNA的表达.结果在10～60 mV膜电压条件下,实验组大鼠在5.6 mmol/L葡萄糖刺激下,胰岛单个R细胞细胞膜Kv电流显著低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.05).实验组大鼠胰岛组织PRLR、JAK2、STAT5A、STAT5B、GLUT2、VDCC、KATP mRNA的相对表达量上调,分别为对照组的2.50、1.84、1.54、2.45、1.41、1.68、1.55倍(P＜0.05或P＜0.01),两组大鼠胰岛组织GK mRNA的相对表达量比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 妊娠中晚期SD大鼠胰岛功能增强可能与催乳素促进JAK2/STAT5通路、葡萄糖代谢及胰岛素分泌相关分子的表达有关,为糖尿病的治疗提供了新的思路.     

8-羟基二氢小檗碱对NIT-1细胞胰岛素分泌和葡萄糖代谢的影响

目的探讨8-羟基二氢小檗碱对NIT-1细胞胰岛素分泌的影响及其机制。方法采用不同浓度8-羟基二氢小檗碱干预NIT-1细胞后,以放射免疫法、液体闪烁计数法、酶法,分别检测其胰岛素水平、葡萄糖利用、葡萄糖激酶(GK)活性。结果在低浓度葡萄糖(5.5mmol/L)刺激下,与空白对照组相比,加入高浓度8-羟基二氢小檗碱(1.0μmol/L)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(P<0.05);在高浓度葡萄糖(16.5mmol/L)刺激下,与空白对照组相比,加入不同浓度8-羟基二氢小檗碱(0.5、1.0μmol/L)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(P<0.01或P<0.05)。结论 8-羟基二氢小檗碱能促进葡萄糖刺激下NIT-1细胞的胰岛素分泌,其机制可能与增加NIT-1细胞葡萄糖利用、增强GK酶活性有关。     

复方黄连降糖片对GK大鼠糖脂代谢紊乱的影响

目的：观察复方黄连降糖片对2型糖尿病（T2DM）糖脂代谢紊乱的影响。方法：将27只GK大鼠按血糖随机分为模型组,复方黄连降糖片组（中药组）与二甲双胍组（西药组）,饲以高脂饮食;另设Wistar大鼠12只作为正常组。各组给予饮用水或药物灌胃8周,并在治疗后测定空腹血糖（FPG）、糖负荷2h血糖（2hPG）、随机血糖（RPG）、糖化血红蛋白（HbAlc）、血清胰岛素（Ins）、胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、肝脏甘油三酯（Liver-TG）。结果：与正常组比较,模型组大鼠出现糖脂代谢紊乱,血糖、HbAlc、LDL-C、Liver-TG、TC显著升高,Ins显著降低。与模型组比较,治疗组血糖、HbAlc、TC、LDL-C、Liver-TG均显著降低,Ins有升高趋势。结论：复方黄连降糖片能显著降低GK大鼠的血糖、HbAlc、TC、LDL-C、Liver-TG水平,从而调整其糖脂代谢紊乱状况。     

磺脲类药物对2型糖尿病大鼠心肌组织磺脲类药物受体表达的影响

目的观察不同磺脲类药物对糖尿病大鼠心肌组织磺脲类药物受体(SUR2)表达的影响。方法将自发性糖尿病GK大鼠随机分为糖尿病对照组、胰岛素组、格列本脲组、格列吡嗪组、格列齐特组和格列美脲组各12 只,另设正常对照组12只。应用放射配体结合法检测SUR2,应用半定量逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测SUR2 mRNA表达。结果经不同磺脲类药物干预第12周,糖尿病对照组、胰岛素组与正常对照组SUR2受体密度的差异无显著性;SUR2 mRNA表达水平较对照组稍下降,但差异无显著性。各磺脲类药物治疗组的SUR2受体密度较正常对照组和糖尿病对照组无明显变化;SUR2 mRNA表达水平亦无明显变化。第24周,糖尿病大鼠SUR2 mRNA表达水平较第12周呈下降趋势,也低于同期正常对照组大鼠,但差异仍无显著性;各磺脲类药物治疗组 SUR2受体密度无明显变化;SUR2 mRNA表达水平变化不大。结论自发性糖尿病GK大鼠所表现出的糖尿病状态不影响心肌SUR2表达水平;治疗剂量的磺脲类药物对糖尿病大鼠心肌组织SUR2的表达无明显影响。