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Cell Metab丨上海药物所柳红/黄河团队开发出新型降脂药物并阐明其疗效与机制

Cell Metab丨上海药物所柳红/黄河团队开发出新型降脂药物并阐明其疗效与机制

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:达吉特公众号

【概要描述】高脂血症是动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的主要危险因素。目前批准的他汀类药物降血脂药物可以降低血液中的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),但大约五分之一的高LDL-C水平的患者对此类治疗没有反应或表现出他汀类药物耐受。

Cell Metab丨上海药物所柳红/黄河团队开发出新型降脂药物并阐明其疗效与机制

【概要描述】高脂血症是动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的主要危险因素。目前批准的他汀类药物降血脂药物可以降低血液中的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),但大约五分之一的高LDL-C水平的患者对此类治疗没有反应或表现出他汀类药物耐受。

  • 分类:华盈视角
  • 作者:小高
  • 来源:达吉特公众号
  • 发布时间:2022-07-13 14:47
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高脂血症是动脉粥样硬化和冠状动脉疾病的主要危险因素。目前批准的他汀类药物降血脂药物可以降低血液中的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C),但大约五分之一的高LDL-C水平的患者对此类治疗没有反应或表现出他汀类药物耐受。已报道的以黄连素(BBR)为代表的复方降血脂药,其口服剂量要求高、生物利用度差和潜在的hERG钾通道抑制活性等因素阻碍了其在临床中的广泛应用。因此,迫切需要开发其他副作用有限的降脂小分子来治疗高脂血症。

中国科学院上海药物研究所药物研究国家重点实验室柳红/黄河研究员课题组前期对THPBs(中药紫堇活性成分四氢原小檗碱)进行了化学修饰,构建了一个具有不同支架的小型化合物库。随后使用HepG2细胞进行Dil标记的LDL摄取实验筛选小分子THPB文库,确定了一系列四氢异喹啉化合物可有效降低高脂血症仓鼠的总胆固醇(TC)和LDL-C,相关研究于2019年发表在Acta Pharmaceutica Sinica B(IF:11.614)上1

近日,该团队在Cell Metab(IF=27.287)上以“Identification and evaluation of a lipid-lowering small compound in preclinical models and in a Phase I trial”为题发表最新研究成果,扩展了这些早期研究,在临床前模型和I期试验中鉴定和评估一种降脂化合物—DC371739,验证它的药理作用靶点与机制2

 

 

首先,研究人员通过构效关系探索(SAR exploration)和药物样性质评估(drug-like property evaluation),从前期构建的小分子文库中鉴定了小分子化合物 DC371739。

该化合物属于四氢异喹啉化合物,结构上如下:

 

研究发现该化合物在体外和体内均显示出明显的降血脂作用(图1A),该化合物可显著降低高脂饮食诱导的高脂血症仓鼠(图1B)和自发性高脂血症恒河猴(图1C)以及I 期临床试验中高胆固醇血症个体(图1D)的血清TC和LDL-C水平。

 

 

图1 DC371739改善高胆固醇血症

此外,与BBR(黄连素,降血脂药物)相比,DC371739在大鼠中表现出更高的生物利用度(F=19.5% vs F<1%),并且在体外对hERG通道的抑制作用更低(IC50>40μM vs IC50=3.1μM)。

有研究报道BBR通过泛素-蛋白酶体降解途径下调HNF-1a表达,从而增加LDLR mRNA并抑制PCSK9转录,于是研究人员检测DC371739是否通过相同途径发挥作用,结果发现DC371739 处理后HNF-1a蛋白水平没有改变,但PCSK9转录同样受到抑制,表明DC371739可能以独立于其蛋白质表达调节的方式干扰 HNF-1a 的功能,

于是推测DC371739可能改变了HNF-1a与靶基因的结合,首先研究者发现了DC371739处理后,HNF-1a的二聚化发生了变化(图A),接着通过CO-IP、Pulldown、SPR、分子对接等实验验证发现,DC37173直接与HNF-1α结合(图2B-C),从而改变其二聚化状态,阻碍高胆固醇血症和血脂异常相关基因PCSK9和ANGPTL3的转录(图2D)。

 

 

图2 DC371739与HNF-1α直接结合阻碍PCSK9和ANGPTL3转录

最后,鉴于其独特的作用机制,在大鼠血脂异常模型中将DC371739与阿托伐他汀联合治疗,发现双联疗法比单药疗法更有效地促进降脂作用(图3A、B),从而为阿托伐他汀耐药患者提供了潜在的治疗策略。

 

 

图3 DC371739与阿托伐他汀协同改善高胆固醇血症

 

总之,该研究作用模式图如下:

 

 

图4 DC371739作用机制模式图

|   总结与讨论

与“老药新用”不同,本案例采用对先导化合物进行结构优化,筛选到了一种疗效更优的降血脂药物DC371739,并从多种临床前模型(仓鼠、恒河猴)和I期试验的样本评估DC371739的疗效,最后还深入阐明了其作用机制与直接作用靶点,为我们的新药研发提供了另一种研究思路。

达吉特专注于药靶研究,可为您寻找药物靶点提供多种多样的专业的技术服务和解决方案,助您解决药物靶点-机理研究中的各种难题。

达吉特针对于中药及小分子药物研究,建立了一套完整的技术服务体系:

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5)药物调控信号通路筛选:磷酸化抗体芯片,蛋白质组学

6)网络药理学与计算机分子对接

7)SPR表面等离子共振(分子动力学)

 

|   相关文献

[1] Wu C, Xi C, Tong J, Zhao J ,et al. Design, synthesis, and biological evaluation of novel tetrahydroprotoberberine derivatives (THPBs) as proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) modulators for the treatment of hyperlipidemia. Acta Pharm Sin B. 2019 Nov;9(6):1216-1230.

[2] Wang J, Zhao J, Yan C ,et al. Identification and evaluation of a lipid-lowering small compound in preclinical models and in a Phase I trial. Cell Metab. 2022 May 3;34(5):667-680.e6.

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