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浅谈PPARs配体的研究进展

编辑:sx_changxl

2012-12-06

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【摘要】 :中医药对PPAR相关疾病如糖尿病、动脉硬化、高脂血症等有良好疗效,随着PPAR配体技术的发展,不断发现某些中药也具有PPAR配体的激活作用。

【关键词】 PPAR;配体;激动剂;II糖尿病

过氧化体增殖物激活型受体(peroxisome proliferators activated receptors,PPARs),是一类控制多种细胞和代谢过程的转录因子。PPARs 的配体种类繁多,结构多样,对糖脂代谢方面的疾病有很好的疗效,已成为代谢性疾病的重要治疗靶标。本文主要介绍PPARs配体的研究进展,包括植物化学方面的研究报道。

1 PPARs的表达及调控的靶基因

PPARs的3种亚型中均有一个高度保守的DNA结合域(DBD),可特异结合靶基因上的PPRE;还有一个含保守性较差的配体结合域(LBD)。LBD中有一个Y型的疏水袋,PPARβ的配体袋内较狭窄,因此一些相对较大的PPARα、γ配体不能与之结合;由于构成LBD的氨基酸的种类不同,PPARα的LBD为亲脂,PPARγ的较亲水,故饱和脂肪酸易于和PPARα结合,而亲水的不饱和脂肪酸则是PPARγ良好的配体。PPARα主要分布在肝、肾、肌肉等代谢活性较高的组织,调控一大类参与脂类分解的基因,如脂肪酸转运蛋白(FATP)、脂肪酸转位酶(FAT/CD36),以及脂蛋白脂肪酶(LPL)等。PPARβ缺乏选择性配体,几乎在所有的哺乳动物在组织中表达,PPARβ增强脂肪酸的代谢,对脂代谢和能量平衡有调节作用,并与骨代谢、脑发育等相关。由于启动子和拼接方式不同PPARγ的mRNA可以分为γ1、γ2、γ3三个亚型,γ1与γ3的翻译产物相同。PPARγ高表达于脂肪组织中,它调控的靶基因众多,尤其在脂肪细胞分化期,多种脂代谢相关的基因如FATP、FAT/CD36、TNF?α等都是受PPARγ调控的靶基因。PPARγ与肌肉组织LPL、肉碱棕榈酰转移酶CPT-1的表达密切性相关,能提高胰岛素敏感性、增强脂肪组织及骨骼肌葡萄糖贮运的作用。此外PPARγ在巨噬细胞、肿癌细胞等多种细胞的分化、增值中发挥重要作用,调控一些与凋亡、肿瘤有关的基因如c?myc、c?fos、c?Ha?ras。

2 PPARs的配体

2.1 PPARα的配体

PPARα能被大多数的脂肪酸激活,与花生四烯酸、亚油酸的亲和力极高。氯贝特、苯扎贝特等贝特类药物是最先发现的PPARα合成配体,现已经证实,当它们在体内代谢后成为苯氧芳酸类衍生物,可以同时激活PPARα、PPARγ,只是对前者的亲和力强10多倍。

2.2 PPARβ的配体

多不饱和脂肪酸及其衍生物与PPARβ结合力较弱,但前列腺素A1和D2对PPARβ有一定的选择性。目前发现PPARβ激动剂GW50156可提高肥胖的恒河猴HDL-C的水平,降低2型糖尿病动物模型血糖、血脂,改善胰岛素抵抗,也可通过促进骨骼肌中增强脂代谢和线粒体解偶联的基因表达,增强骨骼肌脂肪酸的β氧化,从而增加能量消耗[1]。

2.3 PPARγ的天然配体和合成配体

前列腺素D2的代谢产物15-d?PGJ2是第一个被发现的强效PPARγ天然配体,亚油酸的代谢物9羟十八碳二烯酸、LDL的氧化物、十六烷基壬二酸基卵磷脂也是极强的天然PPARγ激动剂。

3 PPAR多重激动剂

3.1 PPARα/γ激动剂

有明显降血糖效果,但对于脂类代谢影响较小;而贝特类PPARα激动剂的降脂效果好但不能降低高血糖。这些单一激动剂不同程度存在着水肿、体重增加、肝肾损害等毒副作用。因此众多制药公司纷纷研发PPAR双重激动剂,期望这种兼有PPARα和PPARγ单一激动剂的药物能更好的互为补充,调整糖脂代谢,预防动脉硬化的作用。

3.2 PPARβ/γ双重激动剂

由于对PPARβ的内源性配体知之较少,以PPARβ作为靶标的药物研究还不十分成熟。已有证据表明GW501516是PPARβ的激动剂,它与PPARβ的结合力较PPAR的其他亚型高1000倍以上[2]。在此基础上已开发一种新PPARβ/γ的双重激动剂d23,实验证明它可以降低血浆中的葡萄糖和血清中TG的水平,升高HDL?C的浓度[3]。

4 药用植物化学中的PPAR配体

4.1 国外药用植物中PPAR配体的发现

实验表明白藜芦醇在小鼠肾脏内皮细胞株、血管内皮细胞、淋巴瘤U937细胞中均呈剂量依赖性地活化PPAR?γ[4]。Cyclin D1是细胞周期G1期的重要调节因子,白藜芦醇能部分的通过激活PPAR?γ抑制Cyclin D1的表达,从而使胃癌SGC?7901细胞停留在G1期,抑制其增殖。PGC?1 alpha(PPAR gamma Coacticator?1α)是PPAR辅助活化因子,通过PPARα或γ调控编码与脂质代谢、脂质运输有关功能蛋白的基因表达,影响体内脂代谢平衡[5]。白藜芦醇能激活PGC?1alpha和组蛋白脱乙酰酶,增强脂肪和肌肉组织线粒体的生成和功能,促进能量消耗,抑制肥胖并显著延长寿命[6]。

一些植物化学物质具有PPAR α和PPAR γ的双重调节作用。雌二醇化合物染料木黄酮(genistein)先前被认为具有抗雌二醇的作用,通过PPAR?γ受体结合试验证明是PPAR?γ的激活物。当genistein浓度大于1μM时,脂肪生成上调而成骨作用被下调,小于1μM时,刺激成骨作用和抑制脂肪生成,发挥雌二醇的作用[7]。Genistein可增加脂质代谢相关基因的表达,在mRNA和蛋白水平上也能诱导PPAR?α的表达、增强PPAR?α的转录活性。此外大豆异黄酮也能增强PPAR?α和PPAR?γ调控基因的表达,用高异黄酮的大豆蛋白喂饲肥胖Zucker大鼠可降低体重、肝脏胆固醇和甘油三酯浓度,并且改善葡萄糖耐受[8]。异戊二烯醇类化合物法呢醇(farnesol)和香叶基香叶醇(geranylgeraniol)可以激活PPAR?α和PPAR?γ,

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