DPP酶的生理功能及药理作用PPT课件

DPP酶的生理功能及药理作用,1,目录,DPP酶的生理功能 DPP酶的药理作用,2,DPP4与肠促胰素成为T2DM治疗靶点的研发历程,其他底物,DPP4酶 家族成员: DPP8/9/FAP,肠道对胰腺分泌的影响,CD26/DPP4,肠促胰素效应,GLP-1和GIP是人类肠促胰素,酶的作用,非酶的作用 代谢 细胞增殖、趋化 免疫调节,GLP-1和GIP是人体内DPP4唯一底物,T2DM治疗靶点,(二肽基肽酶),DPP4 抑制剂,GLP-1受体激动剂,CD26：T细胞表面活化抗原 DPP4：二肽基肽酶,FAP：成纤维细胞激活蛋白 DPP8：二肽基肽酶-8 DPP9：二肽基肽酶-9,垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP)、胃泌素释放肽(GRP)、神经肽(NPY)、生长激素释放激素、GLP-2等,Gorrell MD. Clin Sci (Lond) 2005; 108: 277-292 Hopsu-Havu VK, Glenner GG. Histochemie 1966; 7: 197-201 Bauvois B, et al. Br J Cancer 1999; 79: 1042-1048,3,肠促胰素的研发历程,首次观察到肠道对胰腺分泌的影响,首次提出肠促胰素概念,通过口服和静脉注射葡萄糖两项研究证实肠促胰素效应,证实GIP是一种人类肠促胰素,1902年,1932年,1964年,1973年,证实肠促胰素在T2DM中的作用,1986年,GLP-1是一种人类肠促胰素,1987年,发现DPP4酶降解GLP-1和GIP,1995年,Creutzfeldt W. TRegul Pept. 2005;128:8791. Bayliss WM, Starling EH. J Physiol. 1902;28:325353. La Barre J. Bull Acad R Med Belg. 1932;12:620634. Elrick H. J Clin Endocrinol Metab. 1964;10761082. McIntyre N, Holdsworth CD, Turner DS. Lancet. 1964;41:2021. Nauck M, Stockmann F, Ebert R, et al. Diabetologia. 1986;29:4652. Kreymann B, Williams G, Ghatei MA, et al. Lancet. 1987;2:13001304. Deacon CF,et al. Diabetes. 1995;44:11261131.,4,DPP4及DPP4抑制剂的研发历程,Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Nov 24;95(24):14020-4. Eur. J. Biochem.1993;214:829-835. Curr Top Med Chem. 2007;7(6):579-95. Wiedeman, Paul.Medical Chemistry.2007;45: 7173. Kuhn, Bernd.Current Topics in Medicinal Chemistry2007;7 (6): 609619. Curr Top Med Chem. 2007;7(6):557-68.,首次发现DPP4 /CD26,DPP4 /CD26具有酶的作用和非酶作用,不同结构的DPP4抑制剂公布,1966年,1993年,1994年,1995年,DPP4抑制剂同时抑制DPP8/9，可能存在不良反应,2005年,首个DPP4抑制剂西格列汀获批上市(FDA),2006年,全球已上市的DPP4抑制剂： 西格列汀 维格列汀 沙格列汀 阿格列汀 利格列汀,2012年,新的以N取代的甘氨酰氰基吡咯烷衍生物问世，成为热门研究领域,DPP4的X线结构公布，详细介绍了其结合位点,2003年,5,DPP4广泛分布于人体各组织器官,DPP4是一个多功能的细胞表面II型糖蛋白 在人体中，DPP4广泛存在于多种细胞和组织中,Eur. J. Biochem. 214, 829-835 (1993),T淋巴细胞（CD26）,血液中(可溶形式，DPP4),肾脏刷状缘细胞表面,肝细胞表面(GPIIO/OX-61),6,DPP4(二肽基肽酶-IV)简介及其生理功能,是一种细胞表面丝氨酸二肽酶 从N-末端第二位上存在脯氨酸或丙氨酸的肽链上分离出N-末端二肽 表达广泛，血循环中也有活性形式,Front Biosci.2008;13:3168-80.,酶的活性：裂解Xaa-Pro二肽,T细胞表面抗原与细胞外基质结合，影响T细胞的增殖和趋化 与腺苷脱氨酶结合（ADAbp），参与血管内皮细胞的迁移和侵袭,生理功能,DPP4酶灭活肠促胰素的机制,7,DPP酶的家族成员,FEBS J. 2010;277(5):1126-44.,丝氨酸蛋白酶家族S9,S9A脯氨酰肽链内切酶（PEP / POP）,S9B二肽基肽酶（DPP酶）,S9C酰基肽水解酶,S9D谷氨酰肽链内切酶,DPP6 DPP10,8,FAP的表达及酶的生理功能,52氨基酸序列(人类酶)和底物特异性与DPP4相似 具有二肽酶活性和明胶酶活性，可参与调节肿瘤细胞的生长、分化、黏附和转移 选择性地表达于上皮癌，愈合伤口的肉芽组织，骨和软组织肉瘤等,Scandinavian Journal of Immunology, 54, 249-264. 国际妇产科学杂志.2012.39(3):235-238.,与DPP8和DPP4不同之处在于:只有FAP具有明胶酶的活性，从而决定了其作为肿瘤治疗靶点,明胶酶（gelatinase）或称型胶原酶（typecollagenase）属于金属蛋白酶家族成员，是能够降解型胶原的特异的一种基质水解酶，其活性与肿瘤细胞侵袭和转移密切相关,9,DPP8和DPP9的分布及酶的生理功能,26%与DPP4相同 DPP-8/9蛋白定位于细胞质中 DPP-8/9均表达于人体血液中的淋巴细胞和单核细胞、动物睾丸和精子细胞等 DPP-9还在肿瘤细胞中表达 DPP8/9具有参与免疫应答，以及促进男性精子发育的作用,Ajami, K.,et al. Biophys. Acta .2004;1679, 1828 Maes, M. B., et al J. Leukocyte Biol. 2007;81, 12521257 Schade, J., et al. J. Histochem. Cytochem. 2008;56, 147155 J Histochem Cytochem. 2009 June; 57(6): 531541. Kirby M, et al. Clin Sci (Lond). 2009 ;118(1):31-41.,细胞核,细胞膜,10,目录,DPP酶的生理功能 DPP酶的药理作用,11,抑制FAP的作用 抑制DPP8的作用 抑制DPP9的作用 抑制DPP4的作用 DPP4酶抑制剂未来的发展方向,12,FAP目前主要作为癌症治疗的靶点,FAP有选择的在肿瘤基质纤维母细胞中表达，抑制FAP的活性可降低瘢痕纤维母细胞的侵袭性，提示FAP对瘢痕瘤的侵袭具有重要作用 主要存在于慢性肝疾病的早期肝损伤和纤维化组织 在炎症、创伤、上皮性癌的基质中被激活的成纤维细胞中表达,国际妇产科学杂志.2012.39(3):235-238.,目前主要作为癌症治疗的靶点进行研究,13,DPP8和DPP9的抑制可诱导免疫应答,已被证明抑制DPP8/9可诱导IL-1（刺激免疫应答的关键分子）的释放，从而刺激细胞因子和趋化因子的产生目前其药理应用主要集中在DPP4抑制剂治疗2型糖尿病的安全性考虑,http:/sydney.edu.au/sydnovate/opportunities/pharmaceuticals/summary/Sydnovate_10578_tech_summary.pdf,14,DPP4作为2型糖尿病治疗靶点的原因,人体试验发现GIP和GLP-1是DPP4的唯一底物 肠促胰素与食物消化，增强葡萄糖依赖性胰岛素分泌和维持正常血糖稳态具有重要作用 肠促胰素还可增加细胞数量，刺激生长，分化，增殖和存活 因此DPP4作为2型糖尿病治疗的新靶点,FEBS J. 2010;277(5):1126-44. KIRBY M, et al. Clinical Science (2010) 118, 3141 Baetta R，Corsini A. Drugs 2011; 71 (11): 1441-1467.,15,抑制DPP4的安全性考虑,Diabetes, Obesity and Metabolism, 9, 2007, 153165 BMC Immunology 2009, 10:19,16,抑制DPP-8、DPP-9与免疫毒性相关,DPP-8和DPP-9被抑制后会出现一些毒性反应，如脱发、血小板减少、贫血、脾大和多器官病理改变等,Diabetes,2005;54:2988-2994.,在大鼠(10, 30, 100 mg/kg/d治疗2周)和狗(单一剂量10mg/kg)中选择性抑制剂的毒性反应的研究,17,选择性DPP4抑制剂副作用更少,研究选择性抑制剂的T细胞活性,Diabetes,2005;54:2988-2994.,复合物浓度(mol/L),抑制作用比列,选择性DPP-4抑制剂,选择性DPP-8/9抑制剂,Val-boro-Pro(无选择性的抑制剂),18,阿格列汀和利格列汀的选择性更高,Drugs 2011; 71 (11): 1441-1467.,IC50：半数抑制量,19,高选择性的阿格列汀：直击细胞，强效降糖,1.Drucker DJ. Expert Opin Invest Drugs. 2003;12(1):87100 2.Ahrn B. Curr Diab Rep. 2003;3:365372,20,阿格列汀能延缓肠促胰岛素失活,Clin Ther. 2008 Mar;30(3):513-27.,活性GLP-1浓度 自基线的变化(pmol/L),早餐,午餐,晚餐,给药后的时间(h),阿格列汀25mg(n=5)安慰剂(n=6),21,阿格列汀能改善细胞的功能，促进胰岛素分泌,阿格列汀改善肥胖糖尿病大鼠细胞功能，增加胰岛素分泌,Diabetes Obes Metab. 2011 Apr;13(4):337-47 Eur J Pharmacol. 2008 Jul 7;588(2-3):325-32.,对照组,阿格列汀(0.03%),正常对照组,与对照组相比，#P0.025,正常对照组,对照组,5mg/kg,15mg/kg,45mg/kg,与对照组相比，*P0.05,胰岛素增量（pM,0-10min）,细胞/胰岛总面积的比例,肥胖大鼠,22,阿格列汀改善胰岛素敏感性,OGTT第10min时胰岛素水平IRI(ng/mL),#P 0.025，与对照组相比,J. Med. Chem. 2007, 50, 2297-2300,对照组,阿格列汀,阿格列汀剂量（mg/kg）,23,评价阿格列汀用于2型糖尿病患者的有效性和安全性的 一项国际多中心、随机、双盲、安慰剂对照III期研究牵头医院： 301医院 参加医院：协和医院，同仁医院，盛京医院，西京医院，天津代谢病医院等30家医院,24,研究基本信息,研究中心：总共30个28 个在中国大陆1 个在香港1 个在台湾治疗组：阿洛列汀 vs. 安慰剂 单药治疗组（N=172） 二甲双胍联合用药组（N=188 ） 吡格列酮联合用药组，同时联合/不联合二甲双胍（N=120）样本量 计划入组480例（实际入组506例）研究持续时间 筛选期：最长2周 安慰剂导入期：4周 治疗期：16周,25,25,研究流程图,26,阿格列汀单药治疗有效降低HbA1c和FPG,A1c自基线的变化(%),在所有组中，与安慰剂相比，p0.001,DeFronzo RA, et al. Diabetes Care. 2008;31:2315-2317.Covington P, et al. Clin Ther. 2008;30:499512.,FPG自基线的变化(mmol/L),27,以阿格列汀为基础的联合治疗进一步降低HbA1c,A1c自基线的变化(%),在所有组中，与安慰剂相比，p0.001,DeFronzo RA, et al. Diabetes Care. 2008;31:2315-2317.Covington P, et al. Clin Ther. 2008;30:499512.,28,阿格列汀治疗期间低血糖事件的发生率与安慰剂类似,29,自基线的改变(kg),单药治疗,二甲双胍加用阿格列汀,吡格列酮加用阿格列汀,安慰剂,安慰剂,阿格列汀 25mg,p=0.061,p=0.213,p=0.326,阿格列汀体重变化与安慰剂组无显著差异,30,研究小结,疗效 在中国2型糖尿病受试者中，阿格列汀单药治疗组联合治疗均显著降低HbA1c 阿格列汀25mg QD显著降低FPG安全性 阿洛列汀25 mg QD低血糖发生率低 阿格列汀单药或联合治疗不增加体重,31,阿格列汀不增加心血管事件风险,心血管事件发生率,1.Williams Herman et al; BMC Endocr Disord 2010. 2.Schweizer et al; Diabetes Obes Metab, 2010. 3.White et al; ADA 2010, Poster 391-P; Frederich et al; Postgrad Med 2010.,32,DPP4抑制剂目前存在的问题,DPP4抑制剂进入临床的时间尚短，需要更多的数据证明其优越性,FAP：成纤维细胞活性蛋白,药学与临床研究.2009;17(6):480-485.,安全性和耐受性,由于DPP4类似活性的酶家族(FAP、DPP2、DPP8和DPP9)的存在，要求DPP4抑制剂应该具有高特异性，以避免可能的不良反应,DPP4抑制剂诱导胰岛素分泌，降低餐后血糖，很少出现低血糖且不会增加患者的体重，表现了良好的安全性和耐受性。但是目前DPP4抑制剂进入临床研究的时间尚短，还需要更多的数据证明其优越性,选择性,33,更高选择性的DPP4抑制剂正在研发中,在阿格列汀基本结构基础上进一步研发更高选择性的化合物,在异构吲哚林结构基础上进一步研发更高选择性的化合物,Kato et al. Organic and Medicinal Chemistry Letters 2011, 1:7. European Journal of Medicinal Chemistry 46 (2011) 71-76.,34,谢谢！,35,