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新型高效糖尿病治療藥物開發研究獲進展
2021年01月08日 15:17:32
來源：合肥物質科學研究院 點擊量：4124
近日，中國科學院合肥物質科學研究院王俊峰課題組對糖尿病候選藥物FGF21進行改造后制成FGF21ss，糖尿病小鼠實驗結果表明FGF21ss表現出更加優異的降血糖、減體重效果，具有良好的成藥性。相關研究成果已與多家企業達成初步意向，共同推進臨床試驗和產業化工作。
【化工儀器網 科技前沿】近日，中國科學院合肥物質科學研究院王俊峰課題組對糖尿病候選藥物FGF21進行改造后制成FGF21ss，糖尿病小鼠實驗結果表明FGF21ss表現出更加優異的降血糖、減體重效果，具有良好的成藥性。相關研究成果已與多家企業達成初步意向，共同推進臨床試驗和產業化工作。 
目前，糖尿病藥物治療以控制血糖、延緩相關并發癥發生為主，并不能徹底治愈糖尿病，其主要原因在于糖尿病治療藥物作用機制多數圍繞胰島素具有的降血糖功能展開，而未針對糖尿病真正的病因——胰島素抵抗。因此，開發可改善胰島素抵抗的治療藥物，將有助于更好地治療糖尿病。
FGF21是一種人自身具有的調節代謝的內分泌蛋白質，具有改善機體的胰島素抵抗、促進糖脂能量代謝、消耗多余葡萄糖及脂類、逆轉氧化應激反應引起的細胞凋亡(如糖尿病并發癥大血管病變、動脈粥樣硬化等)等優點，有治療肥胖癥、糖尿病、非酒精性脂肪肝等代謝相關疾病的潛力。目前，基于FGF21的藥物開發取得了系列進展，但并未較好地解決FGF21藥代動力學和穩定性較差，需要頻繁給藥的問題，阻礙了臨床應用。
科研人員依托穩態強磁場實驗裝置，運用核磁共振波譜學手段解析FGF21的溶液結構，發現FGF21本身結構的穩定性較低，為此研究人員使用蛋白質工程手段對FGF21進行改造，終獲得了一個新的變體FGF21SS。在蛋白質穩定性實驗中，FGF21SS表現出遠優于FGF21的熱穩定性；糖尿病小鼠實驗結果表明FGF21SS展現出更高的生物學活性：在炎癥脂肪細胞中，能夠逆轉由炎癥因子引起的細胞胰島素抵抗，恢復對胰島素的敏感性；在治療肥胖小鼠的糖尿病實驗中，具有優異的降血糖、減體重和降低血清胰島素的能力，且優于FGF21。
由于FGF21ss的熱穩定性高，有利于藥物的制作、存儲以及運輸，且其降血糖活性功能有較大提高，可有效減少給藥次數，改善糖尿病患者的治療方案。目前，該藥物的產業化進程正在穩步推進，未來有望在完成臨床轉化后用于糖尿病、肥胖和非酒精性脂肪肝等慢性代謝性疾病治療。
相關研究成果發表在《歐洲分子生物學組織報告》(EMBO reports)上。合肥研究院強磁場科學中心研究員王俊峰、戴晗為論文的通訊作者，博士朱磊、趙宏鑫和劉娟娟為論文的共同第一作者。合肥工業大學和溫州醫科大學科研人員參與研究工作。研究工作得到國家自然科學基金、科技部國家重點研發計劃和強磁場安徽省實驗室的支持。
FGF21結構動態性以及FGF21SS蛋白質工程改造示意圖
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