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最近看Nature medicine上有一篇关于肥胖和胰岛素抵抗关系的研究,粗看其思路和想法并没有什么突出,但仔细阅读发现,这个研究仍具有很大的优点,例如这是该小组的系列性研究,该研究把一个问题说清楚,有新思路,有应用潜力,确实是一个不错的研究论文。
Amlexanox是商品名为Aphthasol,是一种抗炎症抗过敏免疫调节剂。临床上用于治疗口腔溃疡、过敏性鼻炎、结膜炎和哮喘,最近来自美国 Michigan大学的学者证明这个药物可能是一种理想的糖尿病和肥胖治疗药物。这是一种典型的老药新效的研究,但作者并不是偶然发现,而是经过严格现代药物筛选获得的线索。
肥胖和胰岛素抵抗之间存在密切关系,但是其具体分子机制目前并不清楚,不过大量研究显示炎症可能是联系两者之间的重要纽带。肥胖使肝脏和脂肪组织产生持续低水平的炎症反应,局部释放炎症因子和趋化因子,从而使胰岛素的功能减弱。去处或药物抑制炎症反应通路可以打破基因或饮食性肥胖和胰岛素抵抗之间的联系,提示局部炎症可能是导致细胞对重要代谢性激素敏感性降低的关键步骤。
肥胖者的脂肪、肝脏和肌肉组织内核因子-κB(NF-κB)转录被激活,这对胰岛素抵抗的产生有重要作用。 NF-κB的磷酸化调节活化需要IκB(上游),目前已经确定IκB有IKK-α,IKK-β,IKK-ε和TBK1四种不同IκB激酶(IKKs)。IKK-α和IKK-β对NF-κB的调节已经明确,但IKK-ε和TBK1是否具有同样效应目前尚不清楚。然而这些所谓的NF-κB的上游调节蛋白的基因启动子上都存在κB的调控位点,提示这些分子也可能属于该通路的下游调节分子(这个有新意)。
该小组最近曾经报道过,高脂饮食可以促进IKK-ε和TBK1的基因表达和蛋白含量(09年《细胞》,重要有力度的前期工作)。更有意思的是,将IKK-ε基因阻断可以对抗高脂饮食导致的肥胖、脂肪肝、胰岛素抵抗和炎症。这一些前期研究促使该小组寻找这一分子的小分子阻断剂,以确定是否可作为治疗肥胖、脂肪肝、胰岛素抵抗的药物。本研究是该小组确定了一个这样的小分子amlexanox,amlexanox是一种治疗口腔溃疡、哮喘和过敏性鼻炎的药物,但不清楚该药物的治疗机制(不清楚机制也可以作为药物使用的)最关键的问题是,他们是怎么找到这个分子的?在这一文章中,作者发现,使用这一TBK1 和IKK-ε的选择性阻断剂,可在不影响饮食的情况下,使肥胖老鼠体重降低,提高胰岛素敏感性,减少炎症反应和肝脏脂肪变性。研究结果提示,TBK1 和IKK-ε可发挥促进炎症效应,干扰胰岛素相关的能量代谢。用amlexanox阻断这一途径可以提高能量代谢,恢复胰岛素敏感性。考虑到这个药物的安全性,作者推测amlexanox可以作为糖尿病、肥胖和脂肪肝的治疗药物。
研究结果一、证明肥胖可以引起TBK1 和IKK-ε基因表达和蛋白含量增加。包括高脂饮食促进动物肝脏脂肪TBK1 和IKK-ε蛋白基因表达, DHA和rosiglitazone可以降低TBK1 和IKK-ε蛋白和基因表达。TNFa可以促进细胞TBK1 和IKK-ε蛋白和基因表达。
结果二是证明Amlexanox是TBK1 和IKK-ε的阻断剂。以myelin basic protein (MBP)为底物,用基因重组IKK-ε蛋白从15000个化合物中筛选到Amlexanox是IKK-ε高选择性阻断剂(这个是该课题的关键步骤,是新发现)。Lineweaver-Burk plot 显示amlexanox可以竞争ATP和IKK-ε结合。剂量效应关系发现IC50为1–2 μM,而且对TBK1的作用类似,对IKK-α 和 IKK-β没有作用(高选择性)。然后证明作用方式是促进TBK1 Ser172磷酸化,导致阻断其下游分子interferon responsive factor-3 (IRF3)磷酸化。
结果三发现给动物每天25 or 100 mg可以避免高脂饮食导致的体重增加(比较有意思的发现,新的减肥药物)。然后发现,即使那些已经肥胖的动物使用这个药物4周也可以减肥10克。但是停止用药8周后体重又恢复。随后用基因肥胖动物也证明amlexanox治疗减肥有效。考虑到对饮食量没有影响,减肥的效果应该来自代谢增加,随后他们证明动物的耗氧量增加,符合增加代谢的预期推测。治疗组动物的体温平均增加1度。更有意思的是,这个药物对正常饮食动物的基因表达和体重没有影响。
最后又分别针对胰岛素抵抗、肝脏脂肪变性和脂肪组织炎症反应,以及相关问题进行了深入全面的研究。
后评:科研想法和思路在科研中虽然是重要的,甚至是第一重要的。但是发现一个重要的现象,或者提出一个好的想法,也需要有比较严密的论证,需要有比较完善的技术,我们的许多研究档次不高的原因可能不是因为思路和想法,而是输在逻辑或设计上。大多数好的研究都需要细节。
氨来诺
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GMT+8, 2024-12-22 20:57
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