陳 璐，龔鳳英，朱惠娟

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院內(nèi)分泌科衛(wèi)生部內(nèi)分泌重點實驗室，北京100730

AdipoRon :新型小分子脂聯(lián)素受體激動劑

陳 璐，龔鳳英，朱惠娟

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院內(nèi)分泌科衛(wèi)生部內(nèi)分泌重點實驗室，北京100730

AdipoRon;脂聯(lián)素;肥胖;糖脂代謝;腺苷酸活化蛋白激酶

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，肥胖人群的數(shù)量不斷增加。肥胖會導(dǎo)致人體的糖脂代謝出現(xiàn)異常，這與糖尿病、心血管疾病、血脂紊亂、骨關(guān)節(jié)疾病、癌癥等多種疾病有密切關(guān)系，嚴重影響了人們的生活質(zhì)量和壽命［1］。盡管合理的飲食和適當(dāng)?shù)捏w育鍛煉可以控制體重、改善胰島素抵抗，對異常的糖脂代謝起到一定作用，但臨床上仍需一些安全、有效的藥物進行治療。目前的減肥藥物主要分為腸道胰脂酶活性抑制劑和作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的食欲抑制劑兩類，但它們都存在一定的不良反應(yīng)［2］。脂聯(lián)素是脂肪細胞分泌的一種脂肪細胞因子，研究發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素能夠改善胰島素抵抗，糾正異常的糖脂代謝［3-4］。脂聯(lián)素還能夠保護血管內(nèi)皮和抑制腫瘤壞死因子，在心血管疾病和癌癥的治療中發(fā)揮著重要作用［5-6］。因此，以脂聯(lián)素為靶點開發(fā)改善糖脂代謝的藥物正成為全球范圍內(nèi)的研究熱點。

脂聯(lián)素及其改善糖脂代謝的作用及機制

脂聯(lián)素 (adiponectin)是一種由脂肪細胞分泌的脂肪細胞因子，具有改善胰島素抵抗、降血糖、抗炎等多種生物學(xué)作用。脂肪細胞分泌的脂聯(lián)素通常是單體形式，但研究發(fā)現(xiàn)，這些脂聯(lián)素單體只能以三聚體、六聚體或者多聚體的形式才能發(fā)揮上述生物學(xué)功能［7］。脂聯(lián)素需要通過與脂聯(lián)素受體結(jié)合才能發(fā)揮作用，在人體中存在兩種脂聯(lián)素受體:AdipoR1和AdipoR2。AdipoR1主要在骨骼肌中表達，AdipoR2主要在肝臟組織中表達［8］。脂聯(lián)素與骨骼肌和肝臟中的AdipoR1/R2結(jié)合能夠激活腺苷酸活化蛋白激酶 (AMP-activated protein kinase，AMPK)，增加乙酰輔酶A羧化酶(acetyl CoA carboxylase，ACC)的磷酸化，激活A(yù)MPK/ p38MAPK/PPAR通路，增加脂肪酸氧化，調(diào)節(jié)脂類代謝。同時，被激活的AMPK蛋白激酶還會刺激GLUT4的轉(zhuǎn)位，增加葡萄糖轉(zhuǎn)運、抑制糖原合成［8-10］。除參與糖脂代謝外，脂聯(lián)素與AdipoR1/R2結(jié)合后，還能抑制炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)［11］。因此，可以通過向機體內(nèi)直接注射脂聯(lián)素以提高脂聯(lián)素水平和激活脂聯(lián)素受體兩種途徑改善糖脂代謝。但由于單體形式的脂聯(lián)素不能發(fā)揮作用，人工合成的脂聯(lián)素多聚體結(jié)構(gòu)又不穩(wěn)定，而且脂聯(lián)素較高的血清生理濃度 (μg/ml)，均限制了脂聯(lián)素在臨床上的直接應(yīng)用［7］。因此，如果能夠找到可結(jié)合并有效激活脂聯(lián)素受體的化合物，同樣可以發(fā)揮脂聯(lián)素改善糖脂代謝的作用。

AdipoRon的發(fā)現(xiàn)及其作用

2013年，東京大學(xué)藥物研究所的Okada-Iwabu教授等［12］對大量能夠結(jié)合并激動脂聯(lián)素受體的小分子化合物進行了篩選。他們根據(jù)這些小分子化合物是否具有激活A(yù)MPK的能力，選擇出與脂聯(lián)素作用相似的小分子化合物，并將其中一種命名為AdipoRon。該研究發(fā)現(xiàn)，這種新型的小分子化合物AdipoRon與脂聯(lián)素一樣能夠增加AMPK的磷酸化，給小鼠分別注射不同濃度 (5～50 μmol/L)的AdipoRon，能夠劑量依賴性地增加AMPK的磷酸化。

脂聯(lián)素能夠改善胰島素抵抗［3］。與脂聯(lián)素的作用相似，這種新發(fā)現(xiàn)的小分子化合物AdipoRon也能改善胰島素抵抗。給正常飲食的db/db小鼠靜脈注射AdipoRon(50 mg/kg)與腹腔注射脂聯(lián)素 (30 mg/kg)有相似的降低空腹血糖效果。進行口服葡萄糖耐量實驗發(fā)現(xiàn)，注射AdipoRon與注射脂聯(lián)素的小鼠一樣，餐后30～120 min血糖水平一直低于不注射任何藥物的小鼠，并在120 min后兩組小鼠的血糖均下降到相同水平［12］。除直接注射外，口服AdipoRon也能改善肥胖小鼠糖脂代謝。給高脂飲食誘導(dǎo)的db/db小鼠連續(xù)口服AdipoRon(50 mg/kg)10 d后發(fā)現(xiàn)，與未服藥的對照組相比，口服AdipoRon的db/db小鼠血漿葡萄糖、胰島素水平都顯著下降，同時胰島素抵抗指數(shù)下降約50%。另外，口服AdipoRon的db/db小鼠血漿中甘油三酯和游離脂肪酸的含量也有明顯下降。上述研究結(jié)果表明，靜脈注射和口服AdipoRon，均能夠減低肥胖小鼠空腹血糖，改善胰島素抵抗［12］。

AdipoRon的作用機制

脂聯(lián)素通過結(jié)合AdipoR1/R2，激活A(yù)MPK通路，改善胰島素抵抗和血脂異常［3，9］。與脂聯(lián)素相同，新型小分子化合物AdipoRon也能夠激活A(yù)MPK信號通路。為探究AdipoRon是否也通過結(jié)合脂聯(lián)素受體發(fā)揮作用，研究者采用高脂飲食誘導(dǎo)的AdipoR1/R2雙基因敲除小鼠進行實驗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型小鼠靜脈注射AdipoRon(50 mg/kg)，其骨骼肌和肝臟中AMPK的磷酸化增加。但AdipoR1/R2雙基因敲除小鼠注射AdipoRon后，沒有出現(xiàn)相似的改變。另外，AdipoR1/ R2雙基因敲除小鼠口服AdipoRon后，也不再出現(xiàn)血漿葡萄糖、胰島素水平以及甘油三酯、游離脂肪酸含量的改變。由此證明，無論是以靜脈注射還是口服的給藥方式，AdipoRon均通過結(jié)合AdipoR1和AdipoR2發(fā)揮改善糖脂代謝的作用［12］。

AdipoRon對胰島素靶組織的作用及其機制

AdipoRon對骨骼肌組織的作用

AdipoRon通過與小鼠骨骼肌的AdipoR1結(jié)合，激活A(yù)dipoR1-AMPK通路，增加線粒體合成和能量消耗。研究發(fā)現(xiàn)，與未用藥的高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠相比，口服AdipoRon的小鼠骨骼肌組織中線粒體合成基因Ppargc1a、Esrra、Tfam、mt-Co2的表達增加，可促進線粒體的合成，增加線粒體DNA的含量，使細胞耗能增加［12-13］。同時，促進脂肪酸氧化的Acadm表達增加，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)的Sod2表達增加，而氧化應(yīng)激的標志物TBARS含量減少。提示AdipoRon除增加細胞耗能外，還增加脂肪酸氧化，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)。然而，上述變化均未在AdipoR1/R2雙基因敲除小鼠中觀察到。因此表明，在小鼠的骨骼肌組織中，AdipoRon通過結(jié)合AdipoR1/R2，可激活A(yù)dipoR1-AMPK通路，增加線粒體合成和能量消耗，同時可增加脂肪酸氧化，抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)［12］。

AdipoRon對肝臟組織的作用

AdipoRon在小鼠的肝臟組織中的作用與其在骨骼肌組織中相似，通過與AdipoR1結(jié)合，激活A(yù)dipoR1-AMPK通路。有研究表明，AMPK能參與糖異生作用，增加葡萄糖轉(zhuǎn)運、抑制糖原合成［8］。研究發(fā)現(xiàn)，與未用藥的高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠相比，在口服AdipoRon的小鼠肝臟組織中，促進糖異生的 Ppargc1a、Pck1、G6pc等基因表達減少，肝糖原合成減少。除與AdipoR1結(jié)合外，AdipoRon還能在野生型小鼠的肝臟組織中結(jié)合AdipoR2，激活A(yù)dipoR2-PPAR通路，增加脂肪酸氧化，減少氧化應(yīng)激。通過與未用藥的小鼠相比，口服AdipoRon的高脂飲食小鼠肝臟組織中調(diào)節(jié)脂肪酸氧化、參與線粒體合成的PPAR-α、Acox1、Ucp2、Cat表達增加，氧化應(yīng)激標記物TBARS含量減少。實驗研究還發(fā)現(xiàn)，口服AdipoRon的高脂飲食小鼠肝臟組織中，肝臟促炎細胞因子Tnf和Cc12的表達顯著降低，說明AdipoRon能減少肝臟組織炎癥反應(yīng)的發(fā)生。然而，上述變化也沒有在AdipoR1/R2雙基因敲除小鼠中出現(xiàn)。由此說明在小鼠的肝臟組織中，AdipoRon通過結(jié)合AdipoR1/R2，激活 AdipoR1-AMPK通路抑制糖原合成，同時激活A(yù)dipoR2-PPAR通路，增加脂肪酸氧化，減少氧化應(yīng)激［12］。

AdipoRon對白色脂肪組織的作用

與在肝臟組織中的作用相似，AdipoRon在白色脂肪組織中也能減輕炎癥反應(yīng)。實驗研究發(fā)現(xiàn)，與未用藥的高脂飲食誘導(dǎo)的小鼠相比，在口服AdipoRon小鼠的白色脂肪組織中，促炎細胞因子TNF、IL-6和Cc12的表達減少，炎癥反應(yīng)發(fā)生減少。同時，其中的巨噬細胞標志物Emr1水平降低，M1型巨噬細胞激活標志物CD11(Itgax)表達減少，巨噬細胞的吞噬作用受到抑制，炎癥反應(yīng)亦受到抑制［14］。然而，這些變化也未在AdipoR1/R2雙基因敲除小鼠中出現(xiàn)。這說明在野生型小鼠的白色脂肪組織中，AdipoRon通過結(jié)合AdipoR1/R2，發(fā)揮抗炎作用［12］。

AdipoRon的應(yīng)用前景

脂聯(lián)素通過多種機制改善糖脂代謝，包括激活A(yù)MPK通路和PPAR通路，減少氧化應(yīng)激，抑制炎癥反應(yīng)［8-10］。2013年，Okada-Iwabu等［12］發(fā)現(xiàn)的新型小分子脂聯(lián)素受體激動劑AdipoRon，與體內(nèi)脂聯(lián)素的作用相似，通過與AdipoR1/R2相結(jié)合，抑制體內(nèi)的糖異生，促進脂肪代謝。因此，可以預(yù)期AdipoRon能夠發(fā)揮脂聯(lián)素的大部分作用。除改善糖脂代謝外，脂聯(lián)素還具有抑制心血管疾病和癌癥的作用［5-6］，AdipoRon在此方面是否具有與脂聯(lián)素相似的作用有待進一步研究。

另外，口服與直接注射AdipoRon都可以改善高脂飲食db/db小鼠的胰島素抵抗和血脂異常，這與限制熱量攝入和增加體育鍛煉達到的效果相似［12］。AdipoRon有望成為臨床上治療肥胖等糖脂代謝異常疾病的新型藥物。

［1］Gesta S，Tseng YH，Kahn CR．Developmental origin of fat: tracking obesitytoitssource［J］．Cell，2007，131: 242-256．

［2］Poulton A，Nanan R．Drugs for the treatment of obesity［J］．JAMA，2014，311:1807．

［3］Balsan GA，Vieira JL，De Oliveira AM，et al．Relationship between adiponectin，obesity and insulin resistance［J］．Rev Assoc Med Bras，2015，61:72-80．

［4］Scherer PE，Williams S，F(xiàn)ogliano M，et al．A novel serum protein similar to C1q，produced exclusively in adipocytes［J］．J Biol Chem，1995，270:26746-26749．

［5］Li RC，Krishnamoorthy P，Derohannessian S，et al．Psoriasis is associated with decreased plasma adiponectin levels independently of cardiometabolic risk factors［J］．Clin Exp Dermatol，2014，39:19-24．

［6］Obeid S，Hebbard L．Role of adiponectin and its receptors in cancer［J］．Cancer Biol Med，2012，9:213-220．

［7］Pajvani UB，Hawkins M，Combs TP，et al．Complex distribution，not absolute amount of adiponectin，correlates with thiazolidinedione-mediated improvement in insulin sensitivity［J］．J Biol Chem，2004，279:12152-12162．

［8］Yamauchi T，Nio Y，Maki T，et al．Targeted disruption of AdipoR1 and AdipoR2 causes abrogation of adiponectin binding and metabolic actions［J］．NatMed，2007，13: 332-339．

［9］Kahn BB，Alquier T，Carling D，et al．AMP-activated protein kinase:ancient energy gauge provides clues to modern understanding of metabolism［J］．Cell Metab，2005，1: 15-25．

［10］Tsuchida A，Yamauchi T，Takekawa S，et al．Peroxisome proliferator-activated receptor(PPAR)alpha activation increases adiponectin receptors and reduces obesity-related inflammation in adipose tissue:comparison of activation of PPARalpha，PPARgamma，and their combination［J］．Diabetes，2005，54:3358-3370．

［11］Matsunami T，Sato Y，Ariga S，et al．Regulation of oxidative stress and inflammation by hepatic adiponectin receptor 2 in an animal model of nonalcoholic steatohepatitis［J］．Int J Clin Exp Pathol，2010，3:472-481．

［12］Okada-Iwabu M，Yamauchi T，Iwabu M，et al．A small-molecule AdipoR agonist for type 2 diabetes and short life in obesity［J］．Nature，2013，503:493-499．

［13］Mootha VK，Handschin C，Arlow D，et al．Erralpha and Gabpa/b specify PGC-1alpha-dependent oxidative phosphorylation gene expression that is altered in diabetic muscle［J］．Proc Natl Acad Sci U S A，2004，101:6570-6575．

［14］Lee J．Adipose tissue macrophages in the development of obesity-induced inflammation，insulin resistance and type 2 diabetes［J］．Arch Pharm Res，2013，36:208-222．

R589.2

A

1674-9081(2015)05-0369-03

10.3969/j.issn.1674-9081.2015.05.011

2015-07-17)

朱惠娟 電話:010-69155073，E-mail:huijuanzhu@hotmail．com

國家自然科學(xué)基金 (30540036、30600836、30771026、81370898、81471024);北京市自然科學(xué)基金 (7082079);國家臨床重點?？平ㄔO(shè)項目 (WBYZ2011-873)