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2DPP4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 GIP1995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;44:11261131.4DPP4及 DPP4抑制剂的研发历程1. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Nov 24;95(24):14020-4.2. Eur. J. Biochem.1993;214:829-835.3. Curr Top Med Chem. 2007;7(6):579-95.4. Wiedeman, Paul.Medical Chemistry.2007;45: 7173.5. Kuhn, Bernd.Current Topics in Medicinal Chemistry2007;7 (6): 609619. 6. Curr Top Med Chem. 2007;7(6):557-68.首次发现 DPP4 /CD26DPP4 /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5DPP4广泛分布于人体各组织器官u DPP4是 一个多功能 的细胞表面 II型糖蛋白u 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)6DPP4(二肽基肽酶 -IV)简介及其生理功能u 是一种细胞表面丝氨酸二肽酶u 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u 表达广泛，血循环中也有活性形式Front Biosci.2008;13:3168-80.u 酶的活性：裂解 Xaa-Pro二 肽u 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u 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7DPP酶的家族成员FEBS J. 2010;277(5):1126-44. 丝氨酸蛋白酶家族 S9S9A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DPP6DPP108FAP的表达及酶的生理功能u 52氨基酸序列 (人类酶 )和底物特异性与 DPP4相似u 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u 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（ type collagenase）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9DPP8和 DPP9的分布及酶的生理功能u 26%与 DPP4相同u DPP-8/9蛋白定位于细胞质中u 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u DPP-9还在 肿瘤细胞 中表达u 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, 1828Maes, M. B., et al J. Leukocyte Biol. 2007;81, 12521257Schade, J., et al. J. Histochem. Cytochem. 2008;56, 147155J 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11u抑制 FAP的作用u抑制 DPP8的作用u抑制 DPP9的作用u抑制 DPP4的 作用uDPP4酶抑制剂未来的发展方向12FAP目前主要作为癌症治疗的靶点u 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u 主要存在于 慢性肝疾病 的早期肝损伤和纤维化组织u 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13DPP8和 DPP9的抑制可诱导免疫应答u 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u 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.au/sydnovate/opportunities/pharmaceuticals/summary/Sydnovate_10578_tech_summary.pdf14DPP4作为 2型糖尿病治疗靶点的原因u 人体试验发现 GIP和 GLP-1是 DPP4的唯一底物u 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u 肠促胰素还可 增加 细胞数量，刺激生长，分化，增殖和存活u 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, 3141Baetta R， Corsini A. Drugs 2011; 71 (11): 1441-1467. 15问题 证据 结论底物 选择 性 DPP4是否参与除GLP-1和 GIP以外底物的 调节 ？体外 试验 中 DPP4可使多种 肽 酶 分解DPP4不参与除GLP-1和 GIP以外底物的 调节GLP-1和 GIP是已知的人体内 DPP4酶 的主要底物 肽功能 选择 性 DPP4是否参与免疫功能的 调节 ？目前未 发现 DPP4催化活性参与 T细 胞激活及干 扰 免疫功能的 证 据暂 未 发现 其参与免疫 调节抑制作用 选择 性 DPP4与 DPP8/9相比， 选择 性抑制的重要性如何？ ？抑制 DPP4的安全性考虑Diabetes, Obesity and Metabolism, 9, 2007, 153165BMC Immunology 2009, 10:1916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物种 毒性反应 DPP-8/9选择性抑制 (mg/kg)大鼠 脱发 100 (5/10)血小板减少 30 (3/10)贫 血 无网 织红细 胞减少 30 (2/10)脾大 10 (4/10)死亡率 100 (2/10)狗 腹泻 10 (3/3)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参数 西格列汀 维格列汀 沙格列汀 阿格列汀 利格列汀给药剂 量 100 mg qd 50 mg bid 5 mg qd 25 mg qd 5 mg qd体外 DPP4抑制 浓 度(nmol/L) IC50： 19 IC50： 62 IC50： 50 IC50： 24 IC50： 1DPP4选择 性选择 性抑制 DPP4超过 DPP-8/9的倍数 2600 100 100 14000 10000选择 性抑制 DPP4超过 FAP的倍数 5550 300 14000 14000 100对 血 浆 DPP4活性功效 (多 剂 量 给药 )在 100mg qd剂量下 经过 24小 时抑制率 80%在 50mg bid剂 量下 经过 24小 时 抑制率 80%在 5mg bid剂 量下经过 24小 时 抑制率 70%在 25mg qd剂 量下 经过 24小 时 抑制率 80%在 50mg qd剂 量下 经过 24小 时 抑制率 80%对 活性 GLP-1水平的功效100mg qd增加 2倍 50mg bid增加 3倍2.5mg qd增加 1.5-3倍2.5mg (单 一口服剂 量 )增加 2-3倍25mg (单 一口服 剂 量 )增加 4倍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):871002.Ahrn B. Curr Diab Rep. 2003;3:36537220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):337-47Eur 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， *P 0.05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u研究中心：总共 30个u 28 个在中国大陆u 1 个在香港u 1 个在台湾u治疗组：阿洛列汀 vs. 安慰剂u单药治疗组（ N=172）u二甲双胍联合用药组（ N=188 ）u吡格列酮联合用药组，同时联合 /不联合二甲双胍（ N=120）u样本量u计划入组 480例（实际入组 506例）u研究持续时间u筛选期：最长 2周u安慰剂导入期： 4周u治疗期： 16周2525研究流程图 治疗期单药治疗组 25 mg SYR-322，每日一次筛选期 安慰剂导入期二甲双胍联合用药组25 mg安慰剂，每日一次治疗期间，受试者必须不能服用任何额外的抗糖尿药物25 mg SYR-322，每日一次随访吡格列酮联合用药组25 mg安慰剂，每日一次整个研究期间，受试者继续接受相同剂量的二甲双胍，治疗期间不能给予额外的抗糖尿药物；25 mg SYR-322，每日一次25 mg安慰剂，每日一次整个研究期间，受试者继续接受相同剂量的吡格列酮或吡格列酮合并二甲双胍，治疗期间不能给予额外的抗糖尿药物；26阿格列汀单药治疗有效降低 HbA1c和 FPGA1c自基线的变化(%)在所有组中，与安慰剂相比， p 0.001DeFronzo RA, et al. Diabetes Care. 2008;31:2315-2317.Covington P, et al. Clin