GLP-1类似物合成及其治疗糖尿病的功效学研究.pdf

提要糖尿病是以高血糖为主要特征的慢性代谢性疾病，各国的发病率呈明显 上升的趋势，但是现有的治疗药物多是通过单一途径发挥作用，并且存在一 定的副作用。因此，寻找一种通过多种途径发挥作用、高效低毒的治疗药物 显得尤为重要。胰高血糖素样肽-1(GLP-1)作为一种机体内具有多种生理 功能的生物活性多肽成为糖尿病治疗药物研究的热点。本研究拟通过固相 多肽合成技术生产出新型的GLP-1类似物，并探讨其治疗糖尿病的作用，力 图开发一种全新的糖尿病治疗药物。研究结果表明：合成的GLP-1类似物粗 品纯度达2 6.0 3%,纯品纯度达9 2.3 8%,质谱检测显示化合物的分子量为 3 2 9 7.4。GLP-1类似物的最大耐受剂量达到2 5 00 ug kg-1,因此可以安全的 用于糖尿病治疗。给予Wistar大鼠40mg kg的S TZ,同时饲以高脂饲料，可以获得稳定的具有高血脂为特征的糖尿病动物模型。GLP-1类似物治疗2 周可以明显地减少糖尿病大鼠的进食量和饮水量；降低糖尿病大鼠的血糖和 血脂水平;提高糖尿病大鼠的血清胰岛素和C肽含量;GLP-1类似物对于S TZ 引起的胰岛损害有明显的保护作用，可以增加糖尿病大鼠表达胰岛素阳性细 胞率；GLP-1类似物对于糖尿病引起的皮肤改变有明显的改善作用。因此，本研究中的GLP-1类似物是通过多种途径在糖尿病治疗中发挥作用的。关键词：胰高血糖素样肽-1,糖尿病，动物模型，淋巴细胞转化，胰岛 素，C肽，转化生长因子氏，免疫组化，进食量，饮水量，脏器指数，高血 糖，高脂血症，糖尿病肾病，血糖，总胆固醇，甘油三酯，低密度脂蛋白，高密度脂蛋白。目 录英文缩略词第一篇综述.1弓I言.I第一章 糖尿病治疗药物研究进展.1第一节 促进胰岛素分泌剂.I第二节胰岛素增敏剂.3第三节胰岛素.6第四节糖异生抑制剂.8第五节晓葡萄糖昔酶抑制剂.8第六节醛糖还原酶抑制剂.9第七节蛋白非酶糖化抑制剂.10第八节其他新方向.10第二章 胰高血糖素样肽-1(GLP-1)研究进展.12第一节GLP-1的生化特性.13第二节GLP-1的生理作用.14第三节国内外GLP-1及其类似物的研发现况.15第三章固相多肽合成技术研究进展.19第一节多肽合成方法比较.19第二节固相合成多肽的聚合物载体及连接分子.21第三节多肽的固相合成.22第四节固相合成多肽的检测.25第四章糖尿病动物模型研究进展.26第一节化学物质诱导动物模型.26第二节自发性遗传动物模型.29第三节胰腺部分切除动物模型.31第四节转基因动物模型.31第二篇GLP-1类似物的合成及治疗糖尿病功效研究.33第一章GLP-I类似物的合成研究.33第一节实验材料.33第二节实验方法.34第三节实验结果.36第四节讨论.36第二章GLP-1类似物治疗糖尿病的功效研究.38第一节实验材料.3 8第二节实验方法.40第三节实验结果.44第四节讨论.5 7结论.72附图.73参考文献.82中文摘要.I英文摘要.6攻读博士学位期间发表论文情况 致谢吉林大学博士学位论文英文缩略词ACEI AGEs AR Boc Con A DCC DCM DM DMF DMSO DPP-IV ES I FFA Fmoc GLP-1 GLUT4 GS K-3 HD HDL HFF HPLC I GF-1IL-1 iNOS血管紧张转换酶抑制剂 蛋白非酶糖基化终产物 醛糖还原酶叔丁氧碳基伴刀豆球蛋白A碳二亚胺法二氯甲烷糖尿病二甲基甲酸胺二甲亚飒二肽酶I V电喷雾电离脂肪酸N-笏甲氧竣基胰高血糖素样肽-1葡萄糖转运载体4糖原合成酶激酶-3 高剂量高密度脂蛋白高脂饲料高效液相色谱胰岛素样生长因子白细胞介素-1 诱导NO合成酶ipi v腹腔注射静脉注射IRLD胰岛素抵抗 低剂量吉林大学博士学位论文LDLMALDIMDMeOHMSMTTNCPAI 1PCPGPLA-MCIPMAPPARPTPa s eRXR低密度脂蛋白基质辅助激光解吸电离中剂量甲醇质谱四甲基偶氮喋盐正常对照纤溶酶原激活物抑制剂1阳性对照胰高血糖素原聚丙交醋胰岛素微囊对乙酰基苇酯过氧化物酶体增殖激活受体磷酸酪氨酸磷酸酶维甲素受体s cSI SOD STZ TC TFA TG TIS TZDs皮下注射刺激指数超氧化物岐化酶 链掘佐霉素 胆固醇三氟乙酸甘油三酯 三异丙基硅烷 曝唾烷二酮类吉林大学博士学位论文第一篇综述 引言2型糖尿病是由多种病因引起的代谢紊乱。其特点是由于胰岛素抵抗伴 随胰岛素相对不足，或胰岛素分泌缺陷伴有或不伴有胰岛素抵抗，使葡萄糖 摄取利用减少，从而引发高血糖，导致糖尿病。病变累及心、肾、肝、眼等 器官，造成多种器官的慢性损伤、功能障碍甚至衰竭。随着社会经济的发展 模式转变及社会的老龄化，其患病率在世界范围内呈现出上升趋势，成为继 心脑血管疾病、恶性肿瘤之后的又一严重危害大众健康的慢性非传染性疾 病。目前对其病因虽尚未完全清楚，但多数认为它是遗传因素与环境因素长 期相互作用的结果。上个世纪80年代以来，全球和我国糖尿病患病病人数显著增加。2 00 3 年IDF报告全球糖尿病病人已超过1.94亿，预计到2 0 2 5年这个数字将增加近 一倍（3.33亿）。中国糖尿病患病率在过去20年上升近3倍以上，20岁以上人 群中糖尿病患者由1 9 8 0年的1.0%上升到1 9 9 6年的3.2%,患病率虽低于美 国，但我国人口基数大，估计患病人数约4000万，占全球糖病病人的1/5,超过美国1 6 00万和欧洲2 000万之和。在我国发病人群中，以2型糖尿病为主：1型糖尿病占5.6%,2型糖病占93.7%,其它类型糖尿病仅占0.7%。并且 在我国糖尿病并发症问题非常严重。糖尿病学分会200 1年对我国大陆（除西 藏以外）各省市大医院住院的糖尿病病人并发症进行调查，发现3/5病人合 并高血压或心脑血管病变，1/3合并糖尿病肾病，1/3合并眼病。73%糖尿病 患者患有一种以上的并发症。可以说我国整个糖尿病防治形势十分严峻。但 是目前的防治措施却满足不了形势的需要。因此,国家将糖尿病作为重点攻 关的领域，投入了大量的人力和物力。这极大推动了我国糖尿病治疗药物研 究的进程。第一章糖尿病治疗药物研究进展近年来，糖尿病治疗药物研究取得了很大发展。下面将对糖尿病治疗药 的进展情况进行详细的总结。第一节促进胰岛素分泌剂2型糖尿病患者往往伴有继发性的B细胞功能缺陷。胰岛素分泌促进剂 吉林大学博士学位论文可促使胰岛B细胞分泌更多的胰岛素以降低血糖水平。1磺酰胭类胰岛素分泌促进剂：磺酰胭类药物作用于胰岛B细胞膜上磺酰胭受体而促进胰岛素释放，现 已发展到第三代。第一代有甲苯磺丁胭（D8 6 0）、氧磺丙胭。它们的作用弱，维持时间短。第二代有格列本胭（优降糖）、格列毗嗪（美毗达、迪沙及其控 释片瑞易宁）、格列齐特（达美康）、格列喳酮（糖适平）主要（9 5%）从胆汁肠 道排泄、较少引起肾功能损害，适用于肾功能轻、中度不良的糖尿病。他们 作用较第一代强，降糖作用维持时间可达24h。但这种长时间的降糖作用极 有可能导致低血糖。第三代主要以格列美胭（亚莫利）和格列喳酮为代表。第 三代除具有一、二代的作用外，还能增加组织对胰岛素的敏感性而发挥降血 糖作用，本品作用强，起效快，作用维持时间较第二代药物短（8-1 Oh）,导 致低血糖的可能性减小。14周的研究表明，格列美胭1、4和8 mg每日用药1 次对2型糖尿病疗效良好。格列美胭的最大特点在于其特异性地作用于胰岛 细胞工 ATP通道而儿乎不与心血管系统的，ATP通道作用。但有20%-3 0%的2型糖尿病患者对磺酰麻类药物治疗的原发效应较差，在有效的患者中每年约有5%-10%变成继发性失效。2非磺酰胭类胰岛素分泌促进剂：这类药物于进餐时口服，可使胰岛素快速释放，能有效降低餐后血糖。品种有美格列定及其类似物：瑞格列奈（诺和龙、孚来迪）、美格列奈、瑞格 列定、纳格列定、吗咻胭类化合物BTS 6 7 5 8 2等。其中瑞格列奈在维持非肥胖 的2型糖尿病血糖水平方面，明显优于格列毗嗪。瑞格列奈（诺和龙）与磺胭 类优降糖的相同点为：均可抑制钾离子外流，使B细胞膜去极化，开放钙离 子通道，增加钙离子内流。不同点为：使ATP敏感的钾离子通道关闭，使它 们与3个不同的位点结合，一个位点对瑞格列奈的亲和力很高，但对优降糖 亲和力很低，与这个位点结合，使得瑞格列奈促进胰岛素释放和降血糖作用 强于优降糖。瑞格列奈和优降糖均可高亲和性地与第二个位点结合，而与第 三个位点结合的只有优降糖，瑞格列奈则不行。总的效应瑞格列奈（诺和龙）的降糖作用是优降糖的10倍。3肽酶抑制剂：2吉林大学博士学位论文GLP-1是30个氨基酸的多肽，为葡萄糖依赖型的胰岛素分泌促进剂，是 目前所知最强的胰岛素分泌促进激素，对2型糖尿病，其可防御性的增强胰 岛素分泌。但GLP-1在体内可被二肽酶IV(DPP-IV)迅速降解川。所以凡能抑 制DPP-1 V活性的物质则能促进胰岛素释放而发挥调节血糖的作用。现有报道 的肽酶抑制剂有硼酸类化合物川和含富基的化合物NVP-DPP-7 2 8 151 o第二节胰岛素增敏剂1 PPARy 激动剂：曝唾烷二酮类(Thiazolid ined iones,TZDs)胰岛素抵抗在糖尿病的发生发展中起着极为重要的作用。抵抗有获得性 及遗传性两种，1型病人仅有获得性胰岛素抵抗，2型病人的胰岛素抵抗是双 重性的。曝哇烷二酮类是新开发的一种很有前途的胰岛素增敏剂，包括有 t r ogl i t agon c i gl i t azon pioglitazon engl i t azon rosiglitazon 161 O这类药物对胰岛索分泌没有影响，因而要求患者必须有胰岛素存在。代表 药物是r os i gl i t azon(罗格列酮)和pi og 1 i t azon(毗格列酮)。二者降糖机理 如下：体内胰岛素主要对脂肪、骨骼肌、肝脏等外周组织和器官发挥作 用，在这些组织和器官中富含一种过氧化物酶体增殖激活受体(peroxisonme pr ol i f er at or一activated receptor.PPAR)。PPAR 属核受体，有a、B(也称6)、丫三种亚型，罗格列酮可高亲和力地和其中的PPAR Y受体结合。通过调节多种基因的表达而控制糖和脂肪的代谢；可以使糖代谢关键基 因如苹果酸酶、葡萄糖激酶的转录增强，最终提高胰岛素敏感性；抑制 肿瘤坏死因子和瘦素基因的表达；促进脂肪细胞解偶联蛋白表达，促进能 量消耗，提高胰岛索敏感性。近来研究还发现可降低游离脂肪酸水平，升高 棕色脂肪组织含量，改善能量消耗。与食物同服并不影响罗格列酮的吸收，其生物利用度达99%,服药后lh达峰值，半衰期约3.511,罗格列酮主要在肝 脏代谢清除，64%经尿排出，23%经消化道排出。该药达到最佳作用效果的 时间约需12周。罗格列酮适合单独或联合用于2型糖尿病患者，尤适用于代 谢综合症的患者。理论上不引起低血糖，发生率仅为0.5%。研究发现罗格 列酮有促排卵的作用，需要避孕的妇女不宜使用罗格列酮。罗格列酮有效日 剂量是2 mg-8 mg,不宜超过2 0 mg,剂量超过12 mg不会再对疗效发生影响，可 早餐顿服或分早、晚二次服用。由于同类药物曲格列酮因肝毒性作用已在欧 3吉林大学博士学位论文美禁用，所以在使用罗格列酮的过程中应注意肝功能的变化，已有心功能和 肝功能损害的患者慎用。该药1 9 9 9年5月已在美国上市，商品名为Avand ia。Pi ol it azone于1 9 9 9年7月获得FDA批准，由武田公司（商品名Taked a）和礼来 公司（商品名Act os）联合引入美国市场，资料表明，经26周治疗后患者平均 HbA水平降低1%（30理组）和1.4%（45理组），而在初次治疗的患者中，每次 服用时相应的血糖水平下降为14%和2 6%。其血糖降低作用与罗格列酮相比 无显著性差异或稍低，但在降血脂方面较好，可显著降低甘油三酯和升高高 密度脂蛋白水平。在肝毒性指标上，FDA顾问委员会得出的结论为：安全、几乎未表现出或没有肝毒性产生的可能性，但服用中仍须注意肝功能监测,pi ogli razon经肝脏代谢后主要由肠道排出，15%3 0%经肾排泄。Piogliazone起始推荐剂量为1530nlg,每天服用一次;每日最大推荐剂量 为4 5mg。曝唾烷二酮类适用于2型糖尿病患者，和目前常用的口服降糖药物 及胰岛素均可联用或替代治疗。2 PPARa及PPAR Y的共同激动剂PPAR家族的另一个重要成员是PPAR a,它主要在对脂类有极高分解代谢 活力的器官组织如肝脏中表达。PPAR a可被许多结构不同的化合物如降脂 药苯氧丁酸酯类所活化。另有报道PPAR a是血浆脂蛋白代谢酶的基因表达调 控器，激活PPAR a可降低血中的甘油三酯水平及改善肝脏中的不正常脂类 代谢。最早报道的能同时激动PPAR a和PPAR Y的化合物是S mi th KlineBoecham公司合成的烷氧取代竣酸类化合物。化合物KRP-2 9 7也有较强的PPAR a及PPAR Y共同激动作用。3双胭类口服降血糖药作为增敏剂双胭类口服降糖药并不直接刺激胰岛素分泌，而主要通过抑 制肝脏的糖异生，降低肝糖输出以及促进骨骼肌、脂肪等外周胰岛素靶组织 对葡萄糖的摄取和利用来改善机体的胰岛素敏感性。主要品种有二甲双服、苯己双胭和丁双胭。二甲双肌:因较少引起乳酸酸中毒，故使用较为广泛。二 中双月瓜能促进胰岛素与受体结合、磷酸化及酪氨酸激酶的活化、提高糖原合 成酶活性。此外.该药还能明显抑制肝细胞的胰岛素抵抗（IR）的发展。4吉林大学博士学位论文二甲双月瓜能明显改善糖尿病患者的糖耐量和高胰岛素血症。由于该药口 服后能在肠粘膜高浓度聚集，抑制肠道的糖吸收.因而对餐前、餐后血糖均 有明显的降低作用。该药还能降低血浆脂肪酸(FFA)和甘油三酯(TG)水 平.降低纤溶活性和抗血小板的粘附、聚集.而且还能降低血浆纤溶酶原激 活物抑制剂1(PAI-1)水平，因此有一定的抗动脉硬化作用。二甲双胭的副作用主要是因药物在肠道聚集所致的消化道症状。老年合 并有心、肾功能障碍者还有发生乳酸酸中毒的危险。研究显示，该药降糖作 用在5 0 0-3 0 0 0 mg之间存在着剂量依存关系.其改善胰岛素敏感性的效果一般 需用量在1 5 00 mg/d以上才明显。而这恰好是我国使用该药的极量。因此，有必要对二甲双胭的用量与胰岛素增敏效果间的关系进行进一步研究网。4游离脂肪酸(FFA)释放抑制剂目前认为，FFA是引起IR的最主要非激素物质之一。对糖尿病患者在降 糖的同时，还需积极降低其血浆FFA水平以增进靶细胞对胰岛素的敏感性。常用的FF A释放抑制剂主要有：4.1烟酸诱导剂 包括烟酸及其衍生物是临床常用的抑制FFA释放的降 脂药，但其作用时间过短，降低血浆FFA和血糖的作用也不明显。4.2 腺昔Ai受体激动剂腺昔A受体主要分布在肾脏、脑和脂肪组织，与G1蛋白结合后可降低细胞浆内cAMP水平，从而抑制脂肪分解。S and oz公司 开发的S DZ-WAG-9 9 4对人脂肪细胞中胰岛素抑制脂肪分解与葡萄糖输送作用 敏感性较高，能明显增强胰岛素抑制脂肪分解的作用，降低脂肪组织的FFA 释放。4.3 贝特类降脂药 即苯氧乙酸衍生物。目前在临床较为常用。研究表 明，氯贝特可同时降低血浆FFA和血糖水平。并能抑制胆石形成。苯扎贝特 可明显改善糖尿病患者的胰岛素敏感性，但降糖作用轻微叫。5胰岛素降解抑制剂胰岛素降解抑制剂是通过抑制胰岛素酶活性及抑制胰岛细胞外途径的 降解，从而改善胰岛素抵抗。降低高血糖及高胰岛素血症。这类药物较有应 用价值的是氯喳及羟基氯喳。它们可改善1型糖尿病患者的血糖血脂和胰岛 素水平，短期服用可见效。曾报道一名存在胰岛素抵抗的糖尿病患者，胰岛 5吉林大学博士学位论文素用量达1 5 000 U/d,经氯喳治疗后降至700U/d。这类药物长期服用对人体 的影响尚在研究。6维甲素受体（RXR）激活剂这类药可提高胰岛素外周靶细胞（肌肉、脂肪）对胰岛素的敏感性，降低 血糖、血脂（尤其是甘油三酯）和内源性胰岛素水平，其机制至今未明。可与 TZDs合用，提高胰岛素的敏感性和减少外源性胰岛素的用量，其临床疗效和 毒副作用尚待临床进一步研究和评估。7降压药目前常用的降压药中，利尿剂和a-受体阻滞剂可降低胰岛素敏感性和 使糖耐量恶化.故不宜用于糖尿病患者。血管紧张转换酶抑制剂（ACEI）和a 受体阻滞剂是否有肯定的改善胰岛素敏感性的作用尚有争议。若干研究显 示ACEI不仅可降低血压，还可降低血糖和改善糖耐量，并有明显的肾脏保护 作用。*受体阻滞剂的作用机理与ACEI相类似.且能降低血浆TG水平和提 高高密度脂蛋白（HDL-C）水平。钙拮抗剂只有持续作用的缓释类型才有胰 岛素增敏作用，速效类因能迅速扩张血管引起反射性交感神经兴奋，大量释 放的儿茶酚胺能明显抑制胰岛素在骨骼肌的作用并抑制胰岛素分泌，反而导 致胰岛素敏感性下降.因此糖尿病患者不宜使用速效类拮抗剂。第三节胰岛素1动物胰岛素I.1重结晶胰岛素重结晶胰岛素第一代胰岛素，从猪或牛胰腺提取结晶而成，免疫原性强 容易导致过敏及抗体产生，造成血糖控制不理想。在发达国家已被淘汰。1.2单峰及单组分胰岛素将结晶的胰岛素进一步纯化，抗体生成率下降50%以上。但自从人胰岛 素问世后，发达国家也已经很少使用。2人胰岛素包括半合成及基囚重组工程合成的人胰岛素，纯度最高，抗体生成大大 减少，更易吸收，根据病人状态、血糖水平、活动量、进食量等不同需要选 用短、中、长效及短效、中效胰岛素预混的制剂。近年来出现的品种有以下6吉林大学博士学位论文儿种：2.1超短效胰岛素（诺和锐）诺和诺德公司的No vol og和礼莱公司的Huma 1 og,二者均为速效胰岛素类 似物，与常规的人胰岛素相比，作用时间不随剂量增大而延长，更符合生理 要求；餐时即刻注射，更灵活；与血糖同步性最好，极少发生低血糖，是最 理想的泵用胰岛素。发生低血糖反应较少。2.2新长效胰岛素普通的长效胰岛素制剂皆为结晶悬液，结晶易吸引巨噬细胞吞噬，导致 胰岛素每天的作用变化较大。新的长效制剂（如NN3 04、HOE901）注入机体 后，在血流中与白蛋白结合，从而延长其活性。随着在血流及靶组织中与白 蛋白再结合进一步延长作用时间，但与胰岛素受体的亲和力远大于白蛋白，由于与白蛋白结合，防止了抗体形成，不会被机体免疫系统当作异物，因此 作用平稳。2.3 口服胰岛素近年出现的口服胰岛素以其用药方便、无痛苦、几乎无不良反应、有效 的降糖作用和模仿生理性胰岛素分泌的特点成为一个较有发展前途的药物。胰岛素经胃肠道给药会遇到两个问题：在胃内会象其它蛋白质一样被分 解、消化，失去生物活性。胰岛素是大分子物质，一般情况下不能通过消 化道粘膜进入血循环发挥作用。故其剂型应有相应特点：有保护层或保护 性酶抑制剂避免其被消化、分解。有吸收促进剂或粘膜表面活化剂促其通 过消化道壁并增加吸收率。目前研究剂型较多是胶囊、胶丸和微囊，也有用 凝胶、片剂及油水复合包裹性乳液。口服胰岛素吸收部位在小肠及升结肠段,吸收率回肠结肠空肠，其它消化道部位由于消化动力学及内环境等原因,不宜做吸收区“在多种动物的实验和志愿者试验中口服胰岛素已明确证 实有降低血糖、C肽，升高血浆胰岛素的作用在欧美已有商品型口服胰 岛素进入临床。口服胰岛素主要缺点是剂量受多种因素影响难以精确计算。但对消化道粘膜可能存在毒副作用。国内马学毅等观察了不同材料分子量、徽囊粒径的聚丙交醋胰岛素微囊（PLA-MCI）体外释药及大鼠口服后血糖的变化。结果表明：减少PLA分子量、7吉林大学博士学位论文增加微球粒径加快了胰岛素从PLA-MCI中的释放，提高了其口服后降血糖效 应，并保持其缓慢降解特性，具有良好的安全性。2.4吸入式胰岛素靠呼吸作用使胰岛素释放，通过血液循环发挥生物效应，比皮下注射吸 收迅速，可有效控制血糖。吸入胰岛素有短效、长效两种。长效制剂作用类 似优泌林L。短效制剂类似优泌林R,临床观察对肺功能无影响。国内现在没 有相关产品。第四节糖异生抑制剂糖尿病患者胰岛素分泌不足，胰高血糖素分泌病理性增多，促进脂肪分 解、产生大量游离脂肪酸并在肝内氧化生成甘油等糖异生原料，引起血糖升 高。糖异生抑制剂可抑制脂肪酸氧化，减少糖异生原料生成，从而达到控制 血糖的目的。目前这类药物较集中报道的是肉碱脂酰转换酶抑制剂，其中有 CPT-1和CPT-2,两种同工酶。CPT-1抑制剂代表药Et omoxi r、Eme r i a mi ne 等，该类药物还有降低血脂及抑制酮体生成的作用，对伴有高脂血症的患者 有帮助，CPT-2抑制剂主要指S DZ系列，这类药物通过减少线粒体辅酶A的产 生，达到降糖目的。CPT-2抑制剂现已进入H期临床使用。第五节仁葡萄糖甘酶抑制剂食物中的碳水化合物成分主要为淀粉，在唾液、胰淀粉酶作用下生成寡 糖，寡糖在a-葡萄糖昔酶作用下生成单糖后才被小肠吸收。口服a-葡萄糖 昔酶抑制剂后，小肠上段的糖昔酶活性大部分被抑制，寡糖和双糖的吸收减 慢，有的可减少80%。此类药物对1、2型糖尿病均适用，也可以与其他口服 降糖药或胰岛素联合应用。主要有3个a-葡萄糖昔酶抑制剂用于临床。目前 国内上市的有伏格列波糖，用量为0.2-0.3嗯/次，3次/九阿卡波糖，用量 为5 0-1 00mg/次,3次/小。1阿卡波糖（a car bos e,拜糖平）本品是由Bay er公司推出的a-葡萄糖昔酶抑制剂，19 9 0年在德国上市。开始服用剂量为50哽/次，3次/d,随进餐时服用，一般最大剂量3 00 mg/d。可以单独使用，也可与磺酰胭类、双胭类或胰岛素联合应用。主要不良反应 为腹部不适、胀气、排气等消化道反应。体外研究表明，阿卡波糖对a-葡 8吉林大学博士学位论文萄糖昔酶具有竞争性抑制作用并与剂量有关。抗葡萄糖淀粉酶的作用最强，其次是蔗糖酶、麦芽糖酶及异麦芽糖酶，对Bk葡萄糖昔酶的作用很少或没 有。2伏格列波糖(vogl i bose,倍欣)伏格列波糖是一种a k D葡萄糖昔酶抑制剂，其作用机理是竞争抑制小肠 粘膜麦芽糖酶、异麦芽糖酶、糖甘酶等双糖向单糖分解减少，导致D-葡萄糖 形成减少，对胰腺的ak淀粉酶作用弱，因此口服后可延缓淀粉和蔗糖的消化 吸收，从而降低血糖，尤其是餐后高血糖本品由武田(Taked a)公司1994 年在日本上市，本药还可预防糖尿病并发症的发生和发展。不良反应主要为 腹胀和排气,3米格列醇(mid i t ol)本品是德国Bay er公司开发的a 一葡萄糖昔酶抑制剂,1 9 9 8年最先在德国 上市。其结构类似葡萄糖，作用机制类似拜糖平，对小肠上段a-葡萄糖昔 酶有强效抑制作用，减少碳水化合物在该肠段大量分解为葡萄糖，延缓碳水 化合物的分解过程，从而避免进餐后血糖骤然升高。米格列醇还可抑制蔗糖 酶和葡萄糖淀粉酶，对碳水化合物的全程消化均可控制，口服后在小肠可基 本吸收，入血后降糖作用消失，用于出现餐后高血糖的糖尿病患者，主要是 2型糖尿病患者，1型和某些继发糖尿病患者可作为辅助治疗。服药时应在餐 中服用才可发挥效果，剂量5 0-1 00 mg/次，3次/九第六节醛糖还原酶抑制剂醛糖还原酶(al d ose red uctase,AR)是多元醇糖代谢途径中的关键限速 酶，它的活性升高会导致多种糖尿病并发症的发生。AR抑制剂如依帕司他，可有效预防并改善糖尿病并发的末梢神经障碍、振动感觉异常等症状，1996 年在日本进行大规模临床试验，现在日本已经上市。托瑞司他(t ol res tat)由Wy e t h-Ay e r s t公司1 9 8 9年首先在爱尔兰上市,适用于糖尿病患者继发性外 周感觉性神经疾病治疗，但会引起视觉损害、肾衰竭，没能通过FDA审查，并于1 9 9 6年从市场上撤销。Pf i zer公司的海囚类产品sor bi ni 1就因严重过敏 反应而被终止研究“。9吉林大学博士学位论文第七节蛋白非酶糖化抑制剂氨基胭是经典的蛋白非酶糖化抑制剂，作用机制主要是氨基胭上的氨基 通过与非酶糖化过程中的中间产物(Amad ori产物)及其衍生物，竞争性结合 形成无活性的Ama d or i替代产物，从而阻断早期糖化产物进一步脱氢重组等 而形成蛋白非酶糖基化终产物(AGEs)。也有人认为，氨基肌:能与葡萄糖缩合 反应形成一种在某些方面与竣基化合物相类似的醛，使游离葡萄糖浓度降低，从而抑制早期糖化蛋白质的产生，并进一步阻止早期糖化产物形成AGES,目前氨基胭在美国in期临床研究。而由黄连、黄黄、地黄、黄苓、丹参、女贞子等组成的仙贞片具有降血糖作用，其中黄苓中的黄苓昔元及黄苓昔等 有较强的阻断AGEs的作用，其作用强度仅略逊于氨基月瓜，仙贞片有直接抑制 蛋白非酶糖基化的作用内。第八节其他新方向1 B3肾上腺素能受体激动剂肾上腺素能受体激动剂激动肾上腺素能受体可使cAMP依赖的脂肪酶活 化，介导棕色脂肪组织细胞降解供能，促进脂肪动员从而降低体重%这样 就可缓解糖尿病人的体重增加和因肥胖而导致的胰岛素拮抗问题。其代表化 合物有 CGP-12177 A、Tr e c ad r i ne S|等。Tr e c a d r i ne 可显著降低高胆固醇血症大鼠的血浆甘油三酯，增加脂肪组织氧消耗量。2针L化合物2 0世纪8 0年代发现钗的类胰岛素作用掀起了国内外对机的研究热潮，但 其确切的作用机制还不甚明确，目前公认钢是磷酸酪氨酸磷酸酶(PTPa s e)的抑制剂，钢可通过抑制PTPas e去磷酸化作用使胰岛素受体酪氨酸激酶及下 游信号底物的去磷酸化受到抑制，使胰岛素的信号作用时间延长，从而体现 其类胰岛素作用。目前的机类化合物有无机钢和有机钢两类。无机机主要有 钮酸钠、偏机酸钠和硫酸氧机；有机凯多以Vanad y l为母核，连接不同配基 组成，Vanad y l是机的类胰岛素作用的药理活性形式。目前已有机制剂进入I 期临床“2%3 C肽C肽对糖尿病，特别是对2型糖尿病有一定的治疗价值。C肽能协助胰岛 10吉林大学博士学位论文素加强其降糖效应，并可使HbAlc、果糖胺水平显著降低。此外，有研究表 明，C肽还可增加全身糖利用，促进骨骼肌对葡萄糖的摄取，加速对葡萄糖 的转运率。值得指出的是，C肽对糖尿病常见并发症，如糖尿病肾病变、视 网膜病变、周围神经病变等，均有不同的改善作用。目前，临床上已试用C 肽对胰岛素依赖性糖尿病患者进行替代疗法加。4胰岛素样生长因子(IGF-I)IGF的化学结构与胰岛素相似，通过与特异性受体结合而发挥作用。I GF-I能改善1型、2型糖尿病患者对胰岛素的敏感性，从而改善2型糖尿病的 血糖状况。目前，通过人类基因重组技术生产的IGF-1,主要用于极度胰岛 素抵抗或作为糖尿病治疗的辅助药物冈o5 NO合成酶抑制剂白细胞介素-1(I L-1)等炎性细胞因子能诱导NO合成酶(i NOS)的过度表 达，生成过量的NO,它可能是导致糖尿病胰岛细胞受损的主要原因，而糖尿 病血管和神经并发症的发生乂与内皮和神经中NO功能不足有关。因此，抑制 iNOS活性，促进生理状态下NO的释放均有利于糖尿病的治疗。氨基胭对iNOS 有一定的抑制活性，能阻止IL-1诱导的胰岛素分泌不足，减轻葡萄糖诱导的 血管功能障碍，用于2型糖尿病伴肾功能损害的患者。6胰岛淀粉蛋白(amy l in)类似物Amyl i n是由胰岛细胞合成分泌的多肽，与胰岛素一起包埋于胰岛细胞分 泌颗粒中，当接受营养物刺激或其他促分泌素作用时，与胰岛素一起分泌，人体研究显示餐后血浆胰岛素与amy l i n水平的升高或降低呈平行关系，超生 理浓度的amy l i n可能参与胰岛素抵抗的发生和发展。其类似物普兰林肽可改 善1型和2型糖尿病的代谢，使餐后血糖、血乳酸和血清胰岛素水平有所下降,其主要作用是减慢对营养物质的吸收或减少食物诱发的胰高糖素的释放。7胰高血糖素样肽-1(GLP-1)GLP-1是主要由末端空肠、回肠和结肠的L细胞分泌的肠促胰岛素，GLP-1 受体是一个与G蛋白偶联的7个跨膜结构，主要第二信使为cAMP,当细胞外液 葡萄糖浓度增加时，葡萄糖进入B细胞被氧化使细胞内ATP含量增加，ATP 与ATP敏感K，通道结合，导致IC通道关闭，细胞膜去极化，于是Ca”通道开放 11吉林大学博士学位论文，Ca”内流，刺激胰岛素从B细胞排出。GLP-1与B细胞膜上的受体结合，通 过增加细胞内cAMP,使K：ATP酶磷酸化进而促进上述胰岛素分泌过程巧。它还能抑制胰升糖素的释放，抑制胃排空，增加B细胞数量。该药具有对葡 萄糖依赖的降血糖作用，不会产生低血糖，另外，它能使2型糖尿病患者的 基础和葡萄糖刺激后B细胞功能恢复到非糖尿病水平，改善血脂水平。多个 实验证实，药理剂量的GLP-1(静脉或皮下注射)对2型糖尿病有肯定降血糖作 用。它不仅对中度高血糖和饮食、磺胭类药物治疗控制差的2型糖尿病患者 有效，而对需胰岛素治疗的2型糖尿病患者也有效。生理浓度的GLP-1无副作 用报道，当剂量超过0.15nmol.kg用于正常人时，多数受试者出现不适感,头晕、感觉异常、多汗、热感、寒战、恶心、呕吐。这些症状一般出现在 该药达血浆峰值时8。8 a-肾上腺素能受体拮抗剂关于a-肾上腺素能受体拮抗剂与胰岛分泌功能的研究显示a-肾上腺 素能受体拮抗剂可以刺激胰岛素分泌印o人们提出了2型糖尿病患者a-肾上 腺素能紧张性过度增强可能与胰岛素分泌缺陷有关，a受体拮抗剂如哌睡嗪 能在降血压的同时降低血胆固醇、甘油三酯，增加高密度脂蛋白的水平，同 时也有增加胰岛素的敏感性.。尽管人们努力寻找新的治疗糖尿病药物，目前，供临床选择的药物仍有 限，许多患者进行多种药物联合，使血糖保持在正常水平，而减少并发症的 出现。因此，从糖尿病发病机理以及病理生理上多个环节来阻断糖尿病的并 发症发生，是将来治疗糖尿病的一个趋势。而GLP-1作为一个通过多种途径 发挥控制糖尿病作用的多肽成为近年各国研究的一个热点。第二章胰高血糖素样肽-1(GLP-1)研究进展胰高血糖素样肽-I(GLP-1)是一种前胰高血糖素(prog luc a gon)衍生出 来的多肽激素。GLP-1是第一个被描述的肠促胰岛素(increlin),是一种消 化时由胃肠道系统释放出来的物质，促进葡萄糖依赖性的胰岛素从胰腺B细 胞中释放出来。不仅如此,GLP-I还具有降低血浆中的胰高血糖素水平，降 12吉林大学博士学位论文低胃排空的速率,促进饱食感和刺激胰岛B细胞的增殖与分化等多种生理活 性这些特性使许多科学工作者认为GLP-1可能成为治疗2型糖尿病比较理想 的药物。第一节GLP-1的生化特性GLP-1的基因序列包含在胰高血糖素前体基因内，最早是对胰升糖素原(proglucagon)基因进行序列分析时发现的。该基因在胰岛的a细胞、少 数脑干神经元和肠内的神经内分泌细胞细胞内表达通过胰升糖素原的组 织特异性翻译后修饰,最终在不同的组织内形成各自不同的终末产物。胰升 糖素原含有160个氨基酸残基，在胰岛a细胞内被酶解为含有29个氨基酸残 基的胰升血糖素,而在肠粘膜的L细胞内被酶解为含69个残基的肠高血糖素、35个残基的GLP-1及37个残基的GLP-I(1-37)。GLP-1(1-37)是无活性 的肽链，需进一步水解切除6个氨基酸，成为具有生物活性的GLP-1(7-37),其中一部分分子C端的一个氨基酸被分解,余段被酰胺化为具有生物活性的 GLP-1(7-36)酰胺。GLP-1是由在空肠、回肠和结肠发现的L细胞分泌的一 种肽类激素,其与胰高血糖素的氨基酸序列有50%同源性，因而得名叫o在人 类61-1约80%以3 0个氨基酸的a竣基酰化形式存在，即GLP-1(7-36),其余 以31个氨基酸的甘氨酸变异体形式存在,即GLP-1(7-37),两者具有相同的 生理活性。GLP-1的分泌主要受摄食、神经和内分泌三方面调节。摄入糖、脂肪 氨基酸或混合食物后，GLP-1迅速释放入循环系统。有报道：人的GLP-1基础 水平约在(1-115)X10 l2mol L范围内，混合餐后增加4-5倍,。有报道认 为GLP-1分泌依赖于血液中葡萄糖浓度加，GLP-1在餐后20nli n内达高峰与摄 入糖量无关，然而迅速下降却有赖于摄入糖量。有研究显示可能存在一个十 二指肠输入热量的阈值，营养物流经和(或)吸收入十二指肠达此阈值可产 生一个神经和(或)体液信号传递给下段肠道以释放GLP-1。因此，神经和内 分泌机理可能与GLP-1的分泌调节有关但这一假设在人类证据尚不足。GLP-1活性肽在血中生物半衰期较短,静脉输注GLP-1的半衰期约5mi n,其代谢清除率13nli kg-1 min低生物活性是由于GLP-1的广泛降解，不仅有肾脏代谢，也有二肽肽酶IV(Dipeptid y l Peptid ase 4,DPP-IV)的 13吉林大学博士学位论文作用，它将血浆中GLP-1降解为脱去Hi sAl a?残基的GLP-1（9-37）片段,对于 GLP-1受体，后者是活性肽的拮抗剂。有研究表明中性的肽链内切酶24.11 可能对GLP-1的代谢清除也很重要凶，但现在的研究并不多。第二节GLP-1的生理作用随着研究的逐步深入，GLP-1的生理功能已经越来越多的在人体和动物 实验中得以验证和阐述。下面就进行一下回顾：1 GLP-1促进胰岛素的生物合成和分泌GLP-1通过两个途径促进胰岛素分泌：直接途径是指GLP-1作用于胰岛B 细胞膜上的特异性的GLP-1受体来发挥作用。二者结合激活腺甘酸环化酶而 合成cAMP,并进而激活蛋白激酶A,致使B细胞储存的脂肪酸的释放、细胞内 的pH值降低，促进细胞内的脂肪酸氧化，这个途径在B细胞内与糖代谢信号 协同作用通过NF AT调节胰岛素启动子，促进胰岛素的表达合成。代谢信 号（糖代谢）和激素信号（GLP-1结合）在细胞膜水平协同作用,最终导致电压 依赖Ca”通道开放,Ca“内流并进一步刺激胰岛素排粒作用间接途径是 指GLP-1通过激活B细胞上的敏感神经和葡萄糖感受器来起作用。这两种 途径都是血糖浓度依赖性的，血糖愈高，作用愈强，血糖下降时减弱，当血 糖低于3.6mnwl L时,GLP-1不再有刺激胰岛素分泌的作用。由于这一特点，可避免引起严重的低血糖。2 GLP-1增加胰腺中对葡萄糖反应的胰岛B细胞的数量,，即有更多的胰岛 B细胞可以参与产生胰岛素。这种作用是不依赖GLP-1受体的信号传递的口。说明还有其他的途径在 此过程发挥作用，有待进一步研究。3 GLP-1抑制胰高血糖素分泌”这一作用是血糖浓度依赖的。有研究表明当血糖降到一定的水平后，GLP-1将不再抑制胰高血糖素的分泌，因此不会造成低血糖川。因为分泌胰 高血糖素的a细胞上不表达GLP-1受体？故对胰高血糖素分泌的抑制可能 是通过GLP-1刺激胰岛素和生长抑素分泌增加的间接途径来实现的。4 GLP-1抑制胰岛B细胞的凋亡，促进胰岛B细胞增殖和分化GLP-1主要是通过保持B细胞形态、抑制前凋亡基因的表达、减少其死 14吉林大学博士学位论文亡和改善葡萄糖依赖的分泌功能来实现胰岛B细胞数量的增加的山川。GLP-1促进胰岛B细胞增殖的功能已经得到多个实验的证明.4”,这个过程 涉及到C-FOS、C-J UN、JUNB、ZI F-26 8、NUR-77 等多个基因的表达和PKC、PI-3 激酶等信号传导途径的激活。有多种证据表明GLP-I可以诱导胰腺细胞、小 肠表皮细胞及胰腺中胰岛来源的前体细胞分化成为B细胞或具有分泌胰岛 素功能的细胞“.川。5 GLP-1抑制胃的排空和胃酸分泌GLP-1可以抑制五肽促胃酸激素、胃酸及胰酶的分泌和胃排空，并且 这些作用都是通过迷走神经调节来实现的如。有研究表明GLP-1对正常和 肥胖的受试者的胃酸分泌和胃排空都有抑制作用皿切，并且这种抑制作用与 血清中的GLP-1是一种剂量依赖关系网。6 GLP-1对进食中枢的作用研究表明：GLP-1可以作用于下丘脑，产生中枢神经性的饱食感，从而 减少食物摄入量，使体重减轻。在过去