DPP酶的生理功能及药理作用课件(PPT 35页)

1、DPP酶的生理功能及药理作用1第1页，共35页。目录DPP酶的生理功能DPP酶的药理作用2第2页，共35页。DPP4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)、

2、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第3页，共35页。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T2

3、DM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;41:20

4、21.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;44:11261131.4第4页，共35页。DPP4及DPP4抑制剂的研发历程Proc Natl Acad Sci U S A. 1998 Nov 24;95(24):14020-4.Eur. J. Biochem.1993;214:829-835.Curr Top

5、Med Chem. 2007;7(6):579-95.Wiedeman, Paul.Medical Chemistry.2007;45: 7173.Kuhn, Bernd.Current Topics in Medicinal Chemistry2007;7 (6): 609619. 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

6、)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5第5页，共35页。DPP4广泛分布于人体各组织器官DPP4是一个多功能的细胞表面II型糖蛋白在人体中，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)6第6页，共35页。DPP4(二肽基肽酶-IV)简介及其生理功能是一种细胞表面丝氨酸

7、二肽酶从N-末端第二位上存在脯氨酸或丙氨酸的肽链上分离出N-末端二肽表达广泛，血循环中也有活性形式Front Biosci.2008;13:3168-80.酶的活性：裂解Xaa-Pro二肽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7第7页，共35页。DPP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DPP6DPP108第8页，共35

8、页。FAP的表达及酶的生理功能52氨基酸序列(人类酶)和底物特异性与DPP4相似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（typecollagenase）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

9、瘤细胞侵袭和转移密切相关9第9页，共35页。DPP8和DPP9的分布及酶的生理功能26%与DPP4相同DPP-8/9蛋白定位于细胞质中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DPP-9还在肿瘤细胞中表达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,

10、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第10页，共35页。目录DPP酶的生理功能DPP酶的药理作用11第11页，共35页。抑制FAP的作用抑制DPP8的作用抑制DPP9的作用抑制DPP4的作用DPP4酶抑制剂未来的发展方向12第12页，共35页。FAP目前主要作为癌症治疗的靶点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主要存在

11、于慢性肝疾病的早期肝损伤和纤维化组织在炎症、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13第13页，共35页。DPP8和DPP9的抑制可诱导免疫应答已被证明抑制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.pdf14第14页，共35页

12、。DPP4作为2型糖尿病治疗靶点的原因人体试验发现GIP和GLP-1是DPP4的唯一底物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肠促胰素还可增加细胞数量，刺激生长，分化，增殖和存活因此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第15页，共35页。问题证据结论底物选择性DPP4是否参与除GLP-1和GIP以外

13、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第16页，共35页。抑制DPP-8、DPP-9与免疫毒性相关DPP-8和DPP-9

14、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第17页，共35页。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

15、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第18页，共35页。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 qd50 mg bid 5 mg qd25 mg qd5 mg qd体外DPP4抑制浓度(nmol/L)IC50：19IC50：62IC50：50IC50：24IC50：1DPP4选择性选择性抑制DPP4超过DPP-8/9的倍数26001001001400010000选择性抑制DPP4超过FAP的倍数55503001400014000100对血浆DPP4

16、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第19页，共35页。高选择性的阿格列汀：直击细胞，强效降糖1.Drucker

17、DJ. Expert Opin Invest Drugs. 2003;12(1):871002.Ahrn B. Curr Diab Rep. 2003;3:36537220第20页，共35页。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第21页，共35页。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):337-4

18、7Eur 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/kg15mg/kg45mg/kg与对照组相比，*P0.05胰岛素增量（pM,0-10min）细胞/胰岛总面积的比例肥胖大鼠22第22页，共35页。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第23页，共35页。评价阿格列汀用于2型糖尿病患者的有效

19、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第24页，共35页。研究基本信息研究中心：总共30个 28 个在中国大陆 1 个在香港 1 个在台湾治疗组：阿洛列汀 vs. 安慰剂单药治疗组（N=172）二甲双胍联合用药组（N=188 ）吡格列酮联合用药组，同时联合/不联合二甲双胍（N=120）样本量计划入组480例（实际入组506例）研究持续时间筛选期：最长2周安慰剂导入期：4周治疗期：16周2525第25页，共35页。研究流程图 治疗期单药治疗组25 mg SYR-322，每

20、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第26页，共35页。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，p0.001DeFronzo RA,

21、 et al. Diabetes Care. 2008;31:2315-2317.Covington P, et al. Clin Ther. 2008;30:499512.FPG自基线的变化(mmol/L)27第27页，共35页。以阿格列汀为基础的联合治疗进一步降低HbA1cA1c自基线的变化(%)在所有组中，与安慰剂相比，p0.001DeFronzo RA, et al. Diabetes Care. 2008;31:2315-2317.Covington P, et al. Clin Ther. 2008;30:499512.28第28页，共35页。阿格列汀治疗期间低血糖事件的发生率与安

22、慰剂类似受试者数量 (%) 单药治疗组二甲双胍联合治疗组吡格列酮联合治疗组总计 安慰剂阿洛列汀安慰剂阿洛列汀安慰剂阿洛列汀安慰剂阿洛列汀 (N=92) (N=92) (N=98) (N=99) (N=63) (N=61) (N=253) (N=252) 至少出现一起低血糖事件的受试者0 1 (1.1) 1 (1.0) 2 (2.0) 1 (1.6) 1 (1.6) 2 (0.8) 4 (1.6) 轻度至中度0 1 (1.1) 1 (1.0) 2 (2.0) 1 (1.6) 1 (1.6) 2 (0.8) 4 (1.6) 有症状的0 1 (1.1) 1 (1.0) 2 (2.0) 1 (1.6)

23、 0 2 (0.8) 3 (1.2) 无症状的0 0 0 0 0 1 (1.6) 0 1 (0.4) 重度0 0 0 0 0 0 0 0 29第29页，共35页。自基线的改变(kg)单药治疗 二甲双胍加用阿格列汀 吡格列酮加用阿格列汀安慰剂安慰剂阿格列汀 25mgp=0.061p=0.213p=0.326阿格列汀体重变化与安慰剂组无显著差异30第30页，共35页。研究小结疗效在中国2型糖尿病受试者中，阿格列汀单药治疗组联合治疗均显著降低HbA1c阿格列汀25mg QD显著降低FPG安全性阿洛列汀25 mg QD低血糖发生率低阿格列汀单药或联合治疗不增加体重31第31页，共35页。阿格列汀不增加心血管事件风险心血管事件发生率