糖尿病(DM)是由不同病因?qū)е乱葝uβ細(xì)胞分泌胰島素不足及/或周圍組織胰島素抵抗而引起的以血葡萄糖水平增高為特征的代謝性疾病群,表現(xiàn)為糖代謝異常
、脂代謝異常及多種并發(fā)癥的發(fā)生。高血糖是糖尿病的主要生化特征,其產(chǎn)生與肝臟及外周組織對葡萄糖的利用減少生物活性至關(guān)重要
葡萄糖激酶在控制血糖平衡和代謝中扮演著重要角色
GK活性異常將會(huì)導(dǎo)致糖代謝紊亂
新藥開發(fā)層出不窮
在研究GK與糖尿病的關(guān)系中
生物素是廣泛存在于體內(nèi)的一種水溶性維生素
,主要來源于食物和腸道細(xì)菌的合成。生物素可通過提高GK活性來降低血糖。研究表明:DM大鼠和生物素缺乏大鼠肝臟中的GK活性低于正常。應(yīng)用生物素后,GK活性明顯提高;給正常鼠應(yīng)用生物素后,GK活性也提高40%~50%。同時(shí),生物素也可增加胰島β細(xì)胞的GK活性及mRNA表達(dá)。近幾年來
,人們一直試圖在尋找一些對GK有活化作用的小分子化合物,并取得了一定進(jìn)展。美國研究人員Grippo和他們的工作組使用分子篩選的方法從120,000個(gè)合成化合物中,篩選出了一個(gè)GK激活劑,代號為RO-28-0450。它是消旋體,R構(gòu)型為RO-28-1675,具有生物學(xué)作用。研究者給予糖尿病小鼠GK激活劑后,發(fā)現(xiàn)其動(dòng)物反應(yīng)強(qiáng)烈,單次口服后,動(dòng)物血糖下降一半,甚至低于正常血糖水平。注射給藥可以獲得同樣的效果。在能夠分泌胰島素的胰島β細(xì)胞上測定激活劑的作用,發(fā)現(xiàn)該激活劑可以在血糖并不高的情況下,誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞分泌胰島素,幫助糖尿病患者產(chǎn)生少量的激素。當(dāng)化合物作用于肝細(xì)胞時(shí),細(xì)胞釋放葡萄糖減少,從而解決了糖尿病的肝糖代謝問題。因此希望與挑戰(zhàn)并存
基于在血糖平衡控制中起到促進(jìn)胰島素分泌和減少肝臟葡萄糖產(chǎn)生的雙重作用
,GK已被作為2型糖尿病藥物治療中的一個(gè)強(qiáng)有力的潛在靶點(diǎn)。研究人員對GK小分子激活劑的尋找具有很高的熱情,主要是因?yàn)檫@類小分子能夠影響2型糖尿病患者的上述兩個(gè)生理學(xué)反應(yīng)。一般認(rèn)為,聯(lián)合治療較單獨(dú)治療對控制血糖有更好的效果,但由于GK激活劑具有影響胰島素釋放和肝臟葡萄糖代謝的功能,它可以作為單獨(dú)治療的有效藥物。因此,GK激活劑的前景十分樂觀:憑借在胰島素釋放和肝臟葡萄糖代謝中的重要作用,在不遠(yuǎn)的將來它不但可以成為安全有效的臨床治療藥物,還能作為新的藥物工具來闡明GK在葡萄糖動(dòng)態(tài)平衡中所起的復(fù)雜功能。但是
,GK激活劑的應(yīng)用還應(yīng)注意到利弊關(guān)系,主要問題是該類藥物可能造成低血糖。另一個(gè)潛在問題是肝臟可能會(huì)出現(xiàn)糖原蓄積問題,尤其是當(dāng)組織攝入大量糖時(shí)會(huì)更加嚴(yán)重。同時(shí),該藥物有明顯的作用局限性,它可能對1型和嚴(yán)重的2型糖尿病無效,因?yàn)檫@兩種疾病患者的胰島素分泌極少或分泌不足。盡管如此,研究人員對該類藥物持樂觀態(tài)度總之
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