番石榴叶中三萜化合物抑制PTP1B酶的作用机制和构效关系研究

The rapidly increasing diabetes mellitus is becoming a serious threat to human health in all parts of the world. PTP1B (protein tyrosine phosphatase 1B) plays a very important role in the insulin-dependent signaling cascade and has attracted considerable attention as a possible target for the treatment of type 2 diabetes and obesity. Much effort has been made to search for the potent and selective inhibitors. In our investigation of antidiabetic agent from the leaves of Psidium guajava (Myrtaceae), a famous Guangdong folk medicine in the treatment of diabetes mellitus and obesity, we firstly found that triterpenes were the anti-hyperglycemic pharmacodynamic constituents of the herb. These compounds exhibited significant inhibitory effect on PTP1B. In the present study, we will carry out the isolation and structural elucidation of triterpenes from P. guajava, as well as the evaluation of their anti-hyperglycemic activity. Our study will further demenstrate the structure-activity relationship and molecular mechanism of inhibition on PTP1B of triterpenes, which will provide the powderful evidence for the development of new antidiabetic drug.

胰岛素抵抗是2型糖尿病发生、发展过程中的关键因素。蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B（PTP1B）能将活化的胰岛素受体去磷酸化，阻断胰岛素信号传导通路，导致2型糖尿病胰岛素抵抗的发生和发展。寻找PTP1B 抑制剂已成为当前治疗糖尿病新药研究的一个热点。番石榴叶为华南地区民间常用草药，防治糖尿病和肥胖症效果显著；以其粗提取物为原料的制剂"消渴降糖胶囊"临床降血糖疗效显著，但其活性成分和作用机制不清。我们在前期工作中，首次发现其三萜为降血糖的活性部位(已获中国发明专利)，初步的作用机制研究提示该类成分通过抑制PTP1B 酶发挥降血糖作用。本项目拟在前期工作基础上，进一步对番石榴叶中的三萜类化合物进行系统分离，评价和研究该类成分抑制PTP1B酶的生物活性、作用机制及构效关系，为研究和开发选择性高、毒副作用小的PTP1B 抑制剂类抗糖尿病药物提供科学依据。

本项目在前期工作基础上，对番石榴叶中具PTP1B 抑制活性的三萜化合物开展了系统研究，并取得了以下研究进展：（1）共分离鉴定了50个化合物的结构（新骨架化合物5个，新化合物7个，三萜化合物25个）。（2）部分化合物显示出较好的体外抑制PTP1B活性。能促进大鼠胰岛素瘤细胞INS-1细胞的增殖、胰岛素合成、分泌功；其机制可能与其上调Insulin、PDX-1、MafA基因表达有关。能改善INS-1细胞胰岛素抵抗，可能通过下调PTP1B、上调PPARγ基因表达实现的。（3）部分化合物能促进胰岛素抵抗脂肪细胞的葡萄糖消耗，抑制游离脂肪酸产生，促进脂联素的分泌，提示其具有增加脂肪细胞葡萄糖摄取利用、改善胰岛素抵抗的作用。其机制可能是与下调PTP1B蛋白表达、促进胰岛素信号转导、提高胰岛素敏感性有关。（4）番石榴叶总三萜能够明显降低2型糖尿病大鼠的血糖、血脂水平，升高血清胰岛素，提高胰岛素敏感指数，并对肝肾功能损伤有一定的保护作用。（5）获2017年度国家科学技术进步奖二等奖和2016年度广东省科学技术一等奖各1项；发表标注资助号SCI收录文章9篇，核心期刊论文3篇；申请发明专利1项；做药学研究全国大会邀请报告2次。培养博士后1人，博士生2人，硕士生4人，1人获聘副高。