基于APJ受体的多肽激动剂构建及其作用机制研究

Apelin-APJ系统被认为是一个潜在的糖尿病和高血压治疗新靶点。该系统可通过调控血糖、反向调节血管紧张素的血管收缩效应等机制对糖尿病和高血压起重要调节作用；申请人前期研究发现Apelin-APJ系统可通过抑制内质网应激反应而减少靶细胞的凋亡，达到治疗效果。体内的APJ配体-Apelin-13的结合力较低并易被ACE2酶降解，大幅降低其药效时间及成药性。本课题拟利用组合化学合成、分子与细胞生物学及分子药理学等技术手段，通过序列改变，构建两个层次的多肽文库，在此基础上通过快速高通量细胞水平筛选及后续整体动物水平研究，以期获得高效能的全新APJ受体激动剂，为以APJ受体为治疗靶点的糖尿病及高血压药物设计研究奠定理论基础。课题拟同时围绕内质网应激通路，对APJ系统在糖尿病及高血压疾病中的分子作用机制展开深入探索，力争进一步揭示这些重大疾病的分子机理，为其治疗提供新思路。

本项目研究中，我们首次原创发现了Apelin在糖尿病肾病中的重要作用，首次报道Apelin-13可以通过抑制炎症粘附因子（ICAM-1、VCAM-1和 MCP-1）的过量表达，治疗糖尿病肾病。Apelin-13对糖尿病肾病的保护作用主要通过两条通路：一方面，apelin-13提高了糖尿病或持续高糖或丁酸钠刺激所抑制的细胞内组蛋白去乙酰化酶HDAC1的表达水平，反馈性抑制胞内组蛋白的高乙酰化水平，从而阻碍炎症基因的转录，起到治疗糖尿病肾病的作用；另一方面，apelin-13能抑制糖尿病或持续高糖刺激所激活的常规炎症通路NF-kappaB p65和MAPK p38，抑制炎症因子的表达，达到治疗糖尿病肾病的作用。此外，在项目执行的过程中，我们发现apelin-13除了对糖尿病肾脏病变有良好的治疗效果，对肾脏缺血再灌注引起的肾脏病变也有明确治疗作用。实验结果表明，apelin-13对肾脏I/R损伤的保护作用可能主要通过两条通路。一方面，apelin-13降低I/R所引起的细胞内组蛋白甲基化酶Mll2的转录，从而下调胞内促进基因表达的组蛋白甲基化修饰，进而阻碍炎症基因的转录和抑制凋亡通路，抑制急性肾损伤；另一方面，apelin-13也能抑制Tgf-beta通路，抑制肾小管的纤维化和急性肾小管坏死，缓解肾脏I/R损伤。.因此，我们的研究证明Apelin-13不但对1型糖尿病及糖尿病肾病有良好治疗效果，对急性肾损伤也有显著疗效。本研究不仅为探索1型糖尿病及糖尿病肾病、急性肾损伤的分子机制提供指导意见，并且为2型糖尿病及糖尿病肾病、急性肾损伤的药物治疗提供了新的研究方向，圆满完成了本项目并取得了一系列原创性成果，得到了国际同行的良好评价。