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ACS Chemical Biology:化学修饰改善首个“模仿肠降血糖素”Exenatide稳定性

 CBG资讯公众号 2020-08-19

艾塞那肽(Exenatide)是1型胰高血糖素样肽(glucagon-like peptide 1,GLP-1)受体激动剂类药物,是人工合成的由39 个氨基酸组成的肽酰胺,为皮下注射剂。艾塞那肽2006年被FDA批准用于治疗2型糖尿病,目前全球约有600万糖尿病患者在使用该药物。近期一项发表在The Lancet上的研究表明,艾塞那肽可能还具有缓解帕金森病症状的潜力。

天冬酰胺和谷氨酰胺(来源:C&EN)

不过,艾塞那肽需要患者每周至少进行一次皮下注射。FDA曾经提示频繁使用艾塞那肽可能增加胰腺炎和胰腺癌的风险。近期,加州大学旧金山分校(University of California,San Francisco,UCSF)的药物化学家Daniel V. Santi和同事们调整了艾塞那肽的一个氨基酸并将其连接到水凝胶微球(HydrogCI microspheres,HMs)上,试图将其改进成一种长效药物。在啮齿类动物测试结果显示,新的艾塞那肽可以每月注射一次。

为了延长药物的半衰期。Santi团队使用pH依赖性连接子将艾塞那肽连接到水凝胶微球体上,尝试制备能在一个月的时间内缓慢释放的新药物。但是在动物试验中,新药的半衰期在两周后才达到顶峰。科研人员分析了药物结构后,发现两个氨基酸序列是天冬酰胺,随后是甘氨酸,当天冬酰胺(asparagine)失去酰胺基团并重新排列时,它们通常会降解。通过将天冬酰胺改变为不太容易脱酰胺的谷氨酰胺(glutamine),科研人员稳定了药物结构。通过延长氨基酸侧链,Santi团队将半衰期从大约两周延长到了六个月。

动物试验中,更稳定的版本在小鼠体内的作用与艾塞那肽基本一致。在连接到水凝胶微球上的改性艾塞那肽的试验中,该药物在肥胖,糖尿病大鼠中半衰期为一个月。由于艾塞那肽已经进行了广泛的临床研究,Santi希望能够将这种修饰药物尽快推向临床测试。更稳定的艾塞那肽加水凝胶组合可以降低患者用药的成本,减少药物带来的副作用。Santi表示,理论上这项技术还可以用来生产其他长效药物,这取决于原始分子的效力和稳定性。

论文链接:http://pubs./doi/abs/10.1021/acschembio.7b00218

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