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Nature:司美格鲁肽迎来全新挑战者!这种小分子偶联多肽,实现更强且更持久的减肥效果

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撰文丨nagashi

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

特洛伊木马式减肥方法!肽-药物偶联物靶向大脑特定区域,实现更长效减肥并减轻副作用!

当今社会,肥胖问题日益严峻。2024年2月, 《柳叶刀》发布的数据显示,目前全世界肥胖人数已超过10亿,且肥胖率正在快速增加,尤其是青少年肥胖率。肥胖作为一种慢性疾病,还会增 加糖尿病、心血管疾病、高血压,以及癌症等疾病的患病风险。

近年来,以司美格鲁肽为代表的GLP-1类减肥药,能够高效且安全的减肥, 在全世界范围内持续热销。

2024年5月15日,哥本哈根大学的Christoffer Clemmensen团队在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为:GLP-1-directed NMDA receptor antagonism for obesity treatment 的研究论文。

该研究开发了一种特洛伊木马式减肥方法——将一种小分子药物MK-801隐藏在GLP-1类减肥药中,对控制食欲的脑细胞进行“双重打击”,有效逆转了代谢疾病啮齿动物模型中的肥胖、高血糖和血脂异常。相比司美格鲁肽,可实现更强且更持久的减肥效果。

更重要的是,通过GLP-1将MK-801靶向递送到表达GLP-1受体(GLP-1R)的大脑区域可规避与MK-801单药治疗相关的不良生理和行为影响。此外,作为一种N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂,MK-801可以影响下丘脑和脑干的神经可塑性,从而导致更长久的减肥效应。


N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体是一种谷氨酸激活的阳离子通道,对大脑中的许多神经生理过程至关重要。因此,非竞争性、开放通道的NMDA受体拮抗剂在临床上被用于治疗阿尔茨海默病和难治性抑郁症。值得注意的是,体重指数(BMI)的全基因组关联研究(GWAS)分析表明,谷氨酸能神经传递和NMDA受体相关的神经可塑性与体重和肥胖的调节有关。

在啮齿类动物中,抑制脑干的NMDA受体可增加短期食物摄入量,相比之下,抑制下丘脑的NMDA受体可以减少食物摄入量、减轻体重。此外,据报道,NMDA受体拮抗剂能减少啮齿动物和非人类灵长类动物对美味食物的偏好,并减少人类暴饮暴食的情况。然而,这类NMDA受体拮抗剂具有较大的毒副作用,因而此前一直未被应用于减肥药物开发。

在这项发表于Nature的最新研究中,研究团队团队作出了一个大胆的假设:通过将NMDA受体拮抗剂与只作用于调节食欲的神经元的肠道激素模拟物融合,就可能避免安全风险,减轻其毒副作用。


GLP-1-MK-801可用于治疗啮齿类动物的肥胖症

为了实现这一目标,研究团队将小分子药物MK-801附着在GLP-1多肽上,形成一种肽-药物偶联物。MK-801最早于20世纪80年代由默克公司的研究人员发现,但后来因副作用等问题而被放弃。这项最新发现,在小鼠和大鼠中,大脑中喜爱GLP-1的神经元会吸收这种肽-药物偶联物,然后将其连接切断并释放出MK-801,从而实现在特定的大脑区域(例如下丘脑)特异性阻断NMDA受体。

通过对给药动物的下丘脑进行RNA-seq和基于质谱的蛋白质组学分析,研究团队发现,下丘脑内转录组和蛋白质组反应的广泛改变,与谷氨酸能信号传导和突触可塑性有关,意味着这种肽-药物偶联物可能引起表达GLP-1受体的神经元的神经结构变化。


GLP-1-MK-801对下丘脑转录组和全脑活动的影响

研究团队表示,单独使用MK-801治疗小鼠会产生诸如过热和过度运动等毒副作用。相比之下,GLP-1+MK-801的肽-药物偶联物形式会更安全,并且与单独使用司美格鲁肽治疗肥胖小鼠具有相似的减肥效果。

不仅如此,这种肽-药物偶联物与司美格鲁肽在减肥上具有协同效应,当肥胖小鼠使用司美格鲁肽达到减肥平台期(在人类中,司美格鲁肽可以帮助人们减轻约10%-15%的体重),将这种肽-药物偶联物作为附加治疗,肥胖小鼠的体重会进一步下降。


GLP-1-MK-801与司美格鲁肽在肥胖和糖尿病临床前模型中的应用

总的来说,这项最新研究报道了一种肽-药物偶联物的开发和临床前实验验证,证明了利用肽介导靶向实现细胞特异性离子性受体调节的可行性,并强调了单分子混合GLP-1受体激动剂和NMDA受体拮抗剂在安全有效的肥胖治疗中的潜力。


研究模式图:一种二合一的减肥药物可以靶向特定的大脑区域

值得一提的是,Christoffer Clemmensen参与创立了一家名为Ousia Pharma的制药公司,他们接下来计划将这种肽-药物偶联物推向临床试验,该药物有望在2025年进入临床应用。


目前,减肥药赛道竞争十分激烈,诺和诺德的GLP-1受体激动剂司美格鲁肽和礼来的GLP-1受体/GIP受体双重激动剂替尔泊肽已经获批上市,并取得了巨大的市场成功,预计2030年减肥药市场将高达1000亿美元。 此外还有数十款减肥药物正在进行临床试验,其中大多是靶向GLP-1或GIP。因此,许多生物医药公司也开始尝试寻找新靶点,已开发更有前景的减肥药。

鉴于GLP-1类药物的巨大成功,全新的减肥药必须做到更便宜、更有效。到2035年,全球预计将有超过一半的成年人肥胖,减肥药治疗将为肥胖症患者带来更广泛的健康益处,比如预防心血管疾病和炎症。此外,GLP-1类药物还在临床试验中被用于治疗帕金森病、阿尔茨海默病,以及与成瘾行为(例如饮酒和吸烟)。

论文链接

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07419-8

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