LXRβ选择性激动剂抗动脉粥样硬化的药理学及其作用机制研究

Liver X receptor (LXR), a member of the nuclear receptor family, has become a new target of anti-atherosclerosis. LXR plays an important role in various aspects of cholesterol metabolism, including reverse cholesterol transport process, promoting bile cholesterol secretion, inhibiting the intestinal absorption of cholesterol, and maintaining intracellular cholesterol homeostasis of the body. Meanwhile, LXR is also involved in the regulation of inflammation response pathway in macrophages. However, LXR agonists existing were found to have side effects in lipid accumulation and increased triglyceride levels in the blood. LXRα is regarded as the main subtype for regulating the lipogenesis relating genes expression. In contrast, activation of LXRβ does not lead to this situation. Therefore, the development of novel selective LXRβ agonists which have good activity and fewer side effects are crucial for the treatment of atherosclerosis. Based on our previous work, IMB-808 was identified by screening with selective agonist activity of LXRβ and fewer side effects. In this research, we will explore the pharmacological effects of anti-atherosclerosis in vitro and in vivo. Furthermore, the anti-atherosclerosis mechanism of IMB-808 which is cross-regulated cholesterol metabolism and inflammation response mediated by LXRβ will be clarified. In general, our project will provide a solid basis for anti-atherosclerosis drug development in the future.

核受体LXR直接调控参与胆固醇代谢途径中诸多关键靶基因的表达，对于维持机体内胆固醇水平至关重要，同时与巨噬细胞中的炎症反应调控紧密相关，是抗动脉粥样硬化的重要靶标。然而，目前已有的LXR激动剂会造成肝脏中的脂肪堆积、血液中甘油三酯升高等副作用。研究表明，LXRα是主要调控肝内脂肪生成相关基因表达的亚型，而LXRβ在被激动剂激活时，并不会引起类似的副作用。因此，获得具有活性好、副作用小的新型LXRβ选择性激动剂，将有利于发现更加安全有效的治疗动脉粥样硬化药物。本项目基于前期通过筛选获得的小分子化合物IMB-808，部分体外结果证明该化合物具有很好的LXRβ选择性激动剂活性，且毒副作用较小。通过对其在体外、体内水平的抗动脉粥样硬化作用进行深入的药理学研究，探讨该化合物通过LXRβ交叉调控胆固醇代谢及炎症反应介导抗动脉粥样硬化的作用机制。这将为后期抗动脉粥样硬化药物的开发奠定基础。

LXR作为重要的核受体家族成员，不仅参与胆固醇代谢调控，同时与巨噬细胞中的炎症反应密切相关，因此被视为抗动脉粥样硬化的重要靶点。然而，LXR激动剂的研究一直受限于其带来的肝脏中脂肪过量生成的副作用，使得目前尚未有靶向LXR的药物推向临床应用。本项目基于LXRβ选择性激动剂筛选模型得到的活性小分子化合物IMB-808，首先从体外水平验证了该化合物可以通过激活LXRβ来调控参与胆固醇代谢途径中关键蛋白的表达，促进胆固醇逆向转运过程；同时发现该化合物能够在细胞水平抑制LXR相关炎症基因的表达。其次，在ApoE-/-小鼠体内对该化合物的抗动脉粥样硬化作用进行了全面评价，发现该化合物可以显著降低小鼠血清中总胆固醇以及低密度脂蛋白胆固醇水平，减少主动脉弓部斑块形成，进一步研究发现其作用机制是通过上调主动脉心脏流出道中ABCA1蛋白的表达，同时也抑制了NF-κB蛋白的表达水平。这就说明该化合物发挥抗动脉粥样硬化作用并不是单一的，而是通过激活LXRβ交叉调控胆固醇代谢和抑制炎症发生两个方面共同介导来完成的。除此之外，化合物对血清中的甘油三酯以及肝脏中脂质的含量没有明显的升高。最后，深入探讨了化合物IMB-808对LXRβ的选择性激活作用机制，结合计算机分子对接的方法，找到了IMB-808与LXRβ作用的关键氨基酸，通过TR-FRET的方法确证了该化合物与TO901317相比，其对LXR共激活因子的募集和共抑制因子的解离程度不同，因而导致了该化合物对靶基因具有选择性，即其发挥抗动脉粥样硬化作用的同时，不会引起肝脏中脂肪过量生成的副作用，由此揭示了该化合物作为LXRβ激动剂的独特作用机制，为后续全新 LXRβ 选择性激动剂的开发提供了基础，也为新型抗动脉粥样硬化药物的研发提供了新的视角。