以PPARγ的化学小分子调控子为探针发现单核-M2型巨噬细胞定向分化新机制

基于前期工作基础，我们将进行烟曲霉文丙小分子模拟物的结构优化与合成；对小分子进行分子及细胞水平双重筛选，发现能通过特异性识别PPARγ并选择性改变其表达与活性状态、而定向调控单核细胞向M2型巨噬细胞分化的小分子探针，我们称之为选择性PPARγ调控子。与传统意义上的完全激活型PPARγ配体不同，选择性调控子只能将PPARγ的激活控制在一定程度上。以新结构的PPARγ化学小分子调控子为探针，我们将进一步研究PPARγ在调控单核-M2型巨噬细胞分化中的地位，以及此过程中重要蛋白质之间的相互作用、重要信号转导途径之间的Crosstalk，寻找信号转导中的关键功能分子；由此建立PPARγ介导的单核-M2型巨噬细胞定向分化的信号转导网络，并在动物糖尿病模型中研究信号转导网络的生物学效应。本研究不仅可借助探针分子研究单核-M2型巨噬细胞定向分化的信号转导新机制，而且还有望为发现药物先导化合物奠定基础。

PPARγ具有调控代谢、炎症、细胞生死转换等多种生物学功能，是糖尿病及多种类型炎症治疗中的药物靶点。本课题对百余种化合物（N-苯基苯甲酰胺衍生物、生物碱及蒽类化合物等）进行了分子、细胞及动物水平的筛选，目的为获取可调控PPARγ活性而介导M2巨噬细胞分化的化学小分子调控子，同时探索PPARγ的新的生物学功能。生物筛选结果发现：几种N-苯基苯甲酰胺类小分子调控子具有显著的介导M2型巨噬细胞定向分化的功能。我们即运用其中的26号分子作为研究M2巨噬细胞定向分化信号转导机制的探针，在以下几方面获得重要研究进展：.1..26号N-苯基苯甲酰胺类小分子可启动PPARγ的翻译后修饰，使单核-M2极化的巨噬细胞的分化顺利完成。并在M2肿瘤相关巨噬细胞（Tumor associated macrophages, TAM）分化模型、代谢炎症M2巨噬细胞分化模型中，调控PPARγ切割修饰而介导细胞定向分化为M2巨噬细胞。.2..鉴定了修饰PPARγ的关键酶CEX1。发现在M2 型TAM功能行使中，PPARγ切割修饰导致细胞线粒体氧化还原状态、能量代谢发生极大的改变，线粒体生物合成降低，TAM促肿瘤细胞侵袭能力增强，这种现象不发生在正常生理状态的巨噬细胞中。.3..运用蛋白相互作用分析、质谱鉴定、定点突变、基因过表达等方法，鉴定了PPARγ肽链上的切割修饰位点；构建了PPARγ全长及其切割片段的质粒，转染巨噬细胞后，通过比较PPARγ切割片段与全长PPARγ之间的功能差异，研究了PPARγ切割所介导的细胞生物学新功能。通过EMSA，luciferase reporter等分析了切割修饰对PPARγ转录活性的确切影响； Microarray 分析了PPARγ切割修饰对其转录活化方式的影响，得到了新转录谱，并得出结论：PPARγ切割修饰后，其经典转录活性被抑制，并启动了其非基因型的信号转导途径。基于该重要发现，我们首次提出M2 型TAM分化活化的新的信号转导机制。.4..在以上发现的基础上，进一步完成了一系列CEX1抑制剂包括以NCX-4016活性结构单元为母核的新结构小分子抑制剂的合成，并在M2、 M2型 TAM模型中进行了该类小分子抑制剂的活性筛选。.该培育项目课题研究至今，发表论文23篇，其中SCI论文 11篇，修稿 1 篇，申请专利 6项，授权专利 2项。