基于Sirt1激动机制的全新激动剂发现及其在糖尿病肾病药物防治中的应用

Diabetic nephropathy (DN), one of the main complications of diabetes, still lacks of effective treatments. Sirt1 is closely related to the occurrence and development of the DN. The activation of Sirt1 can significantly improve the symptoms of DN, while the Sirt1 activator activity needs to be further improved, therefore, the development of high activity Sirt1 activator have become an important strategy for the prevention and treatment of DN. A reasonable and effective Sirt1 activator virtual screening method denoted as "a progressive three-step approach" is established based on mechanism of Sirt1 activation and spatial structure of Sirt1 allosteric site. We attempt to develop highly active Sirt1 activators which could exert a protective effect in the progression of the DN by modulating redox state (T-SOD, GSH and MDA levels) and inhibiting inflammation. We strive to develop potential compounds which have significant preventive and therapeutic effects on DN. Our project will provide new candidate compounds for the development of DN prevention and control drugs, which is of great significance for the prevention and treatment of DN.

糖尿病肾病（DN）是糖尿病主要并发症之一，仍缺乏有效治疗药物。Sirt1与DN的发生与发展密切相关，激动Sirt1可显著改善DN症状，但目前的Sirt1激动剂其活性有待于进一步提高，因此，开发高活性的Sirt1激动剂已成为DN防治的重要策略。本项目率先基于Sirt1激动剂的激动机制与别构位点的空间结构信息，构建合理有效的“三轮递进”Sirt1激动剂虚拟筛选方法。对筛选靶中的化合物进行结构改造，结合Sirt1酶活测试，从而发现多个高活性Sirt1激动剂先导物。从氧化应激和炎症角度，检测先导物对大鼠肾小管系膜细胞和肾组织中的T-SOD、GSH 及MDA 水平、Sirt1 蛋白表达和炎症因子水平的影响，在细胞和动物水平上研究全新激动剂对DN的防治作用，力争开发出有潜力的DN防治苗头化合物。本项目的顺利实施，将对DN防治药物的开发提供全新的候选化合物和研究思路，这对于DN防治药物研究具有重要意义。

糖尿病肾病（Diabetic Nephropathy，DN）是糖尿病患者中最主要的医学并发症之一，是致使糖尿病患者终末期肾病的主要原因，但仍缺少有用的医治药物。沉默信息调节因子1（SIRT1）与DN的发生与发展密切相关，激活SIRT1可显著改善DN症状，但目前SIRT1激活剂的活性还需进一步提高，因此，开发出更多结构新颖高活性的SIRT1激活剂已成为防治DN的重要策略。通过采用分子动力学模拟和MM/GBSA自由能计算相结合的方法，研究三个白藜芦醇（Resveratrol，RSV）与SIRT1动态的结合过程，并阐述RSV对SIRT1的激活机理。模拟结果表明，RSV1与RSV2的结合位点是SIRT1激活剂的主要结合位点；基于该结合位点，通过构建合理有效的“三轮递进”的虚拟筛选方法，最终得到以M1为代表的多个靶中化合物；SIRT1活性测试表明以M1为代表的多个靶中化合物具有较好的SIRT1激动活性，其中M1的激活活性最高。 以M1进行结构改造，设计合成了6a-6g七个全新SIRT激活剂。 CCK-8法检测七个化合物证明七个合成化合物对HK-2细胞具有安全性；以10 μM的药物浓度检测目标化合物对正常培养和高糖诱导的HK-2细胞凋亡的影响，表明目标化合物可抑制HK-2细胞的凋亡。 SIRT1酶活性实验表明在10 μM时化合物6d的SIRT1激活活性最高，且高于阳性药SRT2104和先导化合物M1。 RT-qPCR和Western Blot实验结果表明：目标化合物通过增加SIRT1的去乙酰化作用，抑制其下游乙酰化NF-κB（p65）的表达，降低下游炎症因子MCP-1和ICAM-1的表达，从而减轻了高糖诱导引起的HK-2细胞炎症。高糖环境下，目标化合物对HK-2细胞的保护机制可能与乙酰化p53水平降低有关。目标化合物通过使乙酰化p53的表达降低，从而减轻高糖诱导的HK-2细胞凋亡。因此，该化合物对DN的药物研发具有一定的指导意义。