FXR内稳态调控的化学探针研究

Farnesoid X receptor(FXR), a member of nuclear receptor superfamily, is a vital ligand-activated transcriptional factor, which highly express in liver, intestine and adrenal gland. FXR plays a key role in the metabolism of carbonhydrates and lipids, insulin resistance and regulation of bile acids. However, FXR homeostasis is influenced by many factors, such as diet and circadian rhythm, and the expression of FXR differs in diverse organs. Currently, there is no method to monitor the FXR homeostasis in real-time which restricts us to further investigate the function of FXR under physiological and pathological conditions. In this project, classic FXR ligands were selected to be modified. Photo-cross-linking group and alkynyl, a click reaction group were introduced to the ligands. Through bioothogonal reaction, fluorophore is introduced to the ligands to realize the monitor of FXR expression in real-time. Notably, given the toxicity of copper, we designed copper-free click reaction in animal experiments. Through elucidating the change of FXR homeostasis in different organs under different diet and circadian rhythm conditions, we could provide research basis for the development of new drugs targeting FXR.

法尼酯衍生物X受体（FXR）作为核受体超家族的一员，是一个非常重要的配体激活转录因子，其在肝脏、肠道及肾上腺等器官中高表达。FXR在糖脂代谢，胰岛素抵抗及胆汁酸调控等方面都起到关键作用。然而FXR内稳态受到很多因素的影响如进食、昼夜节律等，乃至在不同的脏器中其表达水平也各有差异，目前仍没有实时动态监测FXR内稳态变化的手段，限制了我们进一步研究其在不同生理病理条件下的功能。本项目从FXR的经典配体出发，对它们进行结构修饰，引入光致交联基团和点击反应基团炔基，再通过生物正交反应接入荧光基团，从而在细胞和活体上实现荧光实时定量监测FXR的表达。其中，在活体实验中设计了无铜（copper-free）的点击反应并采用红外长波长的荧光探针。对探针进行系统生物学评价后用于研究饮食和昼夜节律条件下及不同脏器中FXR表达调控规律，最终为以FXR为靶点的新药研发提供研究基础。

法呢醇X受体(FXR)是核受体超家族的一员，是重要的配体激活转录因子，其在肝、肠及肾上腺中高表达。但是FXR的动态平衡受到多种因素影响，例如饮食和昼夜节律，并且FXR在不同器官中表达量各不相同。目前，尚缺乏实时监测FXR动态平衡的方法，这限制了我们在生理和病理条件下进一步研究FXR的功能。在本项目中我们以FXR为靶点对经典的FXR配体进行改造。将光交联双吖丙啶基团、炔基以及点击反应基团结合到配体6-EDCA中。通过生物正交反应，将荧光团与配体连接，以监测在不同生理和病理条件下细胞中FXR表达的变化。LC-MS / MS验证了该探针与FXR-LBD有较强亲和力，激光共聚焦共定位实验验证了化合物OL2在细胞内与 FXR 发生了结合，并且细胞内成像实验表明探针能监测到经FXR siRNA转染后FXR在细胞内的表达量变化、炎症及凋亡等细胞病理状态下FXR在细胞内的动态变化，以及FXR激动剂喂养后FXR在亚细胞水平上的质-核移位。这是第一个成功实现实时监视FXR稳态变化的探针。因此，这项研究有希望为以FXR为靶标的实时荧光检测提供通用的参考方法，并最终为以FXR为靶标的新药开发提供研究依据。