选择性PPARγ调节剂alpinetin改善2型糖尿病胰岛素敏感性并保护骨密度的机制研究

针对2型糖尿病(T2DM)传统PPARγ激动剂（如TZDs）引发骨质疏松等副作用的问题，本研究通过分子对接、单细胞测序等技术，发现天然黄酮类化合物alpinetin(Apt)能选择性结合PPARγ Ser342位点，抑制CDK5介导的Ser273磷酸化，通过PI3K/AKT/GLUT4通路改善胰岛素抵抗，同时在STZ诱导的糖尿病小鼠模型中兼具降糖与骨保护作用，为开发新型糖尿病治疗策略提供理论依据。

　　

随着全球2型糖尿病(T2DM)患者数量预计在2045年达到7.83亿，寻找安全有效的治疗方案成为当务之急。目前临床使用的PPARγ（过氧化物酶体增殖物激活受体γ）全激动剂如罗格列酮(Rosi)虽能改善胰岛素敏感性，却会引发骨质疏松、心血管风险等严重副作用。这一矛盾源于传统药物对PPARγ的广泛激活，而近年研究发现，选择性调节PPARγ特定磷酸化位点（如CDK5介导的Ser273磷酸化）可能实现疗效与安全性的平衡。与此同时，天然产物因其多靶点作用和良好安全性备受关注——来自高良姜属植物的二氢黄酮alpinetin(Apt)已被证实具有抗炎、抗氧化特性，但其对糖代谢和骨稳态的影响仍是未解之谜。

中国的研究团队通过多学科交叉方法系统揭示了Apt的双重保护机制。研究首先采用生物信息学分析人类肥胖T2DM患者脂肪组织单细胞测序数据，发现PPAR信号通路关键基因下调与胰岛素抵抗密切相关。随后通过分子动力学模拟和细胞热位移实验(CETSA)证实Apt直接结合PPARγ的Ser342位点，特异性抑制Ser273磷酸化而不引起经典转录激活。在机制层面，RNA测序显示Apt通过PI3K/AKT信号通路促进GLUT4转位，使胰岛素抵抗脂肪细胞的葡萄糖摄取能力提升2.3倍。更引人注目的是，在链脲佐菌素(STZ)诱导的T2DM小鼠模型中，50mg/kg剂量的Apt展现出与Rosi相当的降糖效果，同时完全避免了后者导致的骨密度下降——显微CT显示Apt组小鼠骨小梁数量比Rosi组增加47%。

主要技术方法包括：单细胞RNA测序分析人类脂肪组织样本；分子对接与动力学模拟预测Apt-PPARγ相互作用；细胞热位移实验(CETSA)验证结合活性；双荧光素酶报告基因检测PPARγ激活特性；网络药理学预测作用靶点；STZ诱导的T2DM小鼠模型评估代谢改善与骨保护效应。

【Animals and treatment】实验采用6周龄C57BL/6小鼠建立STZ诱导的T2DM模型，设置25mg/kg和50mg/kg两个Apt剂量组，以5mg/kg Rosi作为阳性对照。结果显示Apt治疗8周后显著改善糖耐量，且呈剂量依赖性。

【Single-cell sequencing revealed the crucial role of PPAR signaling pathway】对肥胖T2DM患者内脏脂肪的单细胞测序发现，PPARγ及其下游靶基因在代谢异常脂肪细胞中显著下调，提示PPAR信号通路失调是胰岛素抵抗的关键因素。

【Discussion】研究创新性在于：首次阐明Apt作为天然选择性PPARγ调节剂(SPPARγM)的分子机制——通过"分子胶"作用稳定PPARγ构象，阻断CDK5介导的病理磷酸化；证实其"一石二鸟"的治疗优势：在脂肪组织激活胰岛素信号通路(PI3K/AKT/GLUT4)的同时，抑制破骨细胞分化；提出"磷酸化特异性调控"的新策略，为开发不引起骨丢失的降糖药物提供模板。

这项发表于《Phytomedicine》的研究具有重要转化价值：一方面，Apt作为天然产物具有成药性优势，其选择性作用机制可规避现有TZDs药物的副作用；另一方面，发现Ser273磷酸化作为药物设计新靶点，为开发精准调控PPARγ功能的糖尿病/骨质疏松联合治疗药物指明方向。研究团队特别指出，下一步将开展Apt衍生物的结构优化工作，以期获得更具临床前景的候选化合物。