基于咪唑并嘧啶结构的丙酮酸激酶M2激活剂15n通过调控EMT和纤维化延缓糖尿病肾病进展

糖尿病肾病(DN)是糖尿病主要并发症，目前缺乏有效治疗手段。研究团队针对PKM2(丙酮酸激酶M2)在DN中的关键作用，开发了新型咪唑并嘧啶衍生物15n(AC50=90 nM)，通过促进PKM2四聚体形成、抑制上皮-间质转化(EMT)和纤维化，在细胞和动物模型中显著改善肾功能指标(尿素/肌酐)，为DN治疗提供了新策略。

　　

糖尿病肾病(DN)作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，影响着全球近40%的糖尿病患者。当前临床主要依赖RAAS系统抑制剂(如ACEI/ARB)延缓病情，但无法逆转纤维化进程。研究表明，糖代谢异常中丙酮酸激酶M2(PKM2)的二聚体形式会促进异常糖酵解(Warburg效应)，激活缺氧诱导因子-1(HIF-1)并驱动上皮-间质转化(EMT)，最终导致肾脏纤维化。而PKM2四聚体则能维持正常氧化磷酸化，具有肾脏保护作用。这一发现为DN治疗提供了新靶点，但现有激活剂如TEPP-46仍存在优化空间。

印度国家药物教育研究所(NIPER-Ahmedabad)的研究团队基于前期发现，开发出新型咪唑并嘧啶衍生物15n(2-(4-(3,4-二氯苯基)哌嗪-1-基)-1-(咪唑[1,2-a]嘧啶-3-基)乙酮)，其能以90 nM的AC₅₀值特异性激活PKM2。通过分子动力学模拟证实，15n结合于PKM2二聚体界面(AA'结构域)，与标准激活剂DASA-58/TEPP-46作用位点相似，能稳定四聚体构象。相关成果发表在《Chemico-Biological Interactions》上。

研究采用链脲佐菌素诱导的DN小鼠模型和高糖培养的人肾近端小管上皮细胞(hRPTEC)体系。关键技术包括：谷二醛交联法分析PKM2寡聚状态、Western blot检测EMT标志物(N-钙黏蛋白/波形蛋白)和纤维化指标(纤连蛋白)、血清尿素/肌酐检测评估肾功能。

【15n促进hRPTEC模型中PKM2四聚体形成】
交联实验显示，15n(10 μM)处理显著增加PKM2四聚体比例，减少二聚体核转位。这与分子模拟结果一致，证实15n通过稳定AA'界面促进功能性四聚体组装。

【15n抑制EMT进程】
Western blot分析表明，15n处理组上皮标志物E-钙黏蛋白表达上调，间质标志物N-钙黏蛋白和波形蛋白下调，提示EMT进程受阻。机制上，15n通过减少PKM2二聚体依赖性HIF-1α积累，降低TGF-β信号活性。

【动物模型验证】
DN小鼠经15n治疗后，血清尿素和肌酐水平显著降低，肾组织病理学改善。免疫组化显示纤维化标志物纤连蛋白和I型胶原α3表达下降，证实15n能缓解肾纤维化。

该研究首次证实咪唑并嘧啶类PKM2激活剂15n通过多重机制发挥肾脏保护作用：1) 促进PKM2四聚体化，恢复代谢平衡；2) 抑制HIF-1α/TGF-β信号轴；3) 阻断EMT-纤维化级联反应。相较于现有疗法，15n直接靶向DN核心病理环节，且口服生物利用度良好。这些发现不仅为DN治疗提供了候选药物，也为代谢重编程干预纤维化疾病提供了新思路。研究获得印度生物技术部(DBT)项目支持，具有明确的临床转化前景。