去氧紫杉醇 A 通过 TGR5/PKA/MEK/ERK 通路激活 TGR5 诱导的 GLP-1 分泌发挥降血糖作用

《Bioorganic Chemistry》：Deoxycalyxin A exerts hypoglycemic effects through activating TGR5-induced GLP-1 secretion via TGR5/PKA/MEK/ERK pathway

　　

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  DCA刺激了STC-1和NCI-H716细胞中的GLP-1分泌。
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  DCA通过促进GLP-1分泌降低了db/db小鼠的空腹血糖水平。
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  DCA改善了糖耐量受损和胰岛素抵抗，并降低了血清TC水平。
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  DCA通过特异性激活TGR5/PKA/MEK/ERK通路促进GLP-1分泌。

引言

糖尿病是一种异质性的复杂代谢疾病，其特征为血糖水平升高，这是由于对胰岛素作用的抵抗或胰岛素分泌不足，或两者兼有。通常，糖尿病可分为1型糖尿病（T1DM）、2型糖尿病（T2DM）、妊娠期糖尿病（GDM）及其他类型[1]。根据2025年IDF糖尿病地图报告，全球糖尿病患者数量约为5.89亿，其中绝大多数（>90%）患有2型糖尿病。长期高血糖会导致心脏病、中风、糖尿病视网膜病变等多种并发症[2]。在糖尿病的临床管理中，药物治疗是饮食控制和合理运动之外的主要治疗手段。目前可用的降糖药物按其给药途径大致分为两类，即口服降糖药和注射制剂。注射用降糖剂主要包括胰岛素（含速效、短效、中效和长效制剂）、胰淀素类似物（普兰林肽）以及肠促胰素类药物，特别是胰高糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂[3]。与注射疗法相比，口服降糖药由于具有更好的用药依从性，已成为糖尿病管理的基石。口服降糖药涵盖多种类别，如磺脲类[4]、双胍类、噻唑烷二酮类、α-糖苷酶抑制剂[5]、钠-葡萄糖共转运蛋白-2（SGLT-2）抑制剂[6]、二肽基肽酶-4（DPP-4）抑制剂[7]和葡萄糖激酶（GK）激活剂[8]。尽管这些口服药物具有明确的临床疗效，但它们存在各种局限性，如胃肠道不适、心血管风险，尤其是低血糖风险。因此，迫切需要开发具有不同作用机制的新型口服降糖剂，特别是那些能够避免低血糖的药物。

肠促胰素是一类参与血糖调节的肠激素，它们对营养刺激产生葡萄糖依赖性的胰岛素促分泌作用。在人类中，主要的肠促胰素是葡萄糖依赖性胰岛素促分泌多肽（GIP）和GLP-1[9]，其中GLP-1是最重要的且具有令人着迷的药理潜力的激素[10]，包括葡萄糖依赖性刺激胰岛素分泌、减少胃排空、抑制食物摄入和促进β细胞增殖[11]。目前，市场上已有多种模拟内源性GLP-1生理功能的GLP-1类似物（如司美格鲁肽和利拉鲁肽），它们可以有效降低糖尿病患者的HbA1c和空腹血糖水平以及体重，且低血糖风险低[12]。然而，大多数GLP-1类似物需要皮下注射给药，与次优的治疗依从性和胃肠道不良反应相关，其中口服司美格鲁肽（Rybelsus）作为该类中首个口服药物代表了显著例外。因此，许多制药公司致力于开发适合口服的小分子GLP-1R激动剂，如Structure Therapeutics开发的GSBR-1290[13]、华东医药开发的TTP273以及辉瑞开发的Danuglipron[14]。与GLP-1类似物和小分子GLP-1受体激动剂不同，GLP-1促分泌剂在抗糖尿病药物开发中提供了一种独特的治疗策略。

G蛋白偶联受体（GPCRs）代表了人类基因组编码的最大膜蛋白家族，约占当前药物靶点的40%。先前的研究表明，人类肠道L细胞高表达多种GPCR受体，包括GPR119、GPR40（FFAR1）和TGR5（GPBAR1），它们的激活与GLP-1分泌密切相关[15]。值得注意的是，各种内源性配体已被确定为通过特定受体激活发挥强效GLP-1促分泌作用的物质：游离脂肪酸通过GPR40介导其作用，2-单酰甘油（2-MAGs）通过GPR119发挥作用，而胆汁酸则通过TGR5发挥作用[16]、[17]、[18]。机制研究表明，这些GPCRs介导的通路汇聚于胞内cAMP升高和钙动员，这是调节囊泡GLP-1释放的关键第二信使。因此，内分泌L细胞上高表达的GPCRs为开发增强GLP-1分泌的新型治疗药物提供了极具吸引力的药理学靶点。

砂仁（Alpinia katsumadai Hayata）（姜科），一种著名的中药植物，传统上被用于止吐、胃保护和抗炎[19]。对该植物的植物化学研究发现其含有多种生物活性成分，包括二芳基庚烷类、黄酮类、单萜类、三萜类、倍半萜类和卡瓦内酯类，这些成分展现出广泛的药理活性[20]、[21]、[22]。作为我们持续探索芳香植物抗糖尿病植物化学物的一部分，此前对砂仁的研究已获得了一系列具有双重酶抑制活性的二芳基庚烷-黄酮杂合物，以及能够刺激GLP-1分泌的二聚体二芳基庚烷类化合物[23]、[24]、[25]。在本研究中，我们从砂仁中鉴定出一种独特的二芳基庚烷-查尔酮杂合物——去氧卡利辛A（DCA）[26]，并发现其是一种尚未报道的GLP-1促分泌剂。口服给予DCA显著降低了db/db小鼠的血糖水平，同时伴有血清GLP-1水平的升高。机制研究表明，DCA通过激活TGR5偶联PKA/MEK通路增强GLP-1分泌，使其成为靶向肠内分泌轴的抗糖尿病治疗的有前途的先导化合物。本工作系统地报道了DCA的体内抗糖尿病疗效及其促进GLP-1分泌的分子机制。

章节摘要

DCA刺激GLP-1分泌并部分抑制DPP-4活性

为了研究DCA在葡萄糖稳态中的治疗潜力，我们首先使用STC-1和NCI-H716细胞评估了其对GLP-1分泌的影响。定量分析显示GLP-1释放呈显著的浓度依赖性增加（图1A和B）。STC-1细胞对DCA处理表现出极高的敏感性，在60 μM时最大刺激率为763.8%，EC₅₀为10.7 μM；NCI H716细胞的EC₅₀为13.4 μM。进一步测定了上清液中的LDH水平（图1C），

讨论

这项综合研究确立了DCA作为通过全面机制调节葡萄糖代谢的多功能调节剂。体外分析表明DCA能够增强STC-1（EC₅₀：10.7 μM）和NCI-H716（EC₅₀：13.4 μM）细胞中的GLP-1分泌。补充这些发现，在db/db小鼠中以80 mg/kg剂量给予DCA产生了显著的代谢改善，包括空腹高血糖的降低。包括空腹高血糖的降低

结论

本研究证明DCA能够增强STC-1和NCI-H716细胞中的GLP-1分泌。体内研究证实，DCA给药显著降低了db/db小鼠的空腹血糖水平，改善了糖耐量，并通过增加GLP-1和胰岛素分泌增强了胰岛素敏感性。此外，DCA还表现出降血脂作用，降低了血液总胆固醇水平。在机制上，DCA通过激活TGR5/PKA/MEK/ERK信号转导通路促进GLP-1分泌

材料和试剂

高糖Dulbecco改良鹰血清（DMEM，30–2002）和胎牛血清（FBS，5669701）分别购自ATCC（美国弗吉尼亚州马纳萨斯）和Gibco（美国马萨诸塞州沃尔瑟姆）。以下药理学试剂购自MedChemExpress（MCE，美国新泽西州蒙茅斯镇）：H-89（15979，纯度≥99%）、PD98059（12028，纯度≥99%）、SBI-115（111534，纯度≥99%）、石胆酸（LCA，B0172，纯度≥99%）和西格列汀（13749，纯度≥99%）。油酰乙醇胺（OEA，O0383，

生成式AI声明

本手稿未使用任何生成式AI和AI辅助技术。

CRediT作者贡献声明

吴盛莉：撰写——初稿、调查研究、数据整理。何晓峰：调查研究。贡盘片酬：方法论。黄小燕：方法论。耿长安：撰写——审阅与编辑、监督、经费获取、概念构思。

动物实验对象

本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南以及以下动物福利和/或报告指南进行：所有动物均按照机构动物护理指南接受人道护理，该指南已获中国科学院昆明植物研究所实验动物伦理委员会批准（kib202310003）。

本研究已获实验动物伦理委员会批准

利益冲突声明

作者声明他们不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些可能影响本研究中报道的工作。

致谢

本工作由以下项目提供资金支持：中国科学院战略性先导科技专项（XDB1230301）、中国科学院"西部之光"计划跨学科团队项目（xbzg-zdsys-202405）、国家重点研发计划（2025YFC3509100）、广西科技计划项目和云南省基础研究计划项目（202402AA310003），以及天然药物化学国家重点实验室开放课题（P2025-KF03）。

吴盛莉|何晓峰|贡盘片酬|黄小燕|耿长安