GPR120小分子荧光探针及其激动剂的研究

摘要

GPR120受体(G protein-coupled receptor120)是G蛋白偶联受体(GPCRs)大家族的一员，广泛地分布于肺、结肠和脂肪等组织中，具有调节GLP-1分泌、胰岛素敏感性、抗炎和抗肥胖等多种生理学功能，且与许多生理疾病存在一定关系，例如2型糖尿病、饮食、肥胖等。因此，采用小分子作为工具进行GPR120受体的系统生理学及病理学研究对于糖尿病和肥胖的发生机制和治疗具有至关重要的意义。
　　本论文主要包括两部分内容:设计评价了七个用于识别GPR120受体的小分子荧光探针;设计并评价了一系列GPR120受体的小分子激动剂。
　　(1)GPR120受体的小分子荧光探针的研究
　　这些年来，具有荧光性质的GPCR配体已经广泛应用于定位受体的分布，并且能够实时监测由配体-受体相互作用触发的过程（例如内化、运输、螯合和回收）。然而，迄今为止还没有关于检测GPR120受体在细胞表面分布的小分子荧光探针的报道。鉴于小分子荧光探针具有高灵敏度，选择性，可视化和快速响应等优点，迫切需要开发一种方便的荧光配体来追踪GPR120，以深入理解GPR120生理学和病理学功能作用。小分子荧光探针一般有3部分构成:荧光团、连接基团以及识别基团。本论文选取GPR120的激动剂GW9508和TUG-891与靶点结合位点的母核结构作为GPR120药效团模型进行结构改造，以萘二酰亚胺、香豆素作为等具有出色光学特性的化合物作为荧光团，并通过烷基链进行化学链接，以期得到高灵敏度、高选择性的GPR120受体小分子荧光探针，从而对GPR120受体的生物学及药理学研究提供一定帮助。最终，我们设计并评价了七个识别GPR120受体的小分子荧光探针。随后对合成的GPR120荧光探针进行了光学特性的测定、BRET活性实验、钙离子实验测定、细胞成像研究以及细胞毒性的研究。结果显示，这些荧光探针对GPR120受体表现出优良的生物活性、良好的选择性、可接受的细胞毒性以及成功应用于细胞荧光成像研究。因此，荧光探针可以作为标记GPR120的染色工具，提供详细的GPR120的生理学和病理学功能信息。此外，我们期望这些探针可以用作GPR120配体活性筛选中的荧光竞争性底物，从而构建快速筛选激动剂化合物平台。
　　(2)GPR120受体的小分子激动剂的研究
　　已有报道显示，GPR120激动作用可通过调节脂肪形成、胃肠肽分泌、味道偏好和葡萄糖代谢平衡来改善机体炎症、糖尿病等相关代谢健康。因此，开发GPR120的激动剂将作为一种新的治疗选择，可用于治疗受损的代谢疾病，如肥胖症、2型糖尿病和心血管疾病等。本课题中，合成并筛选了一系列优秀的GPR120芳香酸类小分子激动剂，期望能对GPR120受体相关代谢疾病的治疗提供帮助，如炎症、肥胖症和2型糖尿病等。本课题通过筛选一系列GPR120受体合成的激动剂，化合物A11被鉴定为有效的GPR120激动剂，与阳性药TUG-891表现出相似的分子机制，可导致细胞内钙离子响应，β-arrestin2募集以及受体的快速内在化。此外，我们期望化合物11能够作为一个重要的药理学工具，去探索GPR120受体的相关生物学功能，以达到治疗肥胖症、2型糖尿病及其他其他代谢疾病的目的。
　　综上所述，本课题得到的GPR120小分子荧光探针及其激动剂，将为GPR120受体的相关研究提供新的研究工具，也为今后此类荧光探针或激动剂的进一步结构改造提供理论指导。

目录

声明

摘要

缩写列表(LIST OF ABBREVIATIONS)

第一章 前言

1．1 GPR120体内的主要分布

1．3 GPR120与炎症

2 GPR120的激动剂

3 小分子荧光探针的简介

3．1 荧光的形成及其荧光探针的构成

3．2 小分子荧光探针的设计原则

3．3 影响荧光强度变化的因素

3．4 荧光成像技术

第二章 GPR120受体小分子荧光探针及其激动剂的设计

1 前言

2 GPR120受体小分子荧光探针的设计

2．1 荧光团的合理设计

2．2 药效团的设计

2．3 目标小分子荧光探针的设计

3 GPR120受体小分子激动剂的设计

第三章 GPR120受体小分子荧光探针的合成

1 实验试剂及仪器

1．1 实验试剂

1．2 实验仪器

2．2 GPR120小分子荧光探针荧光团的合成

第四章 GPR120受体小分子激动剂的合成

1 实验试剂和仪器

1．1 实验试剂

1．2 实验仪器

2 GPR120小分子激动剂的合成

第五章 GPR120小分子荧光探针的活性研究

1．2 实验方案

1．3 荧光探针光学性质的测定结果

2 荧光探针对GPR120受体生物活性的研究

2．1 实验器材

2．2 BRET实验

2．3 转染操作步骤

2．5 荧光探针对GPR120受体的生物活性测定结果

3 钙离子实验测定

3．1 实验器材

3．2 实验步骤

3．3 实验结果

4 荧光探针的细胞成像研究

4．2 实验步骤

4．3 细胞成像结果

5 荧光探针细胞毒性的研究

5．1 实验器材

5．2 实验方法

5．3 实验步骤

5．4 实验结果

第六章 GPR120受体小分子激动剂的活性研究

1 生物共振能量转移(BRET)实验测定

1．1 实验器材

1．2 实验步骤

1．3 实验结果

2 钙离子实验测定

2．1 实验器材

2．2 实验步骤

2．3 实验结果

3 GPR120内在化成像

3．1 实验器材

3．2 实验步骤

3．3 实验结果

第七章 总结与展望

2．GPR120受体的小分子激动剂研究

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

附录