IF50.5｜GLP-1–GIP–Lani五重激动剂纠正肥胖和糖尿病

单分子五重激动剂通过靶向递送PPAR激动剂，超越现有GLP-1/GIP双激动剂和司美格鲁肽。

这篇按生信解读号的读法拆：先看背景和问题，再看作者怎么做、做出了哪几条硬发现，最后把数据和代码收走。

研究背景

肥胖和2型糖尿病治疗中，GLP-1R/GIPR共激动剂如替尔泊肽已显示出优于单靶点药物的减重和降糖效果，并在MASH中改善肝纤维化。同时，核受体PPARα/γ/δ三重激动剂lanifibranor在MASH临床试验中改善肝纤维化，但存在体重增加、贫血和水肿等副作用。此前研究表明，将PPARα/γ共激动剂tesaglitazar共价连接到GLP-1R激动剂上，可通过靶向递送增强代谢疗效。然而，能否将PPARα/γ/δ三重激动剂与GLP-1R/GIPR共激动剂结合，在避免PPAR副作用的同时进一步增强减重和降糖效果，尚不清楚。

科学问题

卡在哪里： GLP-1R/GIPR共激动剂虽有效，但仍有部分患者应答不足；PPAR激动剂虽改善胰岛素抵抗和肝脏代谢，但全身给药剂量高且副作用明显。如何将两者优势结合，同时避免PPAR激动剂引起的体重增加等不良反应，是亟待解决的问题。

本文要回答： 开发一种单分子五重激动剂，通过将lanifibranor共价连接到GLP-1/GIP共激动剂上，实现靶向递送，在降低剂量的同时增强减重和降糖效果，并避免PPAR相关副作用。

技术路线

作者主要用了：化学偶联、体外受体信号检测、DIO小鼠模型、高胰岛素-正葡萄糖钳夹、RNA-seq、蛋白质组学。

作者首先将PPARα/γ共激动剂tesaglitazar连接到GLP-1/GIP共激动剂骨架上，发现GLP-1–GIP–Tesa在DIO小鼠中仅中度优于GLP-1–Tesa。随后改用PPARα/γ/δ三重激动剂lanifibranor，构建GLP-1–GIP–Lani。体外实验证实该分子在肠促胰岛素受体信号和促胰岛素分泌方面与GLP-1–GIP相当，且仅在表达GLP-1R或GIPR的细胞中激活PPAR靶基因。体内实验中，GLP-1–GIP–Lani在DIO小鼠中表现出比GLP-1–GIP和司美格鲁肽更强的减重和降糖效果，并通过多种代谢评估和组学分析阐明其机制。

图 1　Fig. 1。图1展示了GLP-1–GIP–Tesa在DIO小鼠中仅中度优于GLP-1–Tesa，但GLP-1–GIP–Lani在体外与GLP-1–GIP具有相同的cAMP产生和胰岛素分泌增强作用，且仅在表达GLP-1R或GIPR的细胞中激活PPAR靶基因。在DIO小鼠中，GLP-1–GIP–Lani的减重效果是GLP-1–Lani的2.63倍，并进一步降低脂肪量、摄食和血糖。

核心亮点

亮点 1｜GLP-1–GIP–Lani体外活性与GLP-1–GIP相当

在HEK293T细胞中，GLP-1–GIP–Lani诱导cAMP产生的能力与GLP-1–GIP无差异（图1f,g），且在分离的小鼠胰岛中，两者对葡萄糖刺激的胰岛素分泌的增强作用相同（图1h）。然而，GLP-1–GIP–Lani在共表达GLP-1R或GIPR和PPARα/γ/δ的细胞中，能有效诱导PPAR靶基因PDK4表达，其效果与游离lanifibranor相当，但在缺乏肠促胰岛素受体的细胞中无此作用（图1i-k）。这表明该分子通过肠促胰岛素受体实现PPAR激动剂的靶向递送。

图 2　Fig. 2。图2显示GLP-1–GIP–Lani在DIO小鼠中比GLP-1–GIP和lanifibranor更有效地降低体重、脂肪量和摄食，改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性，抑制内源性葡萄糖生成。RNA-seq显示肝脏和肌肉中广泛的抗炎和代谢重编程。GLP-1–GIP–Lani不诱导脂肪细胞分化，但增加BAT葡萄糖摄取。

亮点 2｜DIO小鼠中减重和降糖效果超越GLP-1–GIP和司美格鲁肽

在DIO小鼠中，每日皮下注射10 nmol/kg的GLP-1–GIP–Lani，12天后体重下降幅度显著大于GLP-1–GIP和lanifibranor单药（图2a），脂肪量减少更多（图2b），摄食抑制更强（图2c）。空腹血糖和葡萄糖刺激的胰岛素分泌均进一步降低（图2d,e），口服葡萄糖耐量改善更明显（图2f）。高胰岛素-正葡萄糖钳夹实验显示，GLP-1–GIP–Lani显著提高葡萄糖输注率（图2g-i），并更强地抑制内源性葡萄糖生成（图2j），肝脏糖异生关键基因Pcx和Pepck1表达降低（图2l,m）。

图 3　Fig. 3。图3显示GLP-1–GIP–Lani与GLP-1–GIP+lanifibranor联合治疗相比，减重和降糖效果更优，且未引起肝、肾、心脏等组织病理改变。该分子降低肝脏甘油三酯，改善心脏功能，且未导致贫血、液体潴留或肾功能损害。

亮点 3｜肝脏和肌肉转录组显示抗炎和代谢重编程

RNA-seq分析显示，GLP-1–GIP–Lani在肝脏中诱导5,411个差异表达基因，而GLP-1–GIP和lanifibranor分别仅913和57个（扩展数据图4a,b）。这些基因主要富集于细胞周期和胆固醇代谢通路。在骨骼肌中，GLP-1–GIP–Lani诱导1,715个差异表达基因，富集于氧化磷酸化，提示底物利用和脂肪酸代谢增强。在eWAT中，GLP-1–GIP–Lani诱导8,060个差异表达基因，涉及脂肪生成和Notch信号，表明脂肪组织重塑和炎症改善。

图 4　Fig. 4。图4显示GLP-1–GIP–Lani的减重作用在Vglut2/Glp1r敲除和Gipr敲除小鼠中减弱，但在DIR-KO小鼠中完全消失。PPARδ拮抗剂仅消除其降糖作用，不影响减重。与GLP-1–Lani+acyl-GIP联合治疗相比，GLP-1–GIP–Lani减重效果相当，但降糖更优。

亮点 4｜GLP-1–GIP–Lani避免PPARγ介导的脂肪细胞分化

与罗格列酮不同，GLP-1–GIP–Lani在体外不能诱导脂肪细胞分化（图2p,q），但能增加棕色脂肪组织的葡萄糖摄取（图2r），且不改变BAT中产热基因表达（扩展数据图5a-d）。这表明该分子保留了PPAR激动剂对成熟脂肪细胞的胰岛素增敏作用，同时避免了通过促进脂肪细胞分化导致体重增加的副作用。

图 5　Fig. 5。图5显示GLP-1–GIP–Lani和GLP-1–GIP在脑干和下丘脑诱导的FOS神经元激活数量相似，且均不能通过体外血脑屏障模型。但GLP-1–GIP–Lani在脑干诱导的蛋白质组变化更广泛，且在下丘脑POMC神经元中诱导更强的活性。

亮点 5｜GLP-1–GIP–Lani改善肝脏和心血管健康且无肾脏毒性

在DIO小鼠中，GLP-1–GIP–Lani与GLP-1–GIP相比，进一步降低肝脏甘油三酯（图3k），且未引起肝、肌肉、心脏、eWAT或肾脏的组织学改变（图3l）。该分子还减轻了HFD诱导的心脏肥大，未引起贫血、液体潴留或肾功能改变（图3m-p），并改善了心脏功能指标如射血分数和心输出量（图3q-v）。

亮点 6｜减重依赖GLP-1R和GIPR，降糖额外依赖PPARδ

在Vglut2/Glp1r敲除小鼠中，GLP-1–GIP–Lani的减重和摄食抑制效果受损，而GLP-1–GIP效果保留（图4a,b）。在Gipr敲除小鼠中，GLP-1–GIP–Lani的减重效果也减弱（图4c）。使用PPARδ拮抗剂GSK3787可消除GLP-1–GIP–Lani的降糖作用，但不影响其减重作用（图4g,h）。在双肠促胰岛素受体敲除（DIR-KO）小鼠中，GLP-1–GIP–Lani的所有代谢效应均消失（图4i-m），证实该分子通过肠促胰岛素受体发挥全部作用。

生信可带走

这一块是给做分析的人用的，不是科普点缀。

• 方法栈： 化学偶联、体外受体信号检测、DIO小鼠模型、高胰岛素-正葡萄糖钳夹、RNA-seq、蛋白质组学
• 公开数据： 原文未给出公开组学登录号
• 代码： 原文未给出公开 GitHub/GitLab 仓库
• 谁该点开原文： 从事代谢疾病药物研发、GLP-1/GIP受体信号转导或PPAR激动剂研究的科研人员。

带走一句

将小分子核受体激动剂共价连接到肠促胰岛素肽上，可实现靶向递送，大幅降低剂量并避免副作用，同时增强代谢疗效。