FMO3作为靶标在筛选防治胰岛功能损伤药物或模型中的应用制造技术

本发明专利技术属于医药技术领域，涉及一种肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3作为靶标在筛选防治胰岛功能损伤药物或模型中的应用。具体公开了FMO3作为靶标在筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂中的应用，以及在制备筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂模型中的应用。本发明专利技术以FMO3为靶标，应用到筛选促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌的药物中。FMO3的产物是TMAO，通过大量的试验证明了：TMAO明显抑制小鼠胰岛β细胞Min6葡萄糖刺激的胰岛素分泌，敲低糖尿病小鼠FMO3，抑制TMAO水平，可以改善胰岛素分泌不足。可以改善胰岛素分泌不足。

【技术实现步骤摘要】
FMO3作为靶标在筛选防治胰岛功能损伤药物或模型中的应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及FMO3在制备促进葡萄糖刺激的胰岛素分泌药物中的应用。

技术介绍

[0002]2型糖尿病是以慢性高血糖为特征的代谢性疾病，诱因是胰岛素分泌不足和/或胰岛素抵抗。糖尿病作为一个全球性健康问题，发病例数逐年增加。国际糖尿病联合会预计到2040年，糖尿病人数增加到六亿四千二百万。此外，由于糖尿病发病率居高不下，糖尿病并发症引起的死亡率也逐年增加。
[0003]大部分2型糖尿病是继发于肥胖相关的胰岛素抵抗，2型糖尿病在多年糖尿病前期或糖耐量受损后发展起来，当胰岛素抵抗不再被增加的胰岛素分泌补偿时，2型糖尿病显现出来。因此，监测胰岛β细胞的胰岛素分泌能力可以最好地预测未来糖尿病，在糖尿病前期，血糖值逐渐增加，对很多器官施加有害影响，包括心血管系统和胰岛β细胞，这就是所谓的糖毒性。生活方式的改变可以阻止2型糖尿病的爆发，逆转疾病的早期阶段，但是很难实施。目前的药物不能有效保持β细胞功能或阻止2型糖尿病。在通常使用的2型糖尿病药物中，二甲双胍主要但不是唯一通过抑制肝脏中的葡萄糖生成发挥作用，而噻唑烷二酮类药物增强外周胰岛素敏感性，磺酰类药物迫使已经应激的β细胞分泌更多胰岛素。其他的抗糖尿病药物被引入，GLP-1拮抗剂和DPP4抑制剂增强胰岛素分泌，而葡萄糖钠协同转运蛋白-2抑制剂通过阻止肾脏葡萄糖重吸收来降低血糖。尽管β细胞质量的减少在不同研究之间差异很大，但葡萄糖刺激胰岛素分泌受损的β细胞功能障碍是2型糖尿病的主要缺陷。
[0004]强有力的证据已表明，人体肠道中的微生物是导致肥胖和相关胰岛素抵抗的关键环境因素，但并未见研究提到肠道菌群代谢物与胰岛素分泌的关系。特定的含有三甲胺(TMA)膳食营养成分，如磷脂酰胆碱、胆碱和肉碱，可被肠道微生物用作碳燃料来源。产生的废物是TMA，通过门静脉循环输送到肝脏，被宿主肝黄素单加氧酶3(FMO3)快速转化为TMAN-氧化物(TMAO)。在人的临床学样本中，血浆高TMAO水平与2型糖尿病是密切相关的，糖尿病小鼠也有更高的TMAO水平，但TMAO和FMO3与葡萄糖刺激胰岛素分泌之间的关系尚未报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3作为靶标在筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂中的应用。FMO3产生的肠道菌群代谢物TMAO可降低葡萄糖刺激的胰岛素分泌，因此，以FMO3作为治疗糖尿病药物的靶标，为糖尿病的治疗提供一条新思路，以减少葡萄糖刺激胰岛素分泌受损的β细胞。
[0006]本专利技术解决的另一个技术问题是提供肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3在制备筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂模型中的应用，具体在动物水平通过敲低db/db糖尿病小鼠的FMO3，降低TMAO水平，改善db/db糖尿病小鼠受损的胰岛功能。
[0007]为解决本专利技术的技术问题，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术技术方案的第一方面提供了肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3作为靶标在制备或筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂中的应用。以FMO3为靶标，通过抑制TMAO水平改善糖尿病小鼠的胰岛素分泌，以保护胰岛功能。
[0009]优选的是，所述的药物或生物制剂用于预防、缓解或治疗胰岛功能受损导致的疾病。
[0010]优选的是，所述的药物或生物制剂增加胰岛β细胞系Min6、小鼠原代胰岛以及人原代胰岛高糖刺激的胰岛素分泌。
[0011]优选的是，所述的药物或生物制剂改善小鼠糖耐量异常，增加小鼠葡萄糖刺激的胰岛素分泌。
[0012]优选的是，所述的药物或生物制剂增加高糖刺激的胞浆钙或葡萄糖代谢，促进胰岛素分泌。
[0013]本专利技术通过系统的研究发现：db/db糖尿病小鼠血浆中TMAO水平升高，产生TMAO的酶FMO3在肝脏和胰腺中都升高，db/db糖尿病小鼠血糖是明显升高的，糖耐量异常，葡萄糖刺激的胰岛素分泌降低。糖尿病人血清中TMAO也明显高于非糖尿病人，非酒精性脂肪肝和非酒精性肝炎病人肝脏中FMO3水平明显高于正常人。由此推测FMO3通过产生TMAO抑制了葡萄糖刺激的胰岛素分泌。而后在细胞水平上，TMAO处理胰岛β细胞系Min6，结果显示葡萄糖和精氨酸刺激的胰岛素分泌均明显降低，GLP-1刺激的胰岛素分泌没有变化，同时检测细胞活力证明TMAO对细胞是无毒性的，而经TMAO处理的小鼠原代胰岛和人原代胰岛，葡萄糖刺激的胰岛素分泌被明显抑制。在动物水平上，通过高胆碱饮食诱导使小鼠FMO3产生高水平的TMAO后，观察小鼠体重、进食量、糖耐量、胰岛素分泌情况等，结果发现FMO3产生的高水平TMAO可明显抑制小鼠的葡萄糖刺激胰岛素分泌。同时还发现，经TMAO处理的Min6细胞，静息态胞浆钙水平明显增加，高糖刺激的胞浆钙增加被明显抑制，静息态和高糖刺激的ROS水平均升高，从而降低胰岛素分泌；TMAO处理Min6细胞不改变葡萄糖摄取，但降低高糖刺激下ATP含量，增加高糖刺激下ADP/ATP，也抑制线粒体的氧化磷酸化，从而抑制胰岛素的分泌。
[0014]本专利技术技术方案的第二方面是提供肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3在制备筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂模型中的应用。
[0015]本专利技术发现db/db糖尿病小鼠通过腹腔注射反义核苷酸，敲低FMO3，使TMAO水平明显降低，观察小鼠体重、进食量、糖耐量、胰岛素分泌情况等，结果发现敲低FMO3使TMAO降低后可明显改善糖尿病小鼠的胰岛素分泌不足。
[0016]有益技术效果
[0017]本专利技术公开一种肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3为靶标在筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂中的应用。从细胞水平和动物水平上，发现升高FMO3的产物TMAO都能抑制高糖刺激的胰岛素分泌，此外，在db/db糖尿病小鼠中敲低FMO3从而降低其产物TMAO可改善胰岛素分泌不足，充分证明FMO3可以作为治疗糖尿病药物筛选过程中靶标，可减少现有药物治疗糖尿病时葡萄糖刺激胰岛素分泌受损的β细胞功能障碍，为糖尿病治疗提供一种新思路，这对于改变现有的药物不能保护β细胞、预防糖尿病的缺陷具有重要的现实意义。
[0018]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术正常(wt)和db/db小鼠肝脏和胰腺中FMO3mRNA水平；
[0021]图2为本专利技术9周正常(wt)和db/db小鼠血浆中TMAO浓度；
[0022]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肠道菌群代谢物TMAO的合成酶FMO3作为靶标在筛选防治胰岛功能损伤导致的疾病的药物或生物制剂中的应用。2.根据权利要求1的应用，其特征在于，所述的药物或生物制剂用于预防、缓解或治疗胰岛功能受损导致的疾病。3.根据权利要求2的应用，其特征在于，所述的胰岛功能受损导致的疾病包括：糖尿病，葡萄糖不耐性。4.根据权利要求1的应用，其特征在于，所述的药物或生物制剂增加胰岛β细胞系Min6、小...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平平，孔丽娟，赵其锦，姜茜，崔冰，柳星峰，马春晓，侯少聪，
申请(专利权)人：中国医学科学院药物研究所，
类型：发明
国别省市：