《Nature》：GLP-1R–GIPR–PPARα/γ/δ quintuple agonism corrects obesity and diabetes in mice
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近年来，改善肥胖相关代谢功能障碍的有效药物数量不断增加；GLP-1R（胰高血糖素样肽-1受体）–GIPR（葡萄糖依赖性促胰岛素多肽受体）共激动疗法在肥胖和2型糖尿病的管理中显示出疗效，而lanifibranor——一种PPARα、PPARγ和PPARδ的核作用
近年来，改善肥胖相关代谢功能障碍的有效药物数量不断增加；GLP-1R（胰高血糖素样肽-1受体）–GIPR（葡萄糖依赖性促胰岛素多肽受体）共激动疗法在肥胖和2型糖尿病的管理中显示出疗效，而lanifibranor——一种PPARα、PPARγ和PPARδ的核作用小分子三重激动剂——目前正处于治疗代谢功能障碍相关脂肪性肝炎的临床3期试验中。在此，为了进一步提高GLP-1R–GIPR共激动的代谢疗效，研究人员报道了一种单分子五重激动剂的开发，该激动剂通过将其靶向递送至表达GLP-1R和GIPR的细胞中，结合了GLP-1R–GIPR共激动的减重和降血糖效应与lanifibranor的胰岛素增敏及抗炎作用。在体外，GLP-1–GIP–lanifibranor在肠促胰岛素受体信号传导方面与GLP-1–GIP无异，并在分离的小鼠胰岛中显示出同等的刺激胰岛素分泌的能力。然而在体内，GLP-1–GIP–lanifibranor在肥胖和胰岛素抵抗小鼠中，通过肠促胰岛素和PPAR的协同作用，优于GLP-1R–GIPR共激动剂和司美格鲁肽，进一步降低了体重、食物摄入和高血糖。GLP-1–GIP–lanifibranor的代谢作用在GLP-1R、GIPR或PPARδ基因或药理学抑制的小鼠中减弱，并且在饮食诱导肥胖（DIO）的双肠促胰岛素受体敲除（DIR-KO）小鼠中消失，共同表明GLP-1–GIP–lanifibranor在治疗肥胖和糖尿病方面具有巨大的治疗价值。
该研究针对当前肥胖和2型糖尿病治疗中存在的挑战，即尽管GLP-1R–GIPR共激动剂（如替尔泊肽）和PPAR（过氧化物酶体增殖物激活受体）激动剂（如lanifibranor）已显示出显著疗效，但前者对部分患者效果有限，后者作为全身性核受体调节剂在高剂量下可能带来副作用。为此，研究人员旨在开发一种单分子五重激动剂（GLP-1–GIP–lanifibranor），通过将lanifibranor共价连接到GLP-1R–GIPR共激动剂骨架上，实现药物的靶向递送，以期结合两者的优势并提高治疗指数。研究结果表明，这种新型分子在饮食诱导肥胖（DIO）和遗传性肥胖（db/db）小鼠模型中，相较于GLP-1R–GIPR共激动剂、司美格鲁肽或lanifibranor单独或联合治疗，能更有效地减轻体重、抑制食欲、改善糖耐量和胰岛素敏感性，并改善肝脏和心血管健康，且无明显的肾脏毒性或致吐风险。该研究成果发表在《Nature》杂志上。
关键技术方法包括：构建单分子五重激动剂GLP-1–GIP–lanifibranor并进行体外受体信号通路和胰岛素分泌实验；利用HEK293T细胞系评估药物对PPAR靶基因的诱导作用；采用饮食诱导肥胖（DIO）、瘦素受体缺陷（db/db）及双肠促胰岛素受体敲除（DIR-KO）等多种基因修饰小鼠模型进行体内药效学评价；运用间接测热法评估能量代谢；通过高胰岛素-正葡萄糖钳夹技术评估胰岛素敏感性；利用批量RNA测序（RNA-seq）和蛋白质组学分析外周组织及中枢神经系统的分子变化；并结合组织病理学和免疫荧光染色进行安全性评估。
研究结果如下：
Development of GLP-1–GIP–Lani：研究人员开发了GLP-1–GIP–lanifibranor（简称GLP-1–GIP–Lani）。体外实验显示其与GLP-1–GIP在肠促胰岛素受体信号和胰岛素分泌方面等效，但在表达肠促胰岛素受体的细胞中能更有效地诱导PPAR靶基因。在DIO小鼠中，该分子在减重、减少摄食和改善葡萄糖耐受方面优于其母体分子。
Comparison with GLP-1–GIP and semaglutide：在DIO小鼠中，GLP-1–GIP–Lani在降低体重、脂肪量、摄食和空腹血糖方面优于司美格鲁肽和GLP-1–GIP。钳夹实验证实其能显著提高胰岛素敏感性，抑制内源性葡萄糖生成，并促进棕色脂肪组织（BAT）的葡萄糖摄取，而不影响能量消耗。
Transcriptomics in peripheral tissues：转录组学分析显示，GLP-1–GIP–Lani在肝脏、附睾白色脂肪组织（eWAT）和骨骼肌中诱导了大量差异表达基因，富集于细胞周期、胆固醇代谢、脂肪生成和氧化磷酸化等通路，表明其具有广泛的抗炎和代谢重塑作用。
Effects on adipose tissue：与罗格列酮不同，GLP-1–GIP–Lani不能诱导前脂肪细胞分化，但能促进成熟脂肪组织的葡萄糖摄取。该分子不引起BAT产热基因表达的变化，表明其降糖作用主要源于改善胰岛素敏感性和抑制炎症，而非增加能耗。
Assessment of drug safety：长期给药研究表明，GLP-1–GIP–Lani在有效减重的同时，未引起肾脏损伤、贫血或液体潴留。相反，它改善了心脏功能，降低了肝酶和肝脏甘油三酯含量，且组织病理学未发现明显病变。在db/db小鼠中也观察到了类似的优异疗效。
Drug effects in lean mice：在瘦小鼠中，虽然单次给药能诱导条件性味觉回避（CTA），但未引起体重下降或低血糖，表明其对正常体重个体具有潜在的安全性。
Effects in target receptor-knockout mice：在GLP-1R、GIPR或PPARδ被抑制或敲除的小鼠中，GLP-1–GIP–Lani的减重和降糖效果显著减弱或消失，证实了其作用依赖于完整的肠促胰岛素受体和PPARδ通路。
Comparison with weight-matched controls：通过与体重匹配的限食对照组比较，证实GLP-1–GIP–Lani的部分代谢获益独立于体重下降，单纯限制热量无法复现其改善葡萄糖代谢的效果。
Effects in GIPR transgenic mice：在脂肪组织特异性过表达GIPR的转基因小鼠中，GLP-1–GIP–Lani表现出更强的绝对减重效果，提示增强的GIPR活性可能贡献于其药效。
Acute peripheral proteomic effects：单次给药后的蛋白质组学分析显示，GLP-1–GIP–Lani在胰腺中诱导了显著的蛋白表达变化，而在eWAT、肝脏和肌肉中影响较小，表明其主要通过中枢或胰腺机制发挥作用。
Acute drug effects in the CNS：尽管GLP-1–GIP–Lani不能穿过血脑屏障，但其能诱导脑干和下丘脑的FOS活化和POMC神经元活动增强，并引起脑干蛋白质组的显著改变，揭示了其潜在的神经调控机制。
讨论部分总结指出，GLP-1–GIP–Lani作为一种单分子五重激动剂，成功地将GLP-1R/GIPR的减重降糖效应与PPARα/γ/δ的胰岛素增敏和抗炎特性相结合。其作用机制依赖于通过肠促胰岛素受体将lanifibranor靶向递送至特定细胞，使得所需剂量比单独使用lanifibranor降低了约6900倍，从而极大提高了治疗窗口和安全性。研究证实，该分子的卓越疗效是通过肠促胰岛素受体依赖的途径实现的，并能显著改善肝脏和心血管健康指标。尽管存在一些局限性，如对PPAR亚型具体作用位点的解析尚需深入，但这项工作为代谢疾病的治疗提供了一个极具潜力的新型药物策略。
