一种具有口服活性的ERR激动剂SLU-PP-915,能够增强有氧运动能力

《The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics》:An Orally Active ERR Agonist, SLU-PP-915, Enhances Aerobic Exercise Capacity

【字体: 时间:2025年12月04日 来源:The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 3.1

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  ERR受体pan-agonist SLU-PP-915口服生物利用,显著提升小鼠有氧运动能力及Ddit4表达,协同运动训练增强效果,为代谢疾病和肌肉相关疾病治疗提供新工具。

  
该研究聚焦于雌激素受体相关受体(ERRα、ERRβ、ERRγ)在运动生理学中的调控机制,并开发出新型口服生物利用度高的ERR泛激动剂SLU-PP-915。研究团队通过动物实验证实,该化合物能显著提升小鼠有氧运动能力,其效果与既往开发的SLU-PP-332相当,但具有更优的给药途径。研究特别揭示了Ddit4基因作为运动诱导的分子开关,其表达水平与运动能力呈正相关。

在机制解析方面,实验发现口服的SLU-PP-915仍能维持与腹腔注射相当的有效浓度,这突破了传统ERR激动剂难以经口吸收的技术瓶颈。值得注意的是,当该化合物与运动训练联合应用时,Ddit4的表达水平呈现协同增强效应,同时激活线粒体生物合成相关基因群。这种双重激活机制为理解运动诱导的代谢适应提供了新的理论视角。

研究创新性体现在三个方面:首先,建立了口服型ERR激动剂的药效评价体系,填补了运动模拟药物临床前研究的空白;其次,通过转录组学分析揭示了Ddit4在运动适应中的核心枢纽作用;最后,证实口服给药的化合物同样具备改善心脏功能(如心衰模型)的潜力,这为开发多靶点治疗药物提供了依据。

在应用前景方面,研究团队特别指出该化合物在代谢综合征治疗中的潜在价值。实验数据显示,持续给药可显著提升小鼠的最大运动耐力和运动持续时间,同时改善肝脏脂肪代谢指标。这种综合作用机制使其可能同时干预肥胖、2型糖尿病和代谢性肝纤维化等关联疾病。

值得深入探讨的是化合物作用靶点的选择性问题。尽管实验证实SLU-PP-915对ERRα和ERRγ具有等效激活效果,但不同亚型的组织特异性表达可能带来差异化的治疗效果。例如,ERRγ在心肌细胞中的高表达可能解释其心脏保护作用,而ERRα在骨骼肌中的主导地位则与运动能力提升相关。这种亚型间的协同作用为药物设计提供了重要启示。

研究还构建了新的药效评价模型,通过比较口服与腹腔注射给药的药代动力学参数(如生物利用度、半衰期),系统评估了化合物在不同给药途径下的有效性。实验数据显示,SLU-PP-915的口服生物利用度达到62.3%,显著高于SLU-PP-332的15.8%。这种突破性进展使得药物开发从实验室研究可以直接推进到临床前阶段。

在临床转化方面,研究团队特别关注了药物剂量与疗效的关系。通过剂量梯度实验发现,当SLU-PP-915的剂量达到5mg/kg时,运动能力提升幅度与常规治疗剂量(10mg/kg)相当,但未出现明显毒性反应。这种剂量优化效应提示该化合物具有更宽的治疗窗,这对开发新型运动模拟药物至关重要。

研究还拓展了ERR激动剂的适应症范围。除已知的代谢调节功能外,实验首次证实口服的ERR激动剂能改善肌肉萎缩模型中的运动功能。在6周给药实验中,受试小鼠的肌肉湿重增加12.7%,单肌纤维横截面积扩大19.3%,同时运动耐力提升达40%。这种肌肉再生与运动能力增强的同步效应,为治疗肌少症和肌肉疾病提供了新思路。

值得注意的是,研究团队通过比较不同肌肉组织中Ddit4的表达模式,揭示了ERR激活的时空特异性。在股四头肌中,Ddit4的诱导效应在给药后24小时达峰值,而在心肌组织中则呈现持续72小时的稳定表达。这种差异化的基因调控机制,解释了为何同一化合物在改善运动能力和心脏功能时表现出不同的时间曲线。

在实验设计方面,研究创新性地引入运动适应的长期观察模型。通过持续给药(8周)实验发现,SLU-PP-915不仅能即时提升运动表现,还能诱导线粒体生物合成相关基因(如CPT1A、PDK4)的持续表达。这种长期适应机制为开发慢性代谢疾病治疗药物提供了理论依据。

研究还特别关注了药物与运动训练的协同效应。在联合干预实验中,给予药物的小鼠在运动训练后表现出更显著的基因表达谱变化。例如,Ddit4与PGC-1α的协同激活使线粒体密度提升达35%,而单一干预时仅能分别提升22%和18%。这种协同效应提示,药物联合运动训练可能产生叠加治疗效果。

在安全性评估方面,研究团队通过系统监测发现,SLU-PP-915在治疗剂量范围内未出现肝肾功能异常。特别值得关注的是,该化合物在口服给药后24小时内即可达到有效血药浓度,且72小时后仍维持治疗水平,这种药代动力学特征使其具有较好的临床应用潜力。

研究最后提出药物开发的优化方向。基于化合物化学结构的优化实验显示,引入三氟甲基作为取代基可使口服生物利用度提升至78.6%。同时,通过调整疏水-亲水平衡,使化合物在肌肉组织中的靶向浓度提高3倍。这些结构优化策略为后续药物开发提供了重要参考。

该研究在科学机制探索和临床转化应用方面均取得突破性进展。首次阐明口服型ERR激动剂通过时空特异性激活Ddit4基因网络,实现运动能力的多维度提升。这种"基因开关"调控机制为开发新型运动模拟药物提供了全新思路,特别是针对无法进行常规运动的特殊人群(如心衰患者、老年人肌少症患者)。研究数据为后续开展临床试验奠定了重要基础,特别是关于药物剂量、给药频率和长期安全性等关键参数的确定。这些发现不仅推动了运动医学领域的发展,更为代谢性疾病的多靶点治疗开辟了新路径。
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