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(Glp1)-Apelin-13, human, bovine;Glp-Arg-Pro-Arg-Leu-Ser-His-Lys-Gly-Pro-Met-Pro-Phe

一、基础性质

  • 英文名称:(Glp¹)-Apelin-13, human, bovine;Glycylprolyl-Apelin-13 (human/bovine);Glp-Arg-Pro-Arg-Leu-Ser-His-Lys-Gly-Pro-Met-Pro-Phe
  • 中文名称:人 / 牛源(甘氨酰脯氨酸 ¹)-Apelin-13;环甘氨酰脯氨酸修饰人 / 牛 Apelin-13 十三肽
  • 单字母多肽序列:Glp-RPRLSHKGPMPPF
  • 三字母序列:H-Glycylprolyl-Arg-Pro-Arg-Leu-Ser-His-Lys-Gly-Pro-Met-Pro-Phe-OH(Glp 为环化结构,无游离氨基)
  • 等电点(pI):理论值 9.5-10.0
  • 分子量:约 1533.82 Da
  • 分子式:C69H108N22O16S
  • 外观与溶解性:白色至类白色粉末,纯度≥98%,易溶于水、PBS 缓冲液(pH 7.0-8.0),微溶于甲醇、乙醇,不溶于三氯甲烷、乙醚等非极性溶剂;水溶液在中性至弱碱性环境下无聚集,稳定性优异。
  • 稳定性:-20℃干燥避光条件下可保存 24 个月以上;水溶液中 4℃下可稳定 7 天以上,37℃生理条件下半衰期约 72 小时,显著长于天然 Apelin-13(半衰期约 2 小时);Glp 修饰可有效抵抗二肽基肽酶 Ⅳ(DPP-Ⅳ)的水解,提升体内代谢稳定性。
  • 结构式

二、核心生物活性与作用机理

1. 核心生物活性

(Glp¹)-Apelin-13 通过特异性激活 APJ 受体,发挥多重生理调控作用,核心活性如下:

  • 心血管保护作用:扩张血管、降低血压,改善心肌缺血再灌注损伤;促进心肌细胞存活与增殖,抑制心肌纤维化,延缓心力衰竭进展;调节血管内皮细胞功能,抑制动脉粥样硬化斑块形成。
  • 代谢调节作用:增强胰岛素敏感性,促进骨骼肌与脂肪细胞对葡萄糖的摄取,改善 2 型糖尿病患者的胰岛素抵抗;抑制食欲,减少食物摄入,辅助降低体重;调节脂肪代谢,促进白色脂肪褐变,增加能量消耗。
  • 中枢神经系统调控:促进下丘脑摄食中枢的信号传导,参与能量平衡调节;改善血脑屏障通透性,对缺血性脑损伤具有神经保护作用;调节中枢多巴胺能系统,参与情绪与行为的调控。
  • 肾脏功能调节:增加肾血流量,促进钠排泄,调节水盐平衡;抑制肾小管上皮细胞凋亡,减轻肾脏纤维化,延缓慢性肾脏病进展。

2. 作用机理

(Glp¹)-Apelin-13 的生物活性完全依赖于与APJ 受体的特异性结合,具体机制如下:

  1. 受体结合与信号启动:通过 N 端 Glp 修饰稳定的构象,与 APJ 受体胞外域的酸性氨基酸残基形成离子键,同时 C 端疏水氨基酸与受体疏水口袋结合,诱导受体发生构象变化;激活受体偶联的 Gαi 与 Gαq 蛋白,触发下游双重信号通路。
  2. 心血管保护机制:激活 Gαi 蛋白可抑制腺苷酸环化酶(AC)活性,降低细胞内 cAMP 水平,促进血管平滑肌细胞舒张,扩张血管降低血压;激活 Gαq 蛋白可激活磷脂酶 C(PLC),促进肌醇三磷酸(IP3)生成,增加心肌细胞内钙离子浓度,增强心肌收缩力;同时通过 PI3K/Akt 信号通路抑制心肌细胞凋亡,减少胶原沉积。
  3. 代谢调节机制:通过激活 APJ 受体,上调骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白 4(GLUT4)的表达与膜转位,促进葡萄糖摄取;在下丘脑通过抑制 AgRP/NPY 神经元活性,减少食欲信号传递;在脂肪组织中激活 AMPK 信号通路,促进白色脂肪褐变,增加产热。

三、应用领域与原理

1. 主要应用领域

  • 心血管疾病治疗研究:作为 APJ 受体激动剂,用于心力衰竭、高血压、心肌缺血等心血管疾病的治疗药物研发;通过改善心肌功能与血管内皮状态,探索心血管疾病的新型治疗策略。
  • 代谢性疾病研究:用于 2 型糖尿病、肥胖症的病理机制研究与药物筛选;通过增强胰岛素敏感性、抑制食欲,开发兼具降糖与减重功效的新型多肽药物。
  • 受体机制研究:作为高亲和力 APJ 受体探针,用于解析受体的结合位点、构象变化及下游信号通路;明确 APJ 受体与其他心血管、代谢相关受体的交互作用机制。
  • 靶向药物递送:通过荧光或放射性标记,构建 APJ 受体靶向探针,用于心血管疾病、肿瘤(部分肿瘤高表达 APJ 受体)的活体成像与靶向治疗研究。

2. 应用原理

  • 治疗应用原理:依托其高稳定性与强受体激动活性,延长体内作用时间,减少给药频率;通过激活 APJ 受体的双重信号通路,实现心血管保护与代谢调节的双重疗效,适用于合并糖尿病的心血管疾病患者。
  • 科研工具原理:利用其对 APJ 受体的高特异性与高亲和力,作为受体结合实验的标准配体,测定受体亲和力与药物抑制常数;通过化学修饰引入标记基团,实现对 APJ 受体在细胞、组织及活体水平的可视化追踪。

四、研究进展

  1. 长效制剂开发:通过对 (Glp¹)-Apelin-13 进行 PEG 化修饰,开发出半衰期延长至 7 天以上的长效衍生物;在心力衰竭大鼠模型中,每周给药 1 次即可显著改善心肌收缩功能,降低心肌纤维化程度,疗效优于天然 Apelin-13。
  2. 联合治疗策略优化:临床前研究证实,(Glp¹)-Apelin-13 与 GLP-1 受体激动剂(如艾塞那肽)联合使用,可协同改善 2 型糖尿病大鼠的胰岛素抵抗与心肌功能,降糖效果提升 40%,心肌缺血再灌注损伤减轻 50%,且无明显副作用。
  3. 肿瘤靶向应用探索:研究发现肺癌、乳腺癌等肿瘤组织高表达 APJ 受体,将 (Glp¹)-Apelin-13 与化疗药物(如阿霉素)偶联,构建靶向药物递送系统;在荷瘤小鼠模型中,药物可特异性富集于肿瘤组织,抑瘤率达 65%,且全身毒副作用显著降低。
  4. 中枢神经保护研究:最新研究显示,(Glp¹)-Apelin-13 可穿透血脑屏障,激活脑内 APJ 受体,抑制缺血性脑损伤后的炎症反应与氧化应激;在大鼠脑梗死模型中,静脉注射该多肽可显著缩小梗死面积,改善神经功能缺损评分。

五、相关案例分析

  1. 心力衰竭治疗案例:对 40 例心力衰竭大鼠模型给予 (Glp¹)-Apelin-13 皮下注射(10 μg/kg/d),连续治疗 4 周后,大鼠左心室射血分数从 35% 提升至 58%,心肌胶原容积分数降低 40%;同时,大鼠血清中脑钠肽(BNP,心力衰竭标志物)水平下降 55%,证实其对心力衰竭的显著治疗效果。
  2. 糖尿病胰岛素抵抗改善案例:在 2 型糖尿病小鼠模型中,腹腔注射 (Glp¹)-Apelin-13(5 μg/kg/d),连续治疗 8 周后,小鼠空腹血糖降低 30%,胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)下降 35%;骨骼肌组织中 GLUT4 蛋白表达水平提升 60%,证实其通过促进葡萄糖摄取改善胰岛素抵抗。
  3. 受体特异性验证案例:通过基因编辑技术构建 APJ 受体敲除小鼠模型,给予 (Glp¹)-Apelin-13 处理后,小鼠的血管扩张效应、葡萄糖摄取能力均无明显变化;而野生型小鼠给予相同剂量后,血压降低 15%,骨骼肌葡萄糖摄取增加 45%。该实验证实 (Glp¹)-Apelin-13 的生理活性完全依赖于 APJ 受体的激活。
http://www.jsqmd.com/news/134138/

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