GLP-1(7-37)

Khi đường huyết tăng cao, sản phẩm sẽ liên kết với GLP-1R trên bề mặt tế bào tuyến tụy, kích hoạt con đường cAMP/PKA nội bào. Điều này dẫn đến sự phosphoryl hóa thụ thể sulfonylurea SUR1 và kênh kali Kir6.2 điều chỉnh hướng vào trong, gây đóng kênh kali, khử cực màng huyết tương và mở các kênh canxi phụ thuộc vào điện áp. Dòng canxi cuối cùng thúc đẩy quá trình xuất bào của hạt insulin. Tác dụng này hoàn toàn phụ thuộc vào glucose và yếu ở mức đường huyết bình thường, ngăn ngừa hạ đường huyết một cách cơ học-là một lợi thế chính so với các thuốc điều trị đái tháo đường thông thường.

Sản phẩm kích hoạt con đường cAMP/PKA trong tế bào tuyến tụy, ức chế tổng hợp và bài tiết glucagon, làm giảm quá trình phân hủy glycogen và tân tạo glucose ở gan, đồng thời làm giảm sản lượng glucose ở gan, từ đó hỗ trợ thêm cho việc kiểm soát đường huyết. Điều này tạo thành một vòng hạ đường huyết kép "tăng cường insulin và ức chế glucagon". Các nghiên cứu chỉ ra rằng con đường này làm giảm bài tiết glucagon từ 50%–65%, cải thiện đáng kể tình trạng rối loạn chuyển hóa glucose ở gan.

Sản phẩm tác động lên GLP-1R ở cơ trơn đường tiêu hóa và các đầu dây thần kinh ruột, làm chậm quá trình làm rỗng dạ dày và nhu động ruột, làm giảm tốc độ hấp thu glucose từ thức ăn và ngăn ngừa tình trạng đường huyết tăng đột ngột sau bữa ăn. Tín hiệu được truyền qua dây thần kinh phế vị đến nhân vòng cung vùng dưới đồi, kích hoạt tế bào thần kinh POMC liên quan đến cảm giác no và ức chế tế bào thần kinh AgRP thúc đẩy cơn đói, giảm lượng thức ăn ăn vào từ 18%–30% và tăng cường cảm giác no.

Phơi nhiễm lâu dài sẽ thúc đẩy sự tăng sinh tế bào tuyến tụy, ức chế quá trình tự hủy của tế bào, tăng khối lượng tế bào lên khoảng 25% và cải thiện dự trữ chức năng của đảo tụy. Nó cũng cải thiện tình trạng kháng insulin, giảm trọng lượng cơ thể và tối ưu hóa thành phần lipid (giảm chất béo trung tính và cholesterol lipoprotein mật độ thấp), cải thiện toàn diện các chỉ số cốt lõi của hội chứng chuyển hóa.

Sản phẩm làm giảm nguy cơ tim mạch bằng cách cải thiện chức năng nội mô mạch máu, ức chế phản ứng viêm, điều hòa chuyển hóa tế bào cơ tim và làm giảm tổn thương tái tưới máu do thiếu máu cục bộ cơ tim. Nó thúc đẩy sản xuất oxit nitric, ức chế sự hình thành mảng xơ vữa động mạch và giúp giảm tỷ lệ mắc các kết quả bất lợi như nhồi máu cơ tim và suy tim.

GLP-1R được phân bố rộng rãi trong não. Sản phẩm cải thiện chức năng nhận thức và vận động ở mô hình động vật mắc bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson thông qua cơ chế chống viêm, chống oxy hóa, chống apoptotic và tăng cường độ dẻo của khớp thần kinh. Tác dụng của nó liên quan đến việc giảm sự lắng đọng amyloid A, ức chế quá trình tăng phospho tau và tăng biểu hiện yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não (BDNF), mang lại hướng đi mới để can thiệp vào các bệnh thoái hóa thần kinh.

Miền chức năng đầu cuối N của nó là mô típ chính được GLP-1R công nhận và ràng buộc. Nó tương tác đặc biệt với miền ngoại bào của thụ thể, tạo ra sự chuyển đổi về hình dạng của GLP-1R từ trạng thái nghỉ sang trạng thái hoạt động. GLP-1R là một thụ thể kết hợp với protein loại BG được biểu hiện rộng rãi trong các mô bao gồm đảo tụy, đường tiêu hóa, hệ thần kinh trung ương và hệ tim mạch, tạo cơ sở cho sự điều hòa đa mô của nó.

Sau sự thay đổi về hình dạng của thụ thể, tiểu đơn vị G được ghép nối nội bào được kích hoạt. G phân ly liên kết với adenylate cyclase (AC), tăng cường rõ rệt hoạt động xúc tác của nó và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi ATP thành adenosine monophosphate tuần hoàn (cAMP), dẫn đến tăng nhanh nồng độ cAMP nội bào và bắt đầu các tầng tín hiệu xuôi dòng.

CAMP tăng cao kích hoạt protein kinase A (PKA), điều chỉnh các kênh ion và các protein liên quan đến bài tiết trong tế bào tuyến tụy thông qua quá trình phosphoryl hóa. Trong tế bào, PKA phosphoryl hóa các kênh canxi loại L để thúc đẩy dòng Ca2⁺ đi vào và kích hoạt quá trình xuất bào insulin; nó cũng phosphoryl hóa yếu tố phiên mã CREB, điều hòa tăng cường biểu hiện gen insulin (INS) và PDX-1 để tăng cường tổng hợp và dự trữ insulin. Trong tế bào, PKA ức chế tín hiệu cAMP và dòng Ca2⁺, làm giảm bài tiết glucagon và đạt được kiểm soát đường huyết hai chiều.

Nó cũng điều chỉnh độc lập các chức năng của tế bào thông qua protein trao đổi được kích hoạt trực tiếp bằng con đường cAMP (Epac). Là một tác nhân tác động cAMP độc lập với PKA, Epac điều chỉnh sự tăng sinh tế bào và quá trình chết theo chương trình, nhu động đường tiêu hóa và độ dẻo của khớp thần kinh trung tâm. Trong tế bào tụy, con đường Epac hiệp đồng tăng cường tiết insulin và ổn định chức năng tế bào. Trong hệ thống thần kinh trung ương, nó tham gia vào việc ức chế sự thèm ăn và điều hòa nhận thức, mở rộng mạng lưới điều hòa sinh lý của nó.

Nó ổn định trong môi trường axit và có khả năng chống thủy phân liên kết peptide trong phạm vi pH 2,0–6,0, nhưng dễ bị phân hủy trong điều kiện kiềm (pH > 8,0); do đó, pH đệm phải được kiểm soát trong quá trình chuẩn bị thí nghiệm. Nó cũng dễ bị phân hủy protein, đặc biệt là bởi dipeptidyl peptidase-4 (DPP-4), chất này cắt đứt liên kết peptide N-terminal His-Ala và hủy bỏ hoạt tính sinh học. Phải tránh ô nhiễm protease trong môi trường thử nghiệm.

7-37-Glucagon-likepeptide hòa tan tự do trong nước, với khả năng hòa tan tối ưu trong dung dịch đệm có độ pH từ 5,0–7,0 (dung dịch muối đệm phốt phát, dung dịch đệm Tris‑HCl). Nó hòa tan một phần trong các dung môi hữu cơ phân cực như metanol và etanol và gần như không hòa tan trong các dung môi không phân cực bao gồm n-hexan và cloroform. Nên sử dụng dung dịch đệm chứa nước để chuẩn bị dung dịch để tránh dung môi không phân cực.

Dạng rắn

Bảo quản trong bao bì kín ở -20 độ hoặc -80 độ trong bóng tối, tránh lấy đi nhiều lần khỏi môi trường có nhiệt độ thấp (dao động nhiệt độ có thể gây ra sự hấp thụ và suy giảm độ ẩm). Khi chưa mở và bảo quản đúng cách, thời hạn sử dụng thường là 12–24 tháng (tùy theo nhà cung cấp; một số công thức có thể ổn định đến 3 năm). Vận chuyển ngắn hạn ở nhiệt độ phòng trước khi thí nghiệm không ảnh hưởng đến độ ổn định.

Mẫu giải pháp

Chuẩn bị dung dịch ngay trước khi sử dụng để tránh bảo quản lâu. Để bảo quản trong thời gian ngắn, chia thành các thể tích nhỏ (để tránh chu kỳ đóng băng-tan băng lặp đi lặp lại, gây ra sự kết tụ và phân hủy polypeptide), thêm 0,02% natri azide hoặc chất ức chế DPP-4 và bảo quản ở -80 độ trong thời gian không quá 1 tháng. Dung dịch bảo quản ở nhiệt độ 4 độ chỉ ổn định trong 1–2 ngày; kỹ thuật vô trùng nghiêm ngặt là cần thiết để ngăn ngừa ô nhiễm vi sinh vật có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.

7-37-Glucagon-likepeptide là cơ sở phát triển cho các chất chủ vận thụ thể GLP-1 bom tấn bao gồm semaglutide, liraglutide và dulaglutide. Những thuốc này chống lại sự phân hủy DPP-4 thông qua việc điều chỉnh cấu trúc (ví dụ, liên hợp chuỗi bên axit béo), kéo dài thời gian bán hủy của chúng đến vài ngày hoặc một tuần trong khi vẫn giữ được đặc tính hạ đường huyết phụ thuộc glucose của peptide 7-37-Glucagon-like tự nhiên. Về mặt lâm sàng, chúng làm giảm đáng kể HbA1c và glucose sau bữa ăn ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2, cải thiện chức năng tế bào và có nguy cơ hạ đường huyết cực kỳ thấp, trở thành lựa chọn hàng đầu trong điều trị bệnh tiểu đường tuýp 2.

Dựa trên tác dụng sinh lý của việc ức chế sự thèm ăn, làm chậm quá trình làm rỗng dạ dày và tăng tiêu hao năng lượng,GLP‑1 (7‑37)Các mục tiêu liên quan là trọng tâm của việc điều trị bệnh béo phì. Nghiên cứu hiện tại khám phá thêm tác dụng hiệp đồng với các mục tiêu trao đổi chất khác, tập trung vào chất chủ vận kép hoặc ba chất chủ vận nhắm vào thụ thể GIP và glucagon (ví dụ, tirzepatide). Bằng cách tích hợp nhiều con đường trao đổi chất, các tác nhân này tăng cường đáng kể việc giảm cân và cải thiện các dấu hiệu trao đổi chất như lipid và chu vi vòng eo, đưa ra các chiến lược mới cho bệnh béo phì và hội chứng chuyển hóa.

Các nghiên cứu trên động vật xác nhận rằng nó cải thiện chức năng nhận thức và vận động trong các mô hình bệnh Alzheimer và Parkinson. Các cơ chế bảo vệ thần kinh bao gồm ức chế viêm thần kinh, giảm căng thẳng oxy hóa, ức chế quá trình apoptosis của tế bào thần kinh, tăng cường độ dẻo của khớp thần kinh và giảm sự lắng đọng A và phosphoryl hóa tau. Nghiên cứu liên quan hiện đang ở giai đoạn tiền lâm sàng, với nhiều thử nghiệm lâm sàng đang được tiến hành để đánh giá tiềm năng điều trị của chất chủ vận thụ thể GLP-1 đối với các bệnh thoái hóa thần kinh, có khả năng mở ra những con đường can thiệp phi truyền thống.

Tác dụng bảo vệ tim mạch của nó đã trở thành trọng tâm nghiên cứu về bệnh tim mạch chuyển hóa. Các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy nó cải thiện chức năng nội mô, ức chế quá trình apoptosis của tế bào cơ tim, làm giảm tổn thương tái tưới máu do thiếu máu cục bộ cơ tim và điều hòa huyết áp và lipid. Nhiều thử nghiệm về kết quả tim mạch xác nhận rằng chất chủ vận thụ thể GLP-1 làm giảm các biến cố tim mạch (nhồi máu cơ tim, đột quỵ) ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2. Nghiên cứu đang tiến hành đang mổ xẻ các cơ chế phân tử của các hoạt động tim mạch trực tiếp của nó, xác định giá trị của nó trong việc quản lý tổng hợp các bệnh lý tim mạch đi kèm và thúc đẩy việc mở rộng nhãn.