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蛋白酪氨酸磷酸酶1 B（PTP1B）是调控机体多种代谢过程的关键因子,与疾病的发生发展密切相关。尤其是在2型糖尿病和肿瘤中,PTP1B发挥着重要作用,因此靶向PTP1B的抑制剂受到广泛关注。为了满足日益增多的糖尿病治疗需求,众多制药公司致力于PTP1B抑制剂的开发。然而,PTP1B抑制剂的开发却遇到诸多阻碍,如膜透过性差等,因此开发结构新颖,活性优,膜通透性好的新型PTP1B抑制剂至关重要。课题组在前期研究中,从松节藻中分离得到溴酚化合物BPN,体外酶活性检测发现BPN具有显著的PTP1B抑制活性,IC50为0.84μM。本研究发现,BPN具有良好的膜通透性,能够透过细胞膜进入肌管细胞,与PTP1B活性中心的Lys120,Asp48,Asp180三个氨基酸结合并靶向抑制PTP1B的活性。机制研究发现BPN能够在本底水平激活胰岛素信号通路,且能改善胰岛素抵抗,增强肌管细胞对胰岛素的敏感性,最终促进肌管细胞葡萄糖的吸收。PTP1B同样与肿瘤的发生发展密切相关,抑制PTP1B会抑制肿瘤的生长和转移。目前,原作为2型糖尿病候选药物的PTP1B抑制剂MSI-1436C现已转而用于治疗转移性乳腺癌并进入临床研究。可见,PTP1B抑制剂在肿瘤的治疗中也具有巨大潜力。胰腺癌是一种恶性程度极高的消化道肿瘤,目前尚无有效治疗方法,分子靶向治疗的可靠性敦促我们发现新的胰腺癌治疗靶点。鉴于糖尿病和肥胖是导致胰腺癌发生的两大因素,我们推断PTP1B可能参与胰腺癌的发展,但PTP1B在胰腺癌中的作用还不明确。在前期研究中,课题组以BPN为基础合成出一系列靶向抑制PTP1B的溴酚化合物,其中LXQ46表现出最显著的PTP1B抑制活性,因此,本研究使用LXQ46作为小分子探针研究了PTP1B作为胰腺癌治疗靶点的可行性。结果表明,PTP1B在胰腺癌组织中高表达并与胰腺癌远处转移和肿瘤分期呈正相关,与术后生存时间呈负相关。PTP1B表达缺失会导致胰腺癌细胞的生长减慢,周期阻滞和迁移抑制,体内实验表明PTP1B敲减能够抑制移植瘤的体内的成瘤和生长。反之,PTP1B过表达能够促进胰腺癌细胞的增殖和迁移。这些结果表明PTP1B在胰腺癌中起着促癌因子的作用,靶向抑制PTP1B活性可以起到抑癌作用。因此我们使用PTP1B特异性抑制剂LXQ46做进一步研究,发现LXQ46在体外能够显著抑制胰腺癌细胞的增殖、迁移及体内肿瘤的生长,进一步证明药物抑制PTP1B在裸鼠体内能达到良好的胰腺癌治疗效果,PTP1B有望成为胰腺癌治疗的新靶点。作用机制研究表明,PTP1B通过调控PKM2/AMPK/mTOC1信号通路调控胰腺癌的生长。无论是shRNA还是小分子抑制剂导致的PTP1B抑制都会通过增加PKM2的Tyr105的磷酸化致使其活性下降,从而导致AMPK活化,最终抑制mTOC1通路。同时,PKM2失活导致的PRAS40的磷酸化水平下降也会进一步抑制mTOC1的活性,抑制p70S6K。综上,本研究中我们以具有靶向PTP1B抑制活性的溴酚化合物为研究对象,研究了PTP1B抑制剂在糖尿病和胰腺癌中的作用及分子机制。一方面证明BPN作为一种以PTP1B为靶点的具有抗糖尿病潜力的药物具有进一步开发的前景,还可以为其他新型2型糖尿病药物的开发提供先导化合物;另一方面表明PTP1B作为一个潜在的胰腺癌早期诊断标志物,具有成为胰腺癌治疗靶点的潜力以及靶向PTP1B的抑制剂在胰腺癌治疗中的研究价值。以上结果证明了靶向PTP1B在糖尿病和胰腺癌治疗中的巨大潜力,为PTP1B抑制剂在这两种代谢性疾病治疗中的应用提供了研究基础和依据。