作为葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)的特异性受体,GIPR(Gastric Inhibitory Polypeptide Receptor)凭借其独特的生物学特性,正成为代谢疾病治疗领域的核心靶点。这个由466个氨基酸组成的七次跨膜G蛋白偶联受体(GPCR),通过激活Gs/cAMP信号通路调控胰岛素分泌,同时参与脂肪代谢和能量平衡调节。在GLP-1R、GIPR、GCGR三靶点协同治疗肥胖与糖尿病的趋势下,百普赛斯(ACROBiosystems)通过技术创新突破跨膜蛋白表达瓶颈,为药物研发提供关键工具,加速新一代代谢疾病治疗方案的落地。
一、GIPR的生物学功能:代谢网络的核心枢纽
GIPR在胰腺β细胞、脂肪组织、胃肠道及中枢神经系统中广泛表达,其核心功能体现在三大代谢调控层面:
-
血糖稳态调节:餐后小肠K细胞分泌的GIP与GIPR结合后,通过激活腺苷酸环化酶(AC)提升细胞内cAMP水平,促进胰岛素分泌。在高血糖状态下,GIPR信号可增强β细胞对葡萄糖的敏感性,使胰岛素分泌量提升3-5倍;而在低血糖时,GIPR通过刺激胰岛α细胞释放胰高血糖素,形成双向调节机制。
-
脂肪代谢调控:GIPR激活可促进脂肪组织血管扩张,提高脂蛋白脂肪酶(LPL)活性,加速血液中甘油三酯分解为脂肪酸供能。动物实验显示,GIPR敲除小鼠脂肪堆积减少42%,而GIPR过表达则导致脂肪合成增加31%。
-
能量平衡维持:GIPR通过下丘脑弓状核调控食欲中枢,抑制神经肽Y(NPY)表达,减少食物摄入量达18%。此外,GIPR信号还可增强棕色脂肪组织产热,使基础代谢率提升12%-15%。
二、百普赛斯技术突破:跨膜蛋白表达平台的革新
GIPR作为跨膜蛋白,其表达纯化曾是药物开发的核心瓶颈。传统大肠杆菌系统难以获得正确折叠的蛋白,而昆虫细胞或哺乳动物细胞表达成本高昂。百普赛斯通过三大技术平台推动研究进展:
-
病毒样颗粒(VLP)平台:将GIPR蛋白嵌入病毒样颗粒表面,使蛋白产量提升10倍,且保持天然构象。该平台已成功应用于GIPR-VLP疫苗开发,动物实验显示免疫原性提升3倍。
-
去垢剂技术平台:通过筛选200余种去垢剂组合,成功稳定GIPR跨膜结构域,使蛋白纯度达95%以上,活性保持时间延长至72小时。
-
纳米盘(Nanodisc)平台:利用磷脂双分子层纳米盘模拟细胞膜环境,使GIPR在无去垢剂条件下保持活性,适用于高通量筛选和结构生物学研究。
基于上述平台,百普赛斯开发出高纯度(>95%)、高活性(EC50<1 nM)的GIPR重组蛋白产品,包括:
-
Human GIPR (Luc) HEK293报告基因细胞株:通过荧光素酶报告系统实时监测GIPR信号通路激活,适用于药物活性测定及筛选。
-
Biotinylated Human GIPR Protein:生物素标记的GIPR蛋白,适用于SPR/BLI分子互作分析,结合亲和力达Kd=0.8 nM。
-
Human GIPR Overexpression Cell Line:稳定过表达GIPR的HEK293细胞系,用于GIPR功能研究和抗体筛选。
三、临床应用前景:从单靶点到多靶点协同治疗
(一)代谢疾病治疗
-
2型糖尿病:GIPR单靶点激动剂可降低糖化血红蛋白(HbA1c)0.8%-1.2%,但疗效有限。百普赛斯开发的GIPR/GLP-1R双靶点报告基因细胞株显示,双靶点协同激活可使胰岛素分泌量提升6倍,远超单靶点效果。
-
肥胖症:GIPR/GLP-1R/GCGR三靶点激动剂在临床前研究中展现惊人疗效:非人灵长类动物模型治疗12周后,体重下降19.3%,肝脏脂肪含量减少62.9%。百普赛斯提供的三靶点稳定细胞株为药物筛选提供关键工具。
-
非酒精性脂肪性肝炎(NASH):GIPR激动剂可减少肝脏脂肪变性43%,降低纤维化评分1.2级。百普赛斯的GIPR重组蛋白已用于NASH药物候选分子的功能验证。
(二)肿瘤免疫治疗
最新研究揭示,GIPR在肿瘤微环境中具有潜在调节作用。百普赛斯开发的GIPR抗体筛选平台发现,特定GIPR抗体可增强肿瘤浸润T细胞的活性,使肿瘤生长抑制率提升40%。
四、技术优势:从研发到临床的全流程支持
百普赛斯凭借以下技术优势,为GIPR靶点药物开发提供全流程解决方案:
-
高通量筛选平台:基于报告基因细胞株和自动化检测系统,可实现每日筛选10,000个化合物,加速先导化合物发现。
-
结构生物学支持:利用冷冻电镜和X射线晶体学技术,解析GIPR与配体复合物结构,为理性药物设计提供依据。
-
GMP级生产能力:苏州GMP生产基地通过ISO 9001和GMP双认证,可提供临床级GIPR蛋白原料,支持药物IND申报和商业化生产。
-
全球供应链网络:依托中美欧三地研发中心和12个物流中心,确保产品快速交付,支持全球临床试验同步开展。
五、未来展望:从代谢调控到精准医疗
随着单细胞测序和空间组学技术的进步,GIPR的细胞类型特异性功能图谱正在完善。百普赛斯正开发基于GIPR的类器官模型,用于个性化药物筛选和疾病机制研究。例如,利用患者来源的肠道类器官,可评估GIPR激动剂对胰岛素分泌和脂肪代谢的个体化影响,为精准医疗提供新工具。
预计到2030年,全球GIPR靶点药物市场规模将突破200亿美元。百普赛斯将持续创新,推动GIPR从基础研究向临床应用转化,为代谢疾病患者带来革命性治疗方案。
