Denosumab biosimilar(Eden Biologics)

肥胖与2型糖尿病（T2D）等 cardiometabolic 疾病已成为全球公共卫生危机，全球超3.8亿人同时受肥胖与T2D困扰。现有治疗方案多依赖多靶点药物共轭，且缺乏安全有效的能量消耗调控手段——GLP-1受体激动剂等药物在糖尿病患者中减重疗效显著下降，而传统能量消耗激活剂（如β受体激动剂）存在心血管安全风险。近日，一项发表于《Nature》的研究带来革命性突破：神经激肽2受体（NK2R）被证实是调控能量稳态的核心单靶点，其选择性长效激动剂可同时实现中枢食欲抑制与外周能量消耗提升，在小鼠和糖尿病肥胖猕猴模型中均显著改善体重、血糖及胰岛素抵抗，为代谢疾病治疗提供了全新范式。一、研究背景 代谢疾病的理想治疗策略需同时解决“摄入过多”与“消耗不足”两大核心问题，但当前药物开发面临多重困境： 单靶点药物难以兼顾双向调控，多靶点共轭药物（如GLP-1/GIP/胰高血糖素三重激动剂）研发复杂，且可能伴随副作用叠加； GLP-1受体激动剂在合并T2D的肥胖患者中减重效果削弱，无法满足该群体的核心需求； 能量消耗调控靶点（如胰高血糖素受体）存在心率升高、肝糖异生增强等安全隐患，限制临床应用； 人口基础代谢率持续下降，进一步加剧肥胖与糖尿病流行，亟需安全的能量消耗激活工具。 G蛋白偶联受体（GPCRs）因细胞选择性强、易成药，成为代谢疾病药物研发的核心方向。研究团队通过人类遗传数据筛选发现，NK2R（ tachykinin receptor 2, TACR2）与血糖控制（糖化血红蛋白HbA1c）密切相关，但其内源性配体神经激肽A（NKA）半衰期短（分钟级）且缺乏受体特异性，无法直接开发为药物。因此，解析NK2R的代谢调控机制、开发高选择性长效激动剂，成为突破代谢疾病治疗瓶颈的关键。二、核心研究内容 研究团队通过人类遗传关联分析、药物化学改造、动物模型验证及机制解析，系统揭示NK2R的治疗潜力，核心成果包括： 人类遗传证据证实NK2R与代谢健康密切相关：NK2R的功能缺失突变（I23T、R323H）与HbA1c升高显著关联，而 Greenland 人群中NK2R高表达变异（rs139900276）与BMI、体脂率降低相关； 开发首个高选择性长效NK2R激动剂：通过结构改造（替换氨基酸残基+长链脂肪酸修饰），获得EB1002等化合物，对NK2R的选择性显著高于NK1R/NK3R，半衰期延长至10.3小时，支持每周一次给药； 双向调控能量稳态：NK2R激动剂可同时激活棕色脂肪组织（BAT）和骨骼肌的能量消耗（提升氧耗与脂肪酸氧化），并通过中枢神经系统非厌恶性抑制食欲，且不依赖瘦素信号通路； 多维度改善代谢指标：在饮食诱导肥胖（DIO）小鼠中，显著降低体重、白色脂肪量，提升胰岛素敏感性；在糖尿病肥胖猕猴中，持续降低体重、血糖、甘油三酯及胆固醇，逆转胰岛素抵抗； 机制明确且安全性优异：激动剂通过激活Gq信号通路，调控肝脏、骨骼肌、脂肪组织的胰岛素信号，无明显肝毒性或心血管副作用，高剂量下仅出现短暂轻度腹泻。结合Figure解析关键结果Figure 1：NK2R与代谢健康的遗传关联及初步功能验证 本图通过人类遗传数据与动物实验，确立NK2R的代谢调控地位： 1a：381个非嗅觉GPCR基因座与HbA1c的关联强度排名，NK2R所在区域关联最为显著，远超GIPR、GLP1R等已知代谢靶点； 1b：NK2R功能缺失突变的体外与临床关联验证，左图显示I23T、R323H突变显著降低Gq信号（3H-肌醇掺入实验），右图证实这些突变与人类HbA1c升高相关（I23T：MAF=23.6%，P=1.5×10⁻²³；R323H：MAF=0.1%，P=0.0003）； 1c：转录组全关联分析（TWAS），伏隔核（ACB）中NK2R表达升高与HbA1c降低显著相关（校正BMI后仍显著），而邻近的HK1、TSPAN15基因无此关联，证实NK2R的独立调控作用； 1d-e：Greenland 人群遗传分析，NK2R 5'UTR变异rs139900276与BMI、体脂率等肥胖指标显著负相关（d），且该变异携带者的NK2R表达量显著更高（e），提示NK2R表达与肥胖呈负相关； 1f-l：内源性配体NKA的初步功能验证，NKA皮下注射（每日两次）在DIO小鼠中显著提升氧耗（h）、降低食物摄入（i）与体重（j）、减少白色脂肪量（k），并改善胰岛素耐受性（l），但半衰期短（f）限制其应用； 1m-r：长效肽EB0014（NKA+C16GG修饰）的优化效果，半衰期延长至小时级（m），每日注射可剂量依赖性降低DIO小鼠体重（q），且减重主要源于脂肪量减少（r）。Figure 2：高选择性长效NK2R激动剂的开发与核心功能验证 本图聚焦药物化学改造与激动剂的代谢调控功能： 2a：速激肽受体家族信号示意图，内源性配体SP、NKA、NKB对NK1R/NK2R/NK3R无选择性，NKA对三者激活 potency相近； 2b：NK2R选择性激动剂的结构改造流程，通过截断NKA（4-10）片段、替换Phe6为Tyr（F6Y）获得选择性，再通过C18DOGG长链修饰延长半衰期，最终得到EB1002（S5K/F6Y/L9mL/M10Mox）； 2c：人类速激肽受体选择性验证，EB1002对NK2R的激活活性（EC₅₀）显著低于NK1R/NK3R，选择性达百倍以上； 2d：药物代谢动力学，EB1002在小鼠体内半衰期达10.3小时，显著长于EB1001（5.5小时）； 2e-k：急性代谢效应验证，单次注射EB1002在DIO小鼠中显著提升氧耗（f）、脂肪酸氧化（g）、核心体温（h），降低食物摄入（i）与呼吸交换比（RER，j），最终实现体重下降（k），且不影响体力活动； 2l-r：特异性验证，NK2R拮抗剂Saredutant可完全阻断EB1002的代谢调控效应（氧耗、脂肪酸氧化、体重等指标均恢复至对照组水平），证实效应依赖NK2R； 2s-w：血糖调控机制，EB1002单次注射可改善DIO小鼠葡萄糖耐受性（s-t），高胰岛素-正糖钳夹实验显示，其显著提升葡萄糖输注率（GIR，v）和白色脂肪组织葡萄糖摄取（w），证实胰岛素敏感性增强。Figure 3：重复给药的长期疗效与安全性验证 本图展示NK2R激动剂的长期治疗潜力与安全性： 3a-b：DIO小鼠重复给药效果，每日注射EB1002可持续降低体重（a），且减重效果与每日给药相当（a插图），食物摄入的抑制作用主要集中在治疗初期（b）； 3c：停药后体重反弹与再给药响应，停药后小鼠体重逐渐回升，但再次注射EB1002仍可诱导显著减重（10-15%），证实无长期脱敏； 3d-f：安全性评估，CD-1小鼠剂量递增至7500 nmol/kg（有效剂量的20倍），血清肝酶（ALT/AST）无显著升高（d），组织病理学检查未发现异常（e-f），仅高剂量下出现短暂轻度腹泻； 3g-i：肥胖糖尿病猕猴模型验证，EB1002治疗12周后，猕猴体重（g）、空腹血糖（h）、糖化血红蛋白（i）均显著降低，且胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）改善，无明显副作用。Figure 4：NK2R调控能量稳态的核心机制 本图解析NK2R激动剂的双向调控机制： 4a-c：中枢食欲抑制机制，EB1002可激活下丘脑食欲调控区域（ARC）的神经元活动（a），显著降低摄食相关基因（Npy、Agrp）表达（b），且摄食抑制效应不伴随厌恶反应（c，条件性位置偏好实验）； 4d-f：外周能量消耗激活，EB1002显著提升棕色脂肪组织（BAT）的UCP1表达（d）和线粒体呼吸链活性（e），同时增强骨骼肌的脂肪酸氧化相关基因（Ppargc1a、Cpt1b）表达（f），证实产热功能激活； 4g-i：胰岛素敏感性改善机制，EB1002急性处理可增强肝脏、骨骼肌、BAT的胰岛素诱导AKT磷酸化（g-h），促进葡萄糖转运体GLUT4在脂肪细胞膜上的定位（i），加速葡萄糖摄取与代谢。三、实验及分析方法流程总结 本研究采用“遗传筛选→药物开发→功能验证→机制解析”的系统流程，核心方法如下：1. 人类遗传关联分析 数据来源：整合T2D-KP数据库（350+研究）、UK Biobank、Greenland 人群队列及438,069人欧洲裔HbA1c荟萃分析数据； 筛选方法：排名381个非嗅觉GPCR基因座与HbA1c的关联强度，通过CARMA软件精细定位候选因果变异，PrediXcan进行转录组全关联分析（TWAS）； 变异功能验证：体外表达NK2R功能缺失突变体（I23T、R323H等），通过3H-肌醇掺入实验检测Gq信号活性。2. 药物化学改造与优化 先导化合物设计：以NKA（4-10）片段为基础，替换Phe6为Tyr获得NK2R选择性，引入Mox残基保留氢键结合能力； 长效化修饰：分别采用C16GG（利拉鲁肽侧链）和C18DOGG（司美格鲁肽侧链）进行长链脂肪酸修饰，通过白蛋白结合延长半衰期； 选择性验证：在小鼠和人类速激肽受体（NK1R/NK2R/NK3R）上检测激动剂的激活活性，确保NK2R选择性。3. 动物模型与代谢表型检测 小鼠模型： 饮食诱导肥胖（DIO）小鼠：评估体重、食物摄入、氧耗、RER、核心体温等代谢指标； 基因敲除小鼠（Nk2r⁻/⁻）：验证激动剂效应的受体特异性； 正常饮食小鼠：通过高胰岛素-正糖钳夹实验检测胰岛素敏感性； 非人灵长类模型：肥胖糖尿病猕猴（空腹血糖>7.0 mM，HbA1c>6.5%），连续12周给药，监测体重、血糖、血脂及胰岛素抵抗指标； 检测技术：间接测热法（氧耗/二氧化碳产生）、代谢笼监测、葡萄糖/胰岛素耐受试验、组织病理学分析、Western blot检测信号通路激活。4. 机制解析实验 中枢机制：下丘脑神经元电生理记录、摄食相关基因表达定量、条件性位置偏好实验； 外周机制：棕色脂肪组织线粒体活性检测、骨骼肌脂肪酸氧化速率测定、胰岛素信号通路（AKT/GLUT4）激活验证； 细胞实验：原代脂肪细胞、骨骼肌细胞培养，检测葡萄糖摄取与代谢相关基因表达。四、论文结论及展望核心结论 单靶点实现双向调控：NK2R是首个被证实可同时调控食欲抑制与能量消耗的单靶点，其激动剂无需多靶点共轭，即可解决代谢疾病的核心病理环节； 遗传证据支撑治疗潜力：人类NK2R功能缺失突变与血糖升高相关，高表达变异与肥胖指标降低相关，从遗传层面证实NK2R激活的治疗合理性； 药物优化突破成药瓶颈：EB1002等选择性长效激动剂半衰期延长至10小时以上，对NK2R选择性显著高于其他速激肽受体，安全性优异，支持每周一次给药； 跨物种疗效一致：在DIO小鼠中显著减重、改善胰岛素敏感性，在糖尿病肥胖猕猴中有效降低体重、血糖及血脂，逆转胰岛素抵抗，为临床转化奠定基础； 机制明确且无明显副作用：通过中枢调控食欲、外周激活产热与胰岛素信号，无肝毒性、心血管风险，仅高剂量下出现短暂轻度腹泻。研究展望 推进临床转化：开展Ⅰ/Ⅱ期临床试验，评估NK2R激动剂在肥胖与T2D患者中的安全性、耐受性及疗效，重点关注合并T2D人群的减重与血糖控制效果； 优化给药方案：基于长效化修饰经验，进一步提升药物半衰期，开发每周一次或每月一次的制剂，提高患者依从性； 深化机制研究：明确NK2R在中枢与外周的具体表达细胞类型，解析其与瘦素、胰岛素等代谢激素的交互作用，为联合治疗提供依据； 拓展适应症：探索NK2R激动剂在非酒精性脂肪肝（NAFLD）、代谢综合征等相关疾病中的治疗潜力； 开发第二代药物：基于NK2R结构，设计小分子激动剂，克服肽类药物的口服生物利用度局限，进一步扩大应用场景。论文基本信息 DOI：10.1038/s41586-024-08207-0发表期刊：Nature发表时间：2024年11月13日通讯作者单位：丹麦哥本哈根大学诺和诺德基金会基础代谢研究中心、丹麦南丹麦大学脂肪细胞信号中心、丹麦Embark Laboratories、美国俄勒冈健康与科学大学国家灵长类研究中心等研究团队：来自丹麦、美国、荷兰、德国等国家的多所研究机构联合开展