[发明专利]用于检测葡萄糖转运蛋白4上膜的探针和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种融合蛋白探针，更具体地涉及用于检测葡萄糖转运蛋 白4(Glucose Transporter4，GLUT4)上膜(即，向细胞膜的转运)的探针， 以及一种检测葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)上膜的高通量筛选方法。利用 该探针和方法可以快速、高效地从已有的化学药物库、中药库等资源库中 筛选出具有调节体内血糖浓度并治疗糖尿病的促GLUT4上膜类药物。

背景技术

糖尿病与GLUT4

众所周知，葡萄糖是动物体的基本能量来源，它的代谢、合成以及储 存都受严格而又复杂的调控。以人类而言，血糖浓度被严格的控制在4-7 mM之间。偏离这一区间都会导致疾病的产生，例如低血糖会导致昏迷、 死亡，高血糖会导致糖尿病从而引发肾衰竭、白内障、神经病及心血管疾 病[1]。在体内，葡萄糖主要在肌肉组织和脂肪组织中被吸收利用，在这个 过程中，由于极性的碳水化合物分子受到细胞膜疏水核心的排斥，葡萄糖 及其他的糖类分子都需要一系列的转运机制来帮助它们通过脂双分子层 被细胞吸收。哺乳动物利用Na⁺—依赖的协同转运和单向转运摄取葡萄糖 [1]。在对葡萄糖的摄取过程中葡萄糖转运蛋白家族发挥了重要的作用。胰 岛素对血糖的调控主要通过调节葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)转运上膜， 刺激肌肉组织和脂肪组织对葡萄糖的摄取以降低血糖浓度。

糖尿病治疗药物简介

糖尿病已成为威胁人类健康的常见病、多发病。在糖尿病患者中90％ 的都是二型糖尿病，不论在发展中国家还是在发达国家病患的人数都在不 断增加，预计到2025年II型糖尿病患者的人数将达到3亿[2]。世界卫生 组织的资料显示，糖尿病在发达国家和发展中国家增加的幅度明显不同， 欧美国家为45％，而发展中国家可达到200％。这意味着糖尿病将在逐步 走向富裕的国家肆虐。据了解，我国1994年花在糖尿病和心血管病的医 疗费用大约是419亿元人民币，到2000年猛增到1216亿元。如何控制糖 尿病的增长和有效治疗糖尿病已属卫生界和医药界的当务之急。

(1)抗胰岛素抗性药物是治疗2型糖尿病的主要药物

糖尿病是由遗传和环境因素相互作用而引起的一种常见病，临床以高 血糖为主要标志，常见症状有多饮、多尿、多食以及消瘦等。糖尿病患者 若得不到有效的治疗，可引起身体多个系统的损害。

糖尿病分1型糖尿病和2型糖尿病。其中1型糖尿病多发生于青少年， 其胰岛素分泌缺乏，必须依赖胰岛素治疗维持生命。2型糖尿病多见于30 岁以后中、老年人，其胰岛素的分泌量并不低甚至还偏高，病因主要是机 体对胰岛素不敏感(即胰岛素抗性)。胰岛素抗性是指体内周围组织对胰 岛素的敏感性降低，组织对胰岛素不敏感，在胰岛素的刺激下外周组织如 肌肉、脂肪中的GLUT4的上膜转运异常，因而对葡萄糖的摄取产生了“抗 性”。胰岛素抗性是2型糖尿病的基本发病机制，另外，胰岛素抗性与心 血管病变的一些传统危险因素如肥胖、动脉粥样硬化、糖脂代谢异常和高 血压等有着密切的关系。

目前市售的抗糖尿病药物主要有磺酰脲类药物、双胍类药物(如盐酸 二甲双胍、盐酸二甲双胍缓释片)、α-葡萄糖苷酶抑制剂等口服抗胰岛素 药物和胰岛素制剂。其中抗胰岛素抗性药物成为治疗2型糖尿病的主要药 物，例如，胰岛素增敏剂可增加机体对自身胰岛素的敏感性，使自身的胰 岛素得以“复活”而充分发挥作用，这样就可使血糖能够重新被机体组织细 胞所摄取和利用，使血糖下降，达到长期稳定和全面地控制血糖的目的， 使人体可长久享用自身分泌的胰岛素。90年代以来，国际上很重视2型糖 尿病的胰岛素抗性及研究胰岛素致敏剂。开发新型、高效的抗胰岛素抗性 药物有望成为治愈2型糖尿病治疗的最主要途径。

(2)利用药物筛选的方法从现有的化学药物库、植物以及中药库中筛选 出具有抗胰岛素抗性的新药具有良好的开发前景，但是缺乏方便、可靠的 高通量检测方法。