药物代谢酶(drug-metabolizing enzyme,DME)是介导药物活化、失活、毒化和解毒的主要因素,长期以来受到研究者的广泛关注。 ),因而严重影响了对药物代谢特异性(个体或组织)的理解和对创新药物(针对微生物靶标)的发现。 448个人体DME和599个微生物DME所共同代谢(如下图),为药物代谢研究提供了重要的参考信息。 ;(4)杀菌剂、除草剂、杀虫剂等工农业化学品;(5)食品、化妆品等的添加剂;(6)蛋白质、脂质等生物大分子。 5 研究总结 本研究构建的INTEDE数据库:(1)提供了目前最为全面的DME数据(不仅全面扩大了人体DME的数量,而且首次提供了人体微生物DME的信息)及其所代谢药物的详细信息;(2)从三个角度开展了对
通过测试超过340万种药物-代谢物依赖关系,作者生成了一个药物干扰代谢的查询表,实现了在单次筛选中对各种药物治疗类别的化合物进行高通量表征。 扰动代谢的正交方式数量(PC)超过了药物目前分类的316种MoA总数,表明药物代谢效应比基于注释的药物MoA预期的更为多样化。 为了研究药物扰动如何传播到代谢网络,作者估计了药物诱导的代谢变化与相应注释靶点的邻近程度。为此,作者着重研究了342种具有注释代谢酶靶点的药物。 因此,药物诱导的代谢变化可以揭示酶抑制,这些抑制可能是药物的直接靶点或药物反应的下游介质,潜在地揭示关于药物作用机制以及药物扰动如何传播到细胞代谢的关键见解。 (AUC: 0.62),如嘌呤生物合成中N1-(5-磷酸-d-核糖基)甘氨酰胺的积累(图3a,c,h,m)。
该论文提出基于代谢物与活性位点相似性指纹的评分方法NICEDrug来评价抗癌药物5-氟尿嘧啶的抑制作用和毒性,并提出减轻副作用的途径。 NICEdrug揭示了5-FU药物的抑制机制和减轻该药毒性的途径 使用NICEdrug对5-fluorouracil的反应活性和生化过程中的下游产物或中间体研究,探讨其作用模式和代谢过程。 5-FU作为一种抗代谢药物干扰DNA合成,这意味着它的各种中间体。如5-fluorodeoxyuridine monophosphate与细胞中的自然底物足够相似,它可以作为细胞中酶的竞争抑制剂。 在5-FU代谢附近的8个副代谢物,展示了最相似的人类天然代谢物、被抑制的酶和反应的天然产物 NICEdrug识别抗癌药物5-FU的代谢产物毒性 作者收集了LTKB和超级毒性数据库中的毒性分子,然后利用BridgIT 图4 将5-FU相关代谢物与已知的有毒分子进行比较,分析其常见的毒性结构,来解释其代谢毒性 利用NICEdrug的评分计算方法寻找到超过500种候选药物用于治疗肝阶段-疟原虫 在178种疟原虫必须的酶中
新一轮融资将推动Biolexis的研发管线,其中包括一系列前景广阔的代谢候选药物。这些药物有望解决影响全球数百万人的各种代谢性疾病,这些疾病与肥胖症和糖尿病等重大健康并发症有关。 Biolexis首席执行官David Bearss 表示:“Clarke Capital的资金支持证明了我们代谢药物组合的潜力。我们的科学是正确的,我们的团队已经准备好解决代谢紊乱领域尚未满足的需求。 此次重组将使公司能够扩大业务,加快主要候选药物的临床开发。随着代谢性疾病的发病率不断上升,而目前的治疗药物供应有限,对新的有效治疗方案的需求比以往任何时候都更加迫切。 关于 Biolexis Biolexis Therapeutics是一家私营临床阶段生物制药公司,致力于开发针对癌症、免疫介导、神经退行性疾病、自身免疫性疾病、代谢性疾病和炎症性疾病的小分子药物。 Biolexis 通过其专有的MolecuLern人工智能药物发现流程,以前所未有的速度和准确性快速发现和开发新型临床候选药物。
鉴于谷氨酰胺在能量生成和大分子合成中发挥了关键作用,针对谷氨酰胺代谢相关的酶类 (如 SLC1A5) 开发的相关药物在抑制肿瘤方面具有非常大的潜力。 肿瘤细胞的核苷酸代谢通路中的一些关键酶也可以成为抗肿瘤药物靶点。 除肿瘤之外,物质代谢紊乱还跟许多慢性疾病的发生或发展密切相关,如糖尿病、肥胖、心血管疾病等。针对代谢相关疾病的基础研究和药物研发也变得越来越重要。 相关化合物库 作用 代谢/蛋白酶化合物库 MCE 收录了 1800+ 种代谢/酶相关的小分子化合物,是代谢相关疾病药物研发的有力工具。 Cell, 2011. 144(5): p. 646-674. 3. Vernieri, C., et al.
此外,铁代谢紊乱与癌症等疾病发展有关。下面,我将带领大家回顾一下机体铁代谢的过程。 人体的铁元素除了日常从食物中摄取1-1.5mg外,主要来自衰老红细胞的分解。 图1衰老红细胞在人体的代谢过程 铁被吸收后,大部分与血红素结合用于各种生化过程,被称为“功能铁”。另一部分在铁氧化酶的作用下,重新被氧化成Fe3+。 以上,就是对机体铁代谢的简单阐释。近年来,关于机体铁代谢的研究成为热点,也有不少研究生信者将眼光投向这一领域。 Metabolism- Related Gene Signatures forPredicting the Prognosis of Patients With Sarcomas》利用TCGA和GEO数据库研究了铁代谢相关基因特征和骨肉瘤患者生存关系
氧气对于人类以及地球上其他绝大多数生物的重要性是不言而喻的,我们可以几天不吃饭不喝水,却一分钟也离不开氧气,我们需要氧气参与体内物质的代谢,提供能量。 细胞感受氧气的机制 细胞对氧气感知的关键分子是缺氧诱导因子 HIF,HIF 是低氧相关基因的转录因子,能促进各种应对低氧的基因表达,在肿瘤发生、血管增殖、无氧代谢等细胞基本代谢调节中的发挥重要作用。 MCE 紧跟科研步伐,该化合物库也处于不断更新中,可为您筛选氧感应机制相关的药物提供更多便利。 参考文献 [1] Semenza, G.L, et al. Science, 292, 464-468 [5] Jakkola, P.,et al.
,往往难以满足慢代谢药物、连续代谢产物以及复杂I相/II相代谢研究需求。 关键词:人原代肝细胞;PrimaryHumanHepatocytes;HepatoPac;Spheroids;TCS;药物代谢;慢代谢药物;肝细胞模型;ADME;药物筛选;LifeNetHealth一、 总体来看,TCS与Spheroids在多种慢代谢药物研究中表现出更稳定的代谢活性,而HepatoPac在不同药物之间存在较明显差异。 表5:体外模型在熟悉度、成本、实用性及注意事项方面的考察对比。图5:LifeNetHealth人原代肝细胞相关产品。 八、总结随着慢代谢药物研究、复杂连续代谢研究以及ADME评价需求不断增加,长期原代人肝细胞培养模型正在逐渐成为药物研发中的重要工具。
非靶向代谢组学测量生物样本中的数百种代谢物,而靶向代谢组学则评估预先选择的代谢物,并产生具有更高灵敏度的数据,并允许对代谢物浓度进行精确的绝对定量。 不同的免疫细胞有着不同的氨基酸代谢途径 T细胞的免疫激活与氨基酸代谢需求的增加有关,例如l型氨基酸转运蛋白1 (LAT1、CD98和SLC7A5)的重要性以及TCR参与后成功信号转导的丝氨酸途径。 代谢组学和细胞外通量分析的一个主要警告是需要相对高的细胞数量,而这在人类临床样本中通常不存在。例如,Seahorse XF分析仪测量每孔中数万到数十万个细胞的细胞外通量,通常需要4-5个复制孔。 代谢通量可以看作是代谢物水平和代谢它们的酶的存在和活性的结果。基因表达分析和蛋白质组学已经可以为代谢途径的调控提供一些见解,但当与代谢组学数据整合时,就变得特别强大。 使用5个激光器探测64个通道的全部发射光谱,像Cytek aurora这样的仪器现在能够以一种灵敏、快速和可接受的方式探测30多种颜色。
在药物研发领域,药物代谢预测始终是药代动力学研究的核心难题。 一、药物代谢预测的行业痛点:从实验困境到计算工具局限 药物代谢(即生物转化)是药物在体内被酶系统修饰的关键过程,其中肝脏中的细胞色素P450(CYP450)酶系承担了约75%的药物代谢任务,其介导的代谢产物不仅决定药物疗效 A 子图对比多任务与单任务模型在 SOM 预测中的五折交叉验证结果,橙色(多任务)较绿色(单任务)在 ACC、AUC、Jaccard 等指标上均有 2-3% 提升,且方差更低,PRC-A 指标提升约 5% 这些案例表明,DeepMetab能为药物安全性评估提供精准指导——早期识别毒性代谢产物,减少后期研发失败风险;同时为药物结构优化提供方向,例如通过修饰高风险代谢位点提升药物安全性。 informed graph learning framework for end-to-end drug metabolism prediction 链接: https://doi.org/10.1039/D5SC04631A
理想的肝脏细胞资源应覆盖不同年龄阶段,包括新生儿、儿童、青少年及成人来源细胞,以便支持儿科药物研发、年龄相关性代谢差异研究和成人药物代谢评价。 短期贴壁型人原代肝细胞通常可稳定培养1至4天,适用于快速代谢实验、清除率测定和短期毒性评价;中期贴壁型细胞可稳定培养5至9天,更适合酶诱导研究、药物相互作用研究以及部分复杂培养体系;长期贴壁型细胞可稳定贴壁至 中期贴壁型细胞通常可维持5至9天,长期贴壁型可维持10至14天,可支持研究人员在较长培养窗口内观察CYP1A2、CYP2B6、CYP3A4等代谢酶对诱导剂的响应。 不同发育阶段肝脏中药物代谢酶表达谱和成熟度存在差异,因此儿童来源细胞能够为儿科药物剂量设计、药物安全性评价和发育相关代谢研究提供更合适的体外模型。图1. 细胞进入37℃、5% CO₂培养箱后,可按照“南北向、东西向、8字形”的方式轻轻摇晃培养板,使细胞均匀分布。培养前60分钟内,每隔约15分钟重复轻柔摇晃一次,有助于提高细胞铺板均一性。
DRUGAI 在药物研发领域,药物代谢预测始终是药代动力学研究的核心难题。 药物代谢预测的行业痛点:从实验困境到计算工具局限 药物代谢(即生物转化)是药物在体内被酶系统修饰的关键过程,其中肝脏中的细胞色素P450(CYP450)酶系承担了约75%的药物代谢任务,其介导的代谢产物不仅决定药物疗效 A 子图对比多任务与单任务模型在 SOM 预测中的五折交叉验证结果,橙色(多任务)较绿色(单任务)在 ACC、AUC、Jaccard 等指标上均有 2-3% 提升,且方差更低,PRC-A 指标提升约 5% 这些案例表明,DeepMetab能为药物安全性评估提供精准指导——早期识别毒性代谢产物,减少后期研发失败风险;同时为药物结构优化提供方向,例如通过修饰高风险代谢位点提升药物安全性。 informed graph learning framework for end-to-end drug metabolism prediction 链接: https://doi.org/10.1039/D5SC04631A
应用场景:用于研究代谢疾病、药物代谢、微生物代谢工程等。例如,通过分析糖酵解通路,可以了解糖尿病等代谢疾病的机制。 例如,研究细胞周期调控机制有助于开发新的抗癌药物。 示例通路: 细胞周期(Cell Cycle) 细胞凋亡(Apoptosis) 细胞骨架重组(Cytoskeleton Remodeling) 5. Drug Development(药物开发) 描述:涉及药物靶点、药物作用机制、药物代谢等信息。这一分类帮助研究人员设计和开发新的药物,优化药物疗效和减少副作用。 应用场景:在药理学、药物化学、临床药理学等领域有重要应用。例如,研究药物代谢通路可以优化药物的剂量和给药频率。 slice_head(n = 5) %>% ungroup() colnames(dat_top5) g_kegg <- ggplot(dat_top5, aes(y=Description,
药代和药效是两个相互联系的概念: 药代是研究药物在有机体内被吸收、代谢、分布和排泄的科学,简而言之是,药物的运动规律。 药效是有机体吸收药物之后的反应,回答的是药物有没有起作用,怎样起作用的问题。 一个药物往往是在其代谢的过程中发挥药效,因此药物活性与候选药物的药代动力学优势结合被认为是在临床开发项目中对冲成功的关键。让我们想象,一个化合物进入人体会经历怎样的过程? 单细胞技术在解析免疫代谢上的能力已经得到证实,药物的结构会影响其在体内的代谢规律和药效的发挥,而对药物的感知和代谢在单细胞水平的解析,将会以细胞类型特异XXX的句式给出。 人体屏障组织的细胞代谢功能的异质性,既影响药物穿过屏障的效率,也影响药物被吸收和排泄的效率。如神经性药物要发挥作用往往需要考虑血脑屏障的存在。 ? Single cell RNA sequencing for drug discovery》 [4] 阿波斯托利亚-玛蒂亚·钦巴瑞多,等 编 赵维莅,张俊 主译《癌症转化医学研究中的靶向治疗 》 [5]
最终,通过整合两种策略的结果,并结合药物安全性和代谢相关特征,筛选出一组候选药物用于后续验证。 图1:深度学习与酵母筛选整体框架。 图4:药物在类器官中的作用。 作用机制:能量代谢与脂质调控 代谢组学分析显示,Leigh细胞中能量代谢严重受损,而他拉罗唑能够恢复AMP/ATP比值并改善三羧酸循环代谢。 脂质组学分析进一步表明,舍他康唑主要通过调节膜脂和胆固醇水平发挥作用,而他拉罗唑则在能量代谢恢复方面表现更为显著。 这些结果表明,两种药物在机制上具有互补性,共同调节细胞代谢状态。 图5:代谢与脂质机制。 分子机制:维甲酸与PPARγ通路 分子对接分析表明,两种唑类化合物能够与维甲酸代谢相关酶CYP26结合,其中他拉罗唑表现出更强的结合能力。 进一步实验表明,他拉罗唑能够恢复维甲酸通路活性,并增强PPARγ信号,而舍他康唑主要影响脂质代谢通路。 这些结果揭示了药物通过调控发育信号与代谢网络共同作用,从而改善神经发育缺陷。
最终,通过整合两种策略的结果,并结合药物安全性和代谢相关特征,筛选出一组候选药物用于后续验证。 图1:深度学习与酵母筛选整体框架。 图4:药物在类器官中的作用。 作用机制:能量代谢与脂质调控 代谢组学分析显示,Leigh细胞中能量代谢严重受损,而他拉罗唑能够恢复AMP/ATP比值并改善三羧酸循环代谢。 脂质组学分析进一步表明,舍他康唑主要通过调节膜脂和胆固醇水平发挥作用,而他拉罗唑则在能量代谢恢复方面表现更为显著。 这些结果表明,两种药物在机制上具有互补性,共同调节细胞代谢状态。 图5:代谢与脂质机制。 分子机制:维甲酸与PPARγ通路 分子对接分析表明,两种唑类化合物能够与维甲酸代谢相关酶CYP26结合,其中他拉罗唑表现出更强的结合能力。 进一步实验表明,他拉罗唑能够恢复维甲酸通路活性,并增强PPARγ信号,而舍他康唑主要影响脂质代谢通路。 这些结果揭示了药物通过调控发育信号与代谢网络共同作用,从而改善神经发育缺陷。
新药研发是一项耗时长且耗资巨大的工程,据资料显示由安全性问题与药物代谢动力学性质不良引起新化学实体成药失败的比例高达60%,且这一比例还在逐年升高。 代谢稳定性是影响药代动力学性质的主要因素之一,它一般用来描述化合物代谢的速度和程度,也是决定药物小分子生物利用度的一个重要因素。 采用代谢稳定的环系结构替代不稳定的结构片段,进而改变整个化合物的代谢途径,提高代谢稳定性。 2)调整骨架亲水-亲脂的相对程度,可改变药物的分配性; (3)将容易发生代谢作用的骨架用代谢稳定性的毒性低的骨架替换,可以提高药物的稳定性; (4)改善药代动力学性质,药物的毒性或不良反应主要是由于骨架结构所致 ; (5)降低分子的柔性,一些活性分子的柔性键过多,如肽类药物,构象的多样性导致与受体的亲和力降低,用刚性骨架替换,可改善结合力,并且也改善药代动力学行为; (6)提高对受体的亲和力:有的骨架不只是对药效团起支撑作用
从脂肪酸代谢到精准医疗的跨界突破:在代谢性疾病和恶性肿瘤的治疗领域,一个名为ACSL5(长链酰基辅酶A合成酶5)的分子正悄然成为制药界关注的焦点。 突破一:肥胖与代谢综合征的"刹车系统"2024年重磅研究揭示,ACSL5是调控体重和代谢健康的关键开关。 联合治疗策略针对ACSL家族广谱抑制剂TriacsinC的研究显示,ACSL5抑制可增强化疗药物吉西他滨和靶向药物吉非替尼的敏感性,为克服肿瘤耐药提供了新方案。 在肠道和肝脏的特异性分布,开发器官选择性药物ACSL5不仅是一个代谢酶,更是连接营养感应、能量平衡和细胞命运决定的枢纽。 在精准医疗和代谢健康需求日益增长的今天,靶向ACSL5的创新疗法有望成为下一个重磅炸弹级药物,为全球数亿代谢性疾病和肿瘤患者带来新希望。声明:本篇文章在创作中部分采用了人工智能辅助。
在药物研发过程中,肠道不仅是口服药物吸收的重要场所,同时也是药物首过代谢的重要器官。 因此,在药物吸收研究、药物代谢研究、肠道屏障评价、药物相互作用(DDI)研究以及宿主-微生物互作研究中,RepliGut逐渐展现出更高应用价值。 这意味着其在口服药物首过代谢、药物相互作用以及代谢产物生成研究中,能够提供更接近人体状态的数据结果。 相比传统模型,这类人源化体系能够更准确反映药物在人体中的吸收行为。在药物代谢研究中,由于RepliGut保留了更完整的人体代谢酶表达谱,因此更适合用于评估口服药物首过代谢过程。 该系统通过流体连接肠道与肝脏隔室,从而模拟人体中的药物吸收、首过代谢以及肠肝循环过程。传统单一器官模型通常只能反映局部代谢过程,而真实人体中的口服药物往往需要同时经历肠道吸收与肝脏代谢。
2025 年,FDA 共批准 44 款新型药物疗法(Novel Drug Therapy),覆盖肿瘤、自身免疫、遗传病、感染性疾病、神经系统疾病及心血管代谢疾病等多个关键领域。 关键词:补体系统、炎症级联反应、慢病长期管理 罕见病与遗传病:从“无药可用”到“机制定制” 2025 年是罕见病治疗的重要一年: 覆盖 代谢缺陷、线粒体疾病、氨基酸代谢异常、罕见神经肌肉疾病 等。 关键词:孤儿药、代谢通路修复、儿童用药 感染性疾病与抗耐药挑战再获突破 2025 年 FDA 批准了多款 新型抗感染药物: 用于 尿路感染、淋病、RSV 预防 等临床高需求场景。 关键词:耐药性、新机制抗菌药、预防优先 心血管与代谢疾病:从症状控制走向结构改善 心血管和代谢类药物在 2025 年的获批中呈现出明显特点: 遗传性高脂血症、肥厚型心肌病、阵发性心动过速等疾病迎来新治疗方案 关键词:长期预后、心肌功能、代谢调控 整体趋势总结:2025 年新药研发的 5 个信号 精准医学进一步落地 分子分型、突变检测已成为多项适应症的前置条件。