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  • 百奥赛图（北京）医药科技股份有限公司

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    GAN饮食诱导NASH模型

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    • 发布时间：
      2023-01-18 11:09:56
    • 供  应 商：
      百奥赛图（北京）医药科技股份有限公司
    • 供应分类：
      其他
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    • GAN饮食诱导NASH模型 
    
                
    2022年12月19日，Madrigal Pharmaceuticals公司宣布了resmetirom（甲状腺激素受体（THR）-β口服选择性激动剂）治疗非酒精性脂肪肝炎（non-alcoholic steatohepatitis, NASH）的III期临床试验的积极结果，该研究达到双主要终点与一项关键次要终点，这一新闻无疑为NASH研究领域带来了最好的新年贺礼。
     
    NASH是非酒精脂肪肝病（NAFLD）的疾病进展形式，表现为肝细胞脂肪变性，炎症细胞浸润和肝细胞气球样病变等症状，疾病进展可能会进一步导致肝纤维化、肝硬化和肝细胞癌的发生。根据流行病学调查，NAFLD的全球患病率约为25%，NASH全球患病率约为1.5-6.5%，预计2015年至2030年期间NASH的患病率将增加63%，未来5-15年将超过丙肝感染成为等待肝移植的末期肝病的主要原因。全球NASH药物市场规模快速增长，预计2025年将达到107亿美元。



    NASH治疗药物的主要作用机制


    NASH的病理生理过程复杂，肥胖、II型糖尿病和代谢综合征是主要易感因素之一。但尚未有针对NASH适应症的药物在欧美等市场获批上市，仍需要复合的管理和药物联合治疗。目前治疗NASH的药物主要作用机制包括改善糖脂代谢、降低脂质毒性和细胞死亡、缓解肝脏炎症和抗纤维化等[1、2]。
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    改善糖脂代谢药物
    肝脏中过量的脂肪酸导致过量能量，从而产生肝细胞的脂肪毒性代谢产物破坏肝细胞，因此减少肝内游离脂肪酸是一种潜在治疗策略。

    1、FXR（法尼酯 X受体）激动剂：可以改善胰岛素敏感性，抑制DNL并降低胆汁酸合成。此外，FXR的激活可以抑制固醇调节元件结合蛋白1C(SREBP-1C)，进而调节甘油三酯代谢和脂质再生。


    2. PPARs（过氧化物酶体增殖物激活受体）：包括三个亚型（PPARα、PPARβ和PPARγ），可以调节脂肪酸代谢。


    3. GLP-1R（胰高糖素样肽受体）激动剂：增强胰岛素分泌，以葡萄糖浓度依赖方式抑制胰高血糖素的分泌，减少血糖。


    4. THRβ（甲状腺激素受体β）激动剂：能够激活肝脏中的THRβ亚型，减少脂肪毒性改善肝功能。

    缓解肝脏炎症药物
    NASH疾病患者的肝巨噬细胞累积和炎症症状明显。

    1. ASK1（凋亡信号调节激酶1）抑制剂：阻断ASK1的激活，可抑制炎症发生、肝脏纤维化、胰岛素抵抗和肝脏脂质堆积等疾病过程。


    2. A3AR（选择性A3腺苷受体）激动剂：下调NF-κB信号通路，诱导炎性细胞凋亡。


    3. TLR4拮抗剂:抗炎抗纤维化。

    抗肝脏纤维化药物
    主要作用于抑制原纤维生成和纤维蛋白溶解增强两个方面。

    1. CCR2/5（C-C基序趋化因子受体）抑制剂：CCR2和CCR5介导通过募集炎症单核细胞和巨噬细胞的纤维化，并激活淋巴细胞和肝星状细胞。CCR2/5抑制剂具有抗炎和抗纤维化作用。


    2. TGF-β（转化生长因子）抑制剂：TGF-β诱导的促纤维化减弱。


    3. FGF（激素成纤维细胞生长因子）类似物：FGF19类似物抑制胆汁酸合成，调节代谢平衡；FGF21类似物减少肝脏脂肪和炎症，逆转纤维化，增加胰岛素敏感性并改善脂蛋白。



    全球部分NASH药物研发进展


    针对NASH的治疗药物以代谢类药物为主，多数为小分子化合物，海外药企诺和诺德、诺华、阿利斯康等均有布局，国内歌礼制药、众生药业、东阳光药业、先为达生物处于临床I/II期阶段。也有众多药物在NASH适应症上惨遭失败，20多款药物开发终止。2022年再生元在《新英格兰医学》公布一项研究，揭示未来NASH新兴靶点CIDEB，CIDEB基因变异被发现具有保护肝脏的功能；Cell Metabolism杂志上研究论文阐明了NASH中Cholesterol与TAZ的联系，为治疗纤维化NASH提供了新的靶点；宾夕法尼亚大学在Science发表的一项研究展示了选择性抑制剂mTORC1可有效抑制NASH。相信随着科学研究和生物技术的不断提高，NASH药物开发有望迎来更多创新药物选择。
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    数据来源：科睿唯安数据库，公开资料



    NASH动物模型及药效评估


    NASH动物模型是临床前研究的重要工具，主要分为饮食诱导、化学诱导、基因编辑动物模型以及联合诱导模型。除了之前已经构建的WD（西方饮食）诱导NASH小鼠模型、HFMCD（高脂肪蛋氨酸胆碱缺乏饮食）诱导的NASH小鼠模型以及联合诱导的STAM-NASH模型，百奥动物新构建出基于C57BL/6老龄鼠和B-ob/ob小鼠的GAN（Gubra-Amylin NASH）饮食诱导NASH模型。
    GAN饮食是一种经过改良、无反式脂肪的高脂高胆固醇高果糖饲料（含40%脂肪、20%果糖和2%胆固醇），研究表明，GAN饮食诱导的NASH动物模型更生理的模拟了人类NASH疾病的发生，在生理、代谢和组织病理学方面有良好的转化性[3]。不同性别的动物在NASH易感性和严重程度上差异很大，雄性啮齿类动物比雌性更易发生NASH，因此绝大部分的研究只选择使用雄性动物。但雌性动物特定的病理生理机制的研究对NASH的精准治疗方案同样意义重大，FDA也要求不能忽略雌性动物对NASH研究的意义。百奥动物基于C57BL/6老龄鼠构建了GAN饮食诱导的NASH模型，同时选用雌雄两性别的老年鼠进行NASH模型的开发。结果显示，老龄鼠造模周期较年轻小鼠更短，诱导12周即可出现NASH表型，21周出现纤维化，能够更好的助力NASH药物临床前研究，加速药物评估和转化进程。







    C57BL/6老龄鼠的NASH模型




    模型诱导
    实验动物（C57BL/6 mice，5W，M；C57BL/6 mice，56W，M/F）使用Gubra-Amylin NASH (GAN) 饮食饲养。
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    模型验证
    GAN饮食诱导的老龄鼠NASH模型表现出明显的代谢紊乱
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    GAN饮食诱导的老龄鼠NASH模型表现出代谢紊乱。(A-B)GAN饮食诱导组的体重增加。(C)GAN饮食诱导组的葡萄糖耐受能力受损。(D)C图曲线下面积。(E)GAN饮食诱导组的血浆胰岛素含量增加。N=6-10 mice per group. Data are expressed as mean ± SEM. **: p<0.01.

    GAN饮食诱导12周后，老龄鼠表现出比年轻小鼠更严重的NASH表型
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    GAN饮食诱导的老龄鼠NASH模型
    (A)诱导12周后H&E染色的代表性图片。(B)NAS（NAFLD acticity score）评分。 
    Data are expressed as mean ± SEM.N=6-10 mice per group. **: p<0.01.
     
    GAN饮食诱导21周后，老龄鼠表现出比年轻小鼠更严重的纤维化
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    GAN饮食诱导的老龄鼠纤维化
    (A)诱导21周后天狼星红染色的代表性图片。(B)天狼星红染色的纤维化评分。
    Data are expressed as mean ± SEM. N=6-10 mice per group. **: p<0.01.

    GAN饮食诱导21周后，老龄雄鼠肝脏中的免疫细胞浸润增加
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    GAN饮食诱导21周后，老龄雄鼠肝脏中的免疫细胞浸润增加
    (A)流式细胞仪评估肝脏中单核细胞（CD11bintF4 / 80low）和kupffer细胞（CD11b+F4 / 80hi）浸润比例。(B)肝脏中不同类型免疫细胞分析。
    Data are expressed as mean ± SEM. N=6-10 mice per group. *P <0.05, **P <0.01, ***P <0.001.



    GAN饮食诱导的C57BL/6小鼠NASH模型构建及药效评价





    模型诱导
    实验动物（C57BL/6 mice，6W，M）使用Gubra-Amylin NASH (GAN) 饮食饲养。
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    模型验证
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    GAN饮食诱导的C57BL/6小鼠NASH模型
    (A)治疗下的体重变化。(B)治疗后的葡萄糖耐受能力。(C)B图曲线下的面积。(D)诱导20周后H&E染色的代表性图片。(E)NAS（NAFLD acticity score）评分。
    Data are expressed as mean ± SEM. N=9 mice per group. *p<0.05, **p<0.01,***p<0.001.



    GAN饮食诱导的B-ob/ob小鼠NASH模型构建及药效评价





    模型诱导

    实验动物（B-ob/ob mice，6W，M）使用Gubra-Amylin NASH (GAN) 饮食饲养。
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    模型验证
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    GAN饮食诱导的B-ob/0b小鼠NASH模型
    (A)治疗下的体重变化。(B)治疗后的葡萄糖耐受能力。(C)B图曲线下的面积。
    Data are expressed as mean ± SEM. N=9 mice per group. *p<0.05, **p<0.01,***p<0.001.

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    GAN饮食诱导B-ob/ob小鼠的NASH及纤维化
    (A)诱导16周后H&E染色的代表性图片。(B)NAS（NAFLD acticity score）评分。(C)诱导16周后天狼星红染色的代表性图片。(D)天狼星红染色的纤维化评分。
    Data are expressed as mean ± SEM. N=9 mice per group.




    百奥动物NASH模型比较


    百奥动物可提供多款饮食/饮食化学联合诱导的NASH小鼠模型，以及基于NASH模型的药物药理药效评估服务，欢迎联系洽谈。
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    参考资料：
    1. Fu Y, et al., Diagnostic and therapeutic strategies for non-alcoholic fatty liver disease. Front Pharmacol. 2022 Nov 2;13:973366.
    2. Oseini, A.M. and Sanyal, A.J. Therapies in non-alcoholic steatohepatitis (NASH). Liver Int, 2017,37: 97-103.
    3. Hansen, H.H., et al.,  Human translatability of the GAN diet-induced obese mouse model of non-alcoholic steatohepatitis. BMC Gastroenterol. 2020 Jul 6;20(1):210
    4. Hansen, H.H., et al., Mouse models of nonalcoholic steatohepatitis in preclinical drug development. Drug Discov Today, 2017. 22(11): p. 1707-1718.
    5. Ibrahim, S.H., et al., Animal Models of Nonalcoholic Steatohepatitis: Eat, Delete, and Inflame. Dig Dis Sci, 2016. 61(5): p. 1325-36.
    
            
    

            
    
                
    
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