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Bone Research
Galactose小分子增强生物钟缓解牙周炎

2025-11-02

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该研究开发了一种基于糖基化策略的RORα小分子激活剂Gala-SR,显著提高了SR1078的水溶性、细胞相容性及药代动力学特性。Gala-SR通过增强生物钟基因表达,有效缓解节律紊乱小鼠的牙槽骨丢失,为节律相关炎症疾病治疗提供了新策略。

 

文献概述
本文《Galactose-modified small molecule modulator targets RORα to enhance circadian rhythm and alleviate periodontitis-associated alveolar bone loss》,发表于《Bone Research》杂志,回顾并总结了通过糖基化策略优化RORα靶向小分子药物,以改善生物钟紊乱并减轻牙周炎模型小鼠牙槽骨吸收的研究进展。文章系统性地评估了Gala-SR在细胞与动物模型中对节律基因表达的调节作用,并验证其在牙周炎背景下的抗炎与骨保护功能。

背景知识
昼夜节律紊乱与多种炎症性疾病密切相关,包括牙周炎。RORα/γ作为生物钟核心转录因子,通过调控Bmal1表达影响节律稳定性。小分子节律调节剂如SR1078虽具RORα/γ激活能力,但其水溶性差、细胞毒性高,限制临床转化。本文通过引入可酶解的半乳糖基团,优化SR1078的理化性质,增强其靶向激活RORα的能力。研究进一步利用牙周炎节律紊乱小鼠模型,验证Gala-SR对局部节律恢复、炎症抑制及骨代谢保护的效果,为节律相关疾病提供转化范式。

 

提供HepG2细胞模型构建服务,适用于研究基因功能、药物代谢及毒性测试,支持从模型构建到机制验证的全流程服务。

 

研究方法与实验
1. 设计并合成三种SR1078的糖基化衍生物(Gala-SR、Mann-SR、Malt-SR),通过核磁共振与质谱验证结构;
2. 比较各化合物的水溶性、细胞毒性及RORα/γ激活能力,筛选最优候选Gala-SR;
3. 在HEK293T与HepG2细胞中验证Gala-SR对Bmal1、Per2等节律基因的调节作用;
4. 使用牙周炎合并节律紊乱小鼠模型,评估Gala-SR对牙周组织节律恢复、骨吸收抑制及炎症因子调控的效果;
5. 通过实时qPCR、免疫组化、Micro-CT等多技术手段量化节律恢复与骨保护效应。

关键结论与观点

  • Gala-SR显著提升SR1078水溶性(282.445 μmol/L vs. 4.15 μmol/L),并增强细胞相容性与药代稳定性;
  • 在HEK293T与HepG2细胞中,Gala-SR剂量依赖性上调RORα下游基因G6Pase与FGF21表达,且该效应可被β-半乳糖苷酶抑制剂阻断;
  • 在节律紊乱小鼠模型中,Gala-SR有效恢复Bmal1、Per2、Rorα等节律基因表达,提升肝脏与牙周组织节律振幅;
  • 牙周炎模型中,Gala-SR显著抑制TRAP+破骨细胞聚集,降低TNF-α、IL-6等炎症因子,提升IL-10表达,减轻牙槽骨吸收;
  • 分子动力学模拟显示,Gala-SR通过氢键与RORα稳定结合,释放后结构更优,增强转录激活;
  • 该研究为开发靶向节律的抗炎小分子药物提供了可行的化学优化路径与转化范式。

研究意义与展望
该研究首次通过糖基化策略优化RORα靶向小分子,为节律紊乱相关炎症疾病(如牙周炎)提供精准干预工具。未来可进一步探索Gala-SR在其他代谢或神经退行性疾病模型中的应用潜力,并优化其组织特异性释放机制以提升临床转化效率。

 

提供牙周炎小鼠模型构建及药效评价服务,支持牙周组织炎症、骨吸收及免疫组化分析,适用于口腔疾病研究。

 

结语
昼夜节律的紊乱与多种炎症性疾病密切相关,而RORα作为生物钟核心调控因子,成为节律修复药物的优选靶点。本文通过化学优化策略,成功开发了Gala-SR这一高效、低毒的RORα激活剂,其在细胞与动物模型中均表现出优于母体化合物的节律增强与抗炎效果。通过结合糖基化与自我-immolative linker,该研究为小分子节律调节剂的开发提供了结构-功能优化范式,并在牙周炎模型中验证其骨保护潜力。未来研究可进一步优化该类化合物的组织特异性释放机制,并拓展其在其他节律紊乱相关疾病中的应用。

 

文献来源:
Guangxia Feng, Zhiwen Liao, Yifan Wang, Qian Wan, and Lili Chen. Galactose-modified small molecule modulator targets RORα to enhance circadian rhythm and alleviate periodontitis-associated alveolar bone loss. Bone Research.
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