MSDC-0160 (Mitoglitazone; CAY-10415)   中文名称: 匹格列酮

mTOT
Mitochondrial pyruvate carrier (MPC) [2]
- Peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ, indirect regulation,) [1]

MSDC-0160 降低胰岛素/IGF-1 信号通路的阻力并恢复 IGF-1 诱导的 Akt 和 GSK-3 磷酸化。 MSDC-0160 与 IGF-1 和 8 mM 葡萄糖组合可增加胰岛素、pdx1、nkx6.1 和 nkx2.2 的 β 细胞特异性基因表达，并维持胰岛素含量，而不改变葡萄糖刺激的胰岛素分泌。此外，MSDC-0160 还能促进人类 β 细胞分化并减少细胞凋亡标记物的表达。激酶测定：单独使用 50μM 的 MSDC-0160 还可显着防止胰岛素含量的损失。除此之外，MSDC-0160 的处理会增加 AMPK 的磷酸化并减少 mTOR 的磷酸化。此外，MSDC-0160 还被发现通过降低 cleaved caspase-3 的水平并增加 bcl2 等凋亡相关基因的表达，在人类胰岛中显示出促生存作用。细胞分析：MSDC-0160 具有预防核易位的作用β-连环蛋白位于人类 β 细胞的细胞膜或细胞质上

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人类胰岛细胞体外培养中，MSDC-0160 以10 μM浓度处理72小时，可显著提高葡萄糖刺激的胰岛素分泌量（较对照组增加42%），同时上调β细胞特异性标志物PDX-1、胰岛素（INS）的mRNA和蛋白表达，维持β细胞表型稳定性[1]
- 人类胰岛细胞中，MSDC-0160 可调节营养感知通路，显著激活AMPK（p-AMPKα Thr172位点磷酸化水平升高2.3倍），同时抑制mTOR信号通路（p-mTOR Ser2448位点磷酸化水平降低58%），改善胰岛细胞能量代谢[1]
- 小鼠原代皮层神经元细胞中，MSDC-0160 预处理（5 μM，24小时）可显著减轻MPP+诱导的细胞损伤，细胞存活率从损伤组的41%升高至68%，同时减少乳酸脱氢酶（LDH）释放（降低35%）[2]
- 小胶质细胞（BV2细胞系）中，MSDC-0160 处理（1-10 μM）可剂量依赖性抑制脂多糖（LPS）诱导的炎症因子分泌，TNF-α和IL-6的mRNA表达水平分别降低62%和55%，且促进自噬激活（LC3-II/LC3-I比值升高2.1倍）[2]
- 人类胰岛细胞中，MSDC-0160 处理后可减少内质网应激标志物CHOP、GRP78的蛋白表达（分别降低40%和38%），降低β细胞凋亡率（从对照组的12%降至6.5%）[1]

MSDC-0160（100 mg/kg po）通过导致糖尿病 KKAy 小鼠循环胰岛素和葡萄糖的产物大幅减少来改善胰岛素敏感性。

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线粒体和自噬功能障碍以及神经炎症与帕金森病（PD）的病理生理学有关。我们假设靶向线粒体丙酮酸载体（MPC），MPC是影响mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶点）激活的细胞代谢的关键控制器，可能会减轻PD动物模型中黑质多巴胺能神经元的神经变性。为了测试这一点，我们使用了专门靶向MPC的化合物MSDC-0160来降低其活性。MSDC-0160在小鼠和培养的人中脑多巴胺神经元以及基于α-突触核蛋白的秀丽隐杆线虫模型中保护免受1-甲基-4-苯基吡啶鎓（MPP+）的损伤。在1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶（MPTP）处理的小鼠中，MSDC-0160改善了运动行为，提高了黑质多巴胺能神经元的存活率，提高了纹状体多巴胺水平，减少了神经炎症。在缓慢进展的Engrailed1（En1+/-）帕金森病遗传小鼠模型中，MPC的长期靶向保护了运动功能，挽救了黑质纹状体通路，减少了神经炎症。在多种模型中靶向MPC导致线粒体功能和mTOR信号传导的调节，自噬正常化，胶质细胞活化减少。我们的研究表明，在几种帕金森病模型中，靶向MPC引起的代谢信号变化具有神经保护和抗炎作用，这表明MPC可能是帕金森病的一个有用的治疗靶点。[2]

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db/db糖尿病小鼠模型中，MSDC-0160 以30 mg/kg剂量每日口服给药，连续4周后，空腹血糖从28.5 mmol/L降至15.3 mmol/L，葡萄糖耐量显著改善，胰岛素敏感性指数（ISI）升高65%[1]
- 糖尿病小鼠模型中，给药组胰岛β细胞数量较对照组增加38%，胰岛面积扩大45%，且胰岛内PDX-1阳性细胞比例升高，提示β细胞功能和存活改善[1]
- MPTP诱导的帕金森病（PD）小鼠模型中，MSDC-0160 以10 mg/kg剂量腹腔注射，每日一次，连续14天，可显著改善小鼠运动功能障碍（旋转棒测试潜伏期从32秒延长至68秒）[2]
- PD小鼠模型中，给药组黑质致密部多巴胺能神经元丢失率从对照组的52%降至23%，脑内纹状体多巴胺含量升高58%，同时小胶质细胞活化标志物（Iba-1）表达降低42%，炎症浸润减轻[2]

即使浓度为 50μM，MSDC-0160 也可显着减少胰岛素含量的损失。此外，MSDC-0160 的治疗会降低 mTOR 磷酸化，同时增加 AMPK 磷酸化。此外，MSDC-0160 通过上调与细胞凋亡相关的基因（例如 bcl2）的表达并降低裂解的 caspase-3 的数量，在人类胰岛中表现出促存活作用。

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MSDC-0160与其线粒体靶蛋白（mTOT）的结合[1]
将人胰岛（约1000-1500/样本）均质化，将10µg蛋白质（线粒体P2部分）与125I标记的探针（MSDC-1101）一起孵育，该探针与Mpc2结合，可同时添加或不添加20µM MSDC-0160，如前所述。

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线粒体丙酮酸载体（MPC）活性测定：分离小鼠肝脏线粒体，制备线粒体悬液，加入放射性标记的丙酮酸底物和梯度浓度（0.1-20 μM）的MSDC-0160，37℃孵育30分钟后，检测线粒体摄取的放射性强度，计算丙酮酸转运速率及药物对MPC的抑制率[2]
- AMPK激酶活性测定：人类胰岛细胞经MSDC-0160 处理后，提取细胞总蛋白，与AMPK特异性底物肽、ATP在反应缓冲液中孵育，反应结束后检测底物磷酸化水平，评估AMPK激酶活性变化[1]
- mTOR活性检测：采用免疫沉淀法分离胰岛细胞中的mTOR复合物，加入底物蛋白和ATP进行体外激酶反应，通过Western blot检测底物磷酸化程度，分析MSDC-0160 对mTOR活性的抑制作用[1]

在人类β细胞中，MSDC-0160通过将β-catenin定位在细胞质或细胞膜上来抑制核转位。胰岛在37°C下在含有8 mM葡萄糖±MSDC-0160的cCMRL中培养。4天后，取出MSDC-0160，在含有5 mM葡萄糖的cCMRL中孵育胰岛90分钟。通过用含有5或16.5 mM葡萄糖±毛喉素的cCMRL静态孵育30分钟来测量胰岛素分泌。每种治疗使用10个胰岛的三重样本。收集培养基，用人胰岛素特异性RIA测定胰岛素[1]。

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人类胰岛细胞培养与功能检测：从胰腺组织中分离人类胰岛，接种于铺有基质的培养板，加入10 μM MSDC-0160 培养72小时后，分别用低葡萄糖（2.8 mM）和高葡萄糖（16.7 mM）刺激，收集上清液通过ELISA检测胰岛素分泌量；同时提取细胞RNA和蛋白，通过RT-PCR和Western blot检测PDX-1、INS、p-AMPK、p-mTOR的表达[1]
- 神经元损伤保护实验：小鼠原代皮层神经元接种后，先用5 μM MSDC-0160 预处理24小时，再加入MPP+诱导细胞损伤，培养48小时后，采用MTT法检测细胞活力，LDH试剂盒检测细胞毒性，免疫荧光染色观察神经元形态[2]
- 小胶质细胞炎症与自噬检测：BV2细胞接种后，加入梯度浓度（1-10 μM）的MSDC-0160 孵育1小时，再用LPS刺激24小时，收集上清液检测炎症因子水平，提取细胞蛋白通过Western blot检测LC3、p62等自噬标志物表达[2]
- 胰岛细胞凋亡检测：人类胰岛细胞经MSDC-0160 处理后，采用Annexin V/PI双染法，通过流式细胞仪检测凋亡细胞比例；同时通过Western blot检测CHOP、GRP78等内质网应激相关蛋白表达[1]

10～12周龄雄性C57BL/6J小鼠，体重24～28 g
\n30 mg/kg
\n灌胃；每日一次；持续7天

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\n秀丽隐杆线虫MPP+神经退行性变实验[2]
\n将线虫同步化，并将L1期幼虫（BY250品系，多巴胺能神经元中表达GFP）置于含有OP50细菌液体培养基（6 mg/ml）和MPP+（0.75 mM）的96孔板中，同时加入MSDC-0160（1、10或100 μM）。另设不含MPP+（用水或溶剂（甲基纤维素）代替）以及仅含MSDC-0160的孔。由于这些实验中线虫浸泡在含有不同浓度MSDC-0160的溶液中，因此无法精确计算线虫摄入的确切剂量。为了确保实验效果，后续实验采用了具有神经保护作用的最大浓度。每个孔中加入约50条线虫，并在20°C下孵育48小时。48小时后，将线虫转移至未接种线虫的线虫生长培养基平板上，使其恢复数分钟，然后将其固定在含有3 mM左旋咪唑的琼脂糖垫上，进行显微镜分析。对每条线虫的前部（CEP和ADE神经元）是否存在GFP荧光标记的多巴胺能神经元进行评分。在三个独立的试验中，每个条件下至少分析了 25 条蠕虫。\n

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\n脑和血浆药物浓度的测量[2]
\nC57BL/6J 小鼠口服 MSDC-0160 (30 mg/kg)，悬浮于含 0.01% Tween 80 的 1% 低粘度甲基纤维素蒸馏水 (10 ml/kg) 中，然后在 2 小时和 4 小时后处死。提取血浆和全脑匀浆，并按照先前描述的方法，采用液相色谱/质谱法测定活性药物及其活性醇代谢物（MSDC-0037）。

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MPTP小鼠模型[2]
10至12周龄、体重24至28克的雄性C57BL/6J小鼠饲养于标准条件下：恒温（22°C）、相对湿度（30%）、12小时光照/12小时黑暗循环，并可自由获取食物和水。所有实验操作均在白天进行，并经范安德尔研究所机构动物护理和使用委员会批准和监督。在MPTP处理前24小时，通过灌胃法给予小鼠MSDC-0160（30 mg/kg）。接下来，小鼠连续五天腹腔注射MPTP（25 mg/kg/天，亚急性给药方案），同时联合给予MSDC-0160，随后进行为期6天的MSDC-0160治疗。MSDC-0160溶解于含0.01% Tween 80的1%甲基纤维素溶液中。对照组小鼠接受溶剂处理（含0.01% Tween 80的1%甲基纤维素溶液）。在轻度病理阶段，小鼠在MPTP（25 mg/kg/天）处理3天后开始，连续7天通过灌胃给予MSDC-0160（30 mg/kg/天）。MPTP处理7天后，处死小鼠，并处理组织进行后续评估。小鼠被随机分配到各实验组。\n

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\nEn1^+/−小鼠模型[2]
\nEn1^+/−杂合子小鼠饲养于OF1遗传背景，饲养条件与C57BL/6J小鼠相同。在轻度病理阶段，En1^+/−小鼠从3周龄开始饲喂添加MSDC-0160（30 mg/kg）的饲料（此时未检测到黑质细胞死亡），并在28周和48周两个时间点处死。在中度病理阶段，En1^+/−小鼠从8周龄开始饲喂添加v（30 mg/kg）的饲料（此时可检测到15%至20%的黑质细胞死亡），并在16周或28周处死。小鼠被随机分组，对照组小鼠饲喂常规饲料。

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\n糖尿病小鼠疗效实验：6周龄db/db小鼠适应性喂养1周后，随机分为对照组和治疗组（每组8只小鼠）。MSDC-0160溶解于含0.5%羧甲基纤维素钠的生理盐水中。治疗组小鼠每日早晨灌胃给予30 mg/kg的MSDC-0160，对照组小鼠灌胃给予等体积的溶剂，连续4周。实验期间每周监测小鼠体重和空腹血糖。给药结束后进行葡萄糖耐量试验，处死小鼠后收集胰腺和肝脏组织进行后续检测[1]。
\n帕金森病小鼠模型实验：8周龄C57BL/6小鼠被随机分为对照组、模型组和治疗组（每组10只小鼠）。模型组和治疗组均腹腔注射MPTP建立帕金森病模型（每日一次，连续5天）。从造模第2天开始，治疗组腹腔注射MSDC-0160（10 mg/kg，溶于5% DMSO + 生理盐水），每日一次，连续14天；对照组和模型组注射等体积的溶剂。实验结束前，进行转棒试验评估运动功能，处死小鼠后采集脑组织进行多巴胺含量检测和免疫组织化学分析[2]

在糖尿病小鼠中给药4周后，与对照组相比，血清ALT、AST、肌酐和尿素氮水平无显著差异，肝肾组织病理切片未见明显损伤[1]
- 在PD小鼠中给药14天后，体重无明显下降（体重变化率≤3%），未观察到腹泻或震颤等毒性反应，脑组织未见异常炎症或坏死[2]

[1]. Novel insulin sensitizer modulates nutrient sensing pathways and maintains β-cell phenotype in human islets. PLoS One. 2013 May 1;8(5):e62012.

[2]. Mitochondrial pyruvate carrier regulates autophagy, inflammation, and neurodegeneration inexperimental models of Parkinson's disease. Sci Transl Med. 2016 Dec 7;8(368):368ra174.

5-[[4-[2-(5-乙基-2-吡啶基)-2-氧代乙氧基]苯基]甲基]噻唑烷-2,4-二酮是一种芳香醚。
米格列酮已用于研究2型糖尿病和阿尔茨海默病治疗的临床试验。

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人类β细胞数量扩增的主要瓶颈是增殖受限、β细胞表型丧失和细胞凋亡增加。在我们之前的研究中，Wnt和mTOR信号通路的激活显著增强了人类β细胞的增殖。然而，分离的人类胰岛表现出胰岛素信号通路抵抗，部分原因是mTOR/S6K1信号通路的慢性激活导致胰岛素信号通路的负反馈，以及Akt磷酸化和胰岛素含量的降低。我们评估了一种新型胰岛素增敏剂MSDC-0160对恢复人类β细胞胰岛素/IGF-1敏感性和胰岛素含量的影响。这种新型噻唑烷二酮类药物（TZD）与PPARγ的结合和激活亲和力较低，在糖尿病小鼠模型中具有胰岛素增敏作用，并在II期临床试验中显示出降低血糖的能力。MSDC-0160治疗人胰岛可增加AMPK活性并降低mTOR活性。这与IGF-1诱导的Akt和GSK-3磷酸化恢复以及Pdx1蛋白表达增加有关。此外，MSDC-0160与IGF-1和8 mM葡萄糖联合使用可增加β细胞特异性基因胰岛素、pdx1、nkx6.1和nkx2.2的表达，并在不改变葡萄糖刺激的胰岛素分泌的情况下维持胰岛素含量。人胰岛无法同时促进DNA合成和维持β细胞表型。锂诱导的GSK-3抑制可促进DNA合成，从而阻断MSDC-0160维持β细胞表型的能力。相反，MSDC-0160通过阻断β-catenin的核转位来抑制DNA合成的增加。由于这些过程涉及相互拮抗的通路，我们采用了一种体外序贯策略，首先诱导人胰岛DNA合成，然后用MSDC-0160促进β细胞表型和胰岛素含量。这种新一代PPARγ保护性胰岛素增敏剂可能为缓解人胰岛固有的胰岛素信号通路抵抗提供一种初步工具，而这种抵抗对于在β细胞扩增过程中维持β细胞表型至关重要，从而有望用于糖尿病治疗。[1] MSDC-0160是一种新型胰岛素增敏剂，属于噻唑烷二酮衍生物。与传统噻唑烷二酮类药物（如罗格列酮）不同，MSDC-0160 不直接激活 PPARγ，而是通过调节线粒体代谢和营养感知通路发挥作用，从而避免体重增加等副作用[1]。MSDC-0160 维持胰岛β细胞表型的机制与激活 AMPK、抑制 mTOR 和降低内质网应激有关，为 2 型糖尿病的胰岛保护治疗提供了新的方向[1]。在帕金森病模型中，MSDC-0160 通过抑制 MPC 调节线粒体丙酮酸代谢，减少神经元损伤，并抑制小胶质细胞活化和炎症反应，发挥神经保护作用[2]。MSDC-0160 的双重作用（代谢调节、抗炎和神经保护）表明其在代谢相关神经退行性疾病中具有潜在的应用价值。 [1][2]

C19H18N2O4S

370.4222

370.098

C, 61.61; H, 4.90; N, 7.56; O, 17.28; S, 8.65

146062-49-9

1628078-14-7 (R-isomer);146062-49-9 (racemic);1628078-13-6 (S-isomer);

10429242

Off-white to light yellow solid powder

1.3±0.1 g/cm3

623.8±55.0 °C at 760 mmHg

331.1±31.5 °C

0.0±1.8 mmHg at 25°C

1.619

2.84

114.15

1

6

7

26

534

0

S1C(N([H])C(C1([H])C([H])([H])C1C([H])=C([H])C(=C([H])C=1[H])OC([H])([H])C(C1C([H])=C([H])C(=C([H])N=1)C([H])([H])C([H])([H])[H])=O)=O)=O

IRNJSRAGRIZIHD-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C19H18N2O4S/c1-2-12-5-8-15(20-10-12)16(22)11-25-14-6-3-13(4-7-14)9-17-18(23)21-19(24)26-17/h3-8,10,17H,2,9,11H2,1H3,(H,21,23,24)

5-[[4-[2-(5-ethylpyridin-2-yl)-2-oxoethoxy]phenyl]methyl]-1,3-thiazolidine-2,4-dione

Mitoglitazone; CAY10415; MSDC 0160; CAY 10415; MSDC-0160;CAY-10415; CAY 10415; CAY-10415; MSDC0160; CAY10415; 5-(4-(2-(5-ethylpyridin-2-yl)-2-oxoethoxy)benzyl)thiazolidine-2,4-dione; MSD-9;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

DMSO: <1 mg/mL
Water: <1 mg/mL
Ethanol: <1 mg/mL

配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (6.75 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

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配方 2 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (6.75 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (6.75 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。