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AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)是细胞和整体能量代谢的监控器，在体内缺血、缺氧、饥饿、电刺激和热休克等生理或病理条件下，AMP/ATP比例上升从而激活AMPK。AMPK一旦被激活，它能开启生成能量的分解代谢途径（如葡萄糖吸收、糖酵解、脂肪酸氧化和线粒体生成），关闭消耗能量的合成代谢途径（如蛋白质、脂肪酸和胆固醇的合成），使细胞和机体的能量状态达到平衡。AMPK活性在肝脏、骨骼肌、脂肪组织、胰岛β细胞、心脏和中枢神经系统的正常生理调控中发挥重要作用。AMPK激活剂是一个非常有前景的治疗二型糖尿病与代谢综合症的制剂。AMPK成为抗糖尿病以及心血管疾病的潜力新靶点，国际各大制药公司纷纷立项并投入巨大研究力量试图发现AMPK的直接激活剂，用于相关疾病的治疗与干预。目前已有一些AMPK激活剂的报道，它们的机制各不相同，其中包括间接激活剂和直接激活剂。 利用实验室已建立的分子水平和细胞水平药物筛选平台找寻AMPK的小分子直接激活剂，发现了具有新颖结构的小分子激活剂ZRT407。ZRT407可激活L6肌管细胞中AMPK并促进对葡萄糖的消耗能力;ZRT407可激活肝细胞中AMPK，降低肝细胞中的甘油三脂(TAG)含量并抑制肝糖异生反应。初步药物代谢研究表明ZRT407具有较好的口服生物利用度;口服给药5周ZRT407可有效改善自发性二型糖尿病db/db小鼠的葡萄糖耐量、降低空腹血糖水平和血浆甘油三脂等指标。总体而言，AMPK小分子直接激活剂ZRT407可在分子水平和细胞水平激活AMPK并提高肝细胞和肌细胞内的糖脂代谢功能，长期给药可改善整体动物糖脂紊乱症状，但效果较弱未达到靶向AMPK的抗糖尿病候选药物的目标，有待于进一步的优化。 基于抗原抗体作用原理和均相时间分辨荧光能量共振转移技术(HTRF)建立的靶向AMPK小分子调节剂筛选模型，药物化学家以ZRT407为先导化合物合成了系列衍生物，通过活性筛选形成了靶向AMPK的系统构效关系研究，得到候选化合物ZM582m。细胞水平研究结果表明，ZM582m可浓度梯度依赖地提高L6肌管细胞和原代肝细胞中AMPK及下游ACC的磷酸化，且不影响 AMP/ATP和ADP/ATP比率;ZM582m可浓度梯度依赖地促进L6肌管细胞的葡萄糖吸收、抑制原代肝细胞的葡萄糖异生和HepG2细胞的脂质合成。采用工具化合物compound C和无活性AMPK-DN干扰表达研究表明ZM582m的生物学功能依赖于其对AMPK信号通路的激活作用。 针对候选化合物ZM582m开展初步的成药性评价研究。初步药物代谢研究表明ZM582m以10mg/kg剂量灌胃给予ICR小鼠，血药浓度达峰时间为0.5h，Cmax为2536 ng/ml，半衰期为1.21小时，具有较为理想的血药浓度与暴露量;药物组织分布研究表明ZM582m在靶组织脂肪组织(120 ng/g)和肝组织(60 ng/g)内具有较好的分布，脑组织内几乎不分布。初步的亚急性毒性研究表明，14天口服给予ICR小鼠300mg/kg剂量ZM582m未检测到明显的生物学毒性指标变化，表明ZM582m具有较好的安全窗口。良好的口服生物利用度与亚急性安全窗口，表明ZM582m具有良好的成药性质，值得进一步研究开发。采用自发性二型糖尿病ob/ob小鼠慢性口服给药，考察ZM582m对ob/ob小鼠的糖脂代谢功能改善作用。ZM582m在不影响小鼠摄食和体重的前提下，可剂量依赖地降低ob/ob小鼠的空腹血糖水平、改善ob/ob小鼠的口服葡萄糖负荷耐受能力和胰岛素敏感性。ZM582m长期治疗可剂量依赖地降低ob/ob小鼠附睾脂肪、皮下脂肪和肾周脂肪的占体重比重，降低血浆中游离脂肪酸(NEFA)和胰岛素的水平。ZM582m长期给药可有效降低ob/ob小鼠肝脏中的甘油三脂和胆固醇水平，降低参与糖异生作用和脂质合成作用的关键基因表达丰度。综合考虑ZM582m的药物代谢性质、亚急性安全性质以及良好改善糖脂代谢作用，提示ZM582m是一个有潜力的治疗二型糖尿病候选药物。 针对ZM582m激活AMPK的作用机制研究表明，ZM582m不仅可以直接变构激活AMPK，同时也可类似于AMP和A769662抵抗PP2C对AMPK的Thr-172去磷酸化作用，从而提高细胞内的AMPK磷酸化水平。ZM582m对AMPK的激活作用可与AMP或A769662相叠加，提示ZM582m激活AMPK的作用机制不同于AMP或A769662。ZM582m可以激活含不同亚基类型的12种AMPK三亚基组合，表明ZM582m激活AMPK没有亚基选择性，而A769662只能激活含有β1亚基的AMPK。采用不同截短的AMPKα催化亚基考察ZM582m的激活作用，结果表明ZM582m不仅可激活包含自抑制区的α亚基还可激活仅含有催化结构域的α亚基，提示ZM582m是通过与激酶结构域相互作用来实现对AMPK的变构激活，不同于任何已经公开报道的AMPK激活剂。 综上所述，我们采用基于HTRF技术的AMPK筛选方法，发现了系列AMPK小分子激活剂，经优化后获得变构激活剂ZM582m; ZM582m可在分子水平和细胞水平显著激活AMPK，且不影响细胞内的AMP/ATP和ADP/ATP比率;ZM582m可有效改善代谢型细胞内的糖脂代谢作用，并依赖于AMPK的激活作用。初步的成药性评价研究表明，ZM582m具有较好的口服生物利用度，高于药效学10倍剂量的300 mg/kg剂量口服给予ICR小鼠14天，未发现明显的毒性指标改变;ZM582m慢性口服6周可以显著改善ob/ob小鼠的糖脂代谢紊乱，表明ZM582m是一个有潜力的二型糖尿病候选药物。ZM582m的作用机制研究发现其可以通过与AMPK激酶结构域相互作用来变构激活AMPK，这是一种全新的激活AMPK作用方式。