法尼醇受体α（farnisoid X recptorα，FXRα）是代谢相关核受体的重要组成成员之一，它不仅调节胆固醇及胆汁酸代谢的平衡，在糖脂代谢平衡中也起着重要调控作用。FXRα的激动剂对代谢性疾病具有改善作用，但是完全激动FXRα也存在着一定的副作用，如降低高密度脂蛋白水平，长期给药可能加重肥胖等。目前，一系列研究证明FXRα的拮抗剂也可能存在积极的调节作用。但由于缺少FXRα与拮抗剂的复合物晶体结构，影响了FXRα功能的进一步研究，也限制了基于FXRα结构的拮抗剂药物设计进展。基于此，我们主要开展了FXRα新型拮抗剂的发现与其在代谢性疾病中的应用研究。通过筛选得到了3个具有FXRα拮抗活性的小分子，同时以这些小分子为探针，应用生物化学、生物物理学、细胞生物学、计算生物学及结构生物学等方法，研究了这些小分子作用于FXRα的分子机制以及评价了它们抗代谢相关疾病的活性。　　本论文工作内容共分为三部分。在第一部分中，我们首次发现PPAR的内源性配体15d-PGJ2在分子及细胞水平上也表现为FXRα的拮抗剂。进而我们研究了15d-PGJ2对FXRα下游基因的调节作用，对胆固醇及胆汁酸水平的影响。最后通过分子模拟及突变实验，解释了15d-PGJ2拮抗FXRα活性的分子机制。由于FXRα在肝脏的胆汁酸以及糖脂代谢过程中起着重要的作用，我们的研究可能为15d-PGJ2在体内具有多靶点的性质提供了新的证据，另外15d-PGJ2也可以作为一个先导化合物用于抗高胆固醇血症的药物发现中。　　在第二部分中，基于实验室前期研究的化合物进行改造及筛选，我们又发现一个新型选择性FXRα拮抗剂NDB，并在分子和细胞水平对其进行了验证和下游调控基因的研究。同时在糖尿病小鼠模型中的实验也表明NDB具有调节糖脂代谢相关基因的作用。另外，我们还应用结构生物学手段首次获得了hFXRα-LBD与拮抗剂NDB的复合物晶体结构。在此结构中，我们发现拮抗剂NDB诱导hFXRα-LBD蛋白形成同源二聚体，每个单体蛋白分别结合一个NDB分子。与经典的hFXRα-LBD与激动剂的复合物晶体结构相比，NDB诱导hFXRα-LBD单体分子结构发生明显的变化:(1)α螺旋H11变化成两个较小的α螺旋（为了区别，我们称为H11和H112）;(2)在活性调节方面起着重要作用的α螺旋H12在NDB的诱导下形成一个β折叠片和一个小的H12（为了区别，我们称为H122）。此外，这两个单体分子之间通过多个氢键及疏水作用紧密地结合形成同源二聚体。我们的研究首次报导了hFXRα-LBD与其拮抗剂的复合物晶体结构，为揭示NDB对FXRα的拮抗机制提供了有力证据，并为今后靶向FXRα的拮抗剂药物设计提供了新的依据。　　在第三部分中，主要介绍经筛选得到的另外一个FXRα拮抗剂Cpd15，其拮抗活性在分子和细胞水平均得到了验证。进一步的细胞及动物水平实验表明Cpd15能明显降低细胞及肝脏胆固醇的水平。由于在动物水平没有检测到Cpd15对糖尿病小鼠长期血糖水平的调节作用，我们通过对其结构进行了进一步的优化和构效关系研究，获得了若干结构类似的化合物，并从中发现了一个化合物FXR-218能明显减少原代小鼠肝细胞的糖异生水平。我们有期望通过持续地改造优化最终得到针对FXRα的既能降血糖又能降脂的高活性的拮抗剂。　　本论文对FXRα小分子新型拮抗剂15d-PGJ2，NDB和Cpd15进行糖脂代谢方面的研究及评价，从分子和细胞水平阐明了作为FXRα拮抗剂的作用机制，进一步完善了我们对FXRα结构和功能的认识，并为今后基于FXRα的药物研究提供了重要信息。