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川芎嗪衍生物在制备治疗肝纤维化药物中的应用.pdf

  • 上传人：00****42
  • 文档编号：6687391
  • 上传时间：2019-09-04
  • 格式：PDF
  • 页数：11
  • 大小：1.58MB
    • 摘要
    申请专利号：

    CN201110083086.5

    		 申请日：

    20110402
    公开号：

    CN102198137B

    		 公开日：

    20120801
    当前法律状态：

    		有效性：

    失效
    法律详情：

    IPC分类号：

    A61K31/4965,A61P1/16,C07D241/12

    		 主分类号：

    A61K31/4965,A61P1/16,C07D241/12
    申请人：

    南京中医药大学
    发明人：

    郑仕中,陆茵,倪春艳,李伟,吕旋,张峰,严令耕,王爱云
    地址：

    210046 江苏省南京市栖霞区仙林大学城仙林大道138号
    优先权：

    CN201110083086A
    专利代理机构：

    		代理人：

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    内容摘要

    本发明属于制药领域，公开了川芎嗪衍生物(2，5-二羟甲基-3，6-二甲基吡嗪)在制备抗肝纤维化药物中的应用。该川芎嗪衍生物的化学名为2，5-二羟甲基-3，6-二甲基吡嗪，其分子式为C8H12N2O2。本发明研究发现该川芎嗪衍生物从体内和体外实验均表现出良好的抗肝纤维化作用。

    权利要求书

    1.2，5-二羟甲基-3，6-二甲基吡嗪在制备抗纤维化疾病中的应用，所述疾病为肝纤维化。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及一种化学名为2，5-二羟甲基-3，6-二甲基吡嗪的川芎嗪衍生物(H168)，尤其是 涉及H168在制备抗肝纤维化药物中的应用。

    背景技术

    肝纤维化(Hepatic Fibrosis)是继发于各种形式慢性肝损伤(包括病毒性肝炎，酗酒，药物 作用，代谢性疾病)之后组织修复过程中的代偿反应，也是慢性肝病发展为肝硬化必经的病 理过程。肝炎是我国发病率较高的疾病之一，就目前而言我国的肝病状况不容乐观，肝纤维 化的发病率持续上升，现已成为我国卫生部门最关心、重视的课题之一。

    纤维化的实质是肝内细胞外基质(Extracellular matrix，ECM)合成大于降解导致大量ECM 过度沉积。ECM主要来源于肝星状细胞(Hepatic stellate cells，HSC)，又称储脂细胞、Ito细胞、 维生素A储存细胞等，是肝脏间质细胞之一，位于肝细胞与窦内皮细胞间的Disse腔内，约 占肝脏非实质细胞总数的1/3，与肝窦内皮细胞和肝细胞紧密接触。正常时呈静止状态，不合 成或仅合成少量基质，但在肝组织损伤时刺激HSC活化并转变为肌成纤维细胞 (Myofibroblasts-like cells，MFB)，收缩迁移表现为细胞增殖。活化的HSC形态和功能的改变 奠定了HSC在纤维化形成中的关键作用，HSC激活和增生是纤维化发生的中心环节。探讨抑 制HSC活化和诱导其凋亡的机制及寻找有效的抗纤维化的药物至关重要，已引起国内外学者 越来越多的关注。

    近年来，国内外学者针对肝纤维化的形成机制，提出了一系列抗肝纤维化治疗药物和方 法，如肾上腺皮质素、干扰素等治疗，但疗效不佳。秋水仙在抗肝纤维化方面的疗效得到了 肯定，但毒副作用大，不宜长期使用。中药复方及单体药物抗肝纤维化的作用一直是国内外 科研及临床研究的重点和热点。目前，我国已出现相关抗肝纤维化的复方，但其均为中药大 复方粗制剂，具有服用量大，服用周期长，疗效不确切，治疗机理不明确等缺点。中药单体 的研究近年来取得了较大成果，如姜黄素抗肝纤维化的机制已经明确，但胃肠道不易吸收。 这就迫使我们需要寻求一种新的易吸收的、适合于临床应用的药物。

    川芎(ligusticum chuanxiong)，为伞形科蒿木属植物的根茎，性辛、温，辛香行散，温通 血脉，功能活血行气，消散淤血，祛风止痛，被前人誉为血中之气药。川芎嗪是由川芎的根 茎提取的有效成分，学名为2，3，5，6-四甲基吡嗪(tetramethylpyrazine，TMP)，为吡嗪类生物碱。 分子式：C8H12N2，分子量：136.20，无色针状结晶，熔点80-82℃(显微测定)，沸点190℃。具 有特殊异臭，有吸湿性，易升华。易溶于热水、石油醚，溶于氯仿、稀盐酸，微溶于乙醚，不 溶于冷水。

    川芎嗪有活血化瘀，抗血小板凝聚，扩张小动脉，改善微循环，抗氧化，拮抗钙离子及 抗纤维化等作用。近年来，川芎嗪抗组织器官纤维化方面的作用受到关注，其对心肌纤维化、 肺纤维化、肾纤维化都有公认的疗效，而且川芎嗪发挥以上抗纤维化作用的机制基本相同。 鉴于川芎嗪具有代谢快、半衰期短等不利于临床应用的药代学特点，对川芎嗪代谢产物的活 性进行分析，确定川芎嗪抗肝纤维化活性的必须部位和可取代部位，通过构效分析，初步确 定川芎嗪的吡嗪环为其药效必须部位，所连接的四个取代基为可修饰基团，因此有目的性和 针对性地对川芎嗪侧链进行改造，得到所需要的抗肝纤维化药物，化学名为2，5-二羟甲基-3，6- 二甲基吡嗪的川芎嗪衍生物。

    利用川芎嗪衍生物抗肝纤维化的研究，还未见有报道。

    发明内容

    发明目的：为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种2，5-二羟甲基-3，6-二甲基吡 嗪在制备抗纤维化疾病中的应用，所述疾病为肝纤维化。

    技术方案：本发明的技术方案是体内研究观察H168对大鼠肝功能的检测及肝纤维化相关 指标的测定等。本发明采用大鼠肝纤维化模型及肝星状细胞细胞株HSC-T6，研究H168在大 鼠整体、体外的细胞水平、分子水平上对HSC-T6的增殖、凋亡和相关信号转导通路中关键 蛋白表达情况等作用效果，揭示H168抗肝纤维化药物的分子机制，确定其可能的作用靶点， 为制备抗肝纤维化药物提供了重要依据。

    本发明所涉及的抗肝纤维化药物，是H168按照常规的药物制剂工艺制备成一种适合临床 上使用的药物制剂，并具备显著的抑制细胞增殖和诱导凋亡的疗效。

    有益效果：所述川芎嗪衍生物代号H168，是伞形科藁本属植物川芎中分离所得的生物碱 类化合物川芎嗪的衍生物，其化学名称是2，5-二羟甲基-3，6-二甲基吡嗪，分子式为C8H12N2O2， 其结构式如下：

    所述的H168主要通过体内观察H168对大鼠肝功能的检测及肝纤维化相关指标的测定；体 外对肝星状细胞增殖、凋亡等来研究H168抗肝纤维化作用。实验表明，H168具有优良的抗肝 纤维化效果，不管是在整体对大鼠肝纤维化模型，还是抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡都有很 强的作用。所述的H168是一种具有抗肝纤维化作用的新化合物，可以用于制备抗肝纤维化药 物。

    附图说明

    图1为H168对HSC-T6增殖的影响；

    图2为H168对HSC-T6的细胞毒性作用；

    图3为不同浓度H168对HSC-T6细胞凋亡率的影响；

    图4为H168对HSC-T6的Bcl-2、Bax和Caspase-3蛋白表达的影响。

    具体实施方式

    体内试验

    实施例1：观察H168对大鼠肝纤维化的作用

    1.1动物

    清洁级SD大鼠60只，雄性，体质量(200±20)g，由上海斯莱克公司提供，许可证号： SCXK(沪)2007-0005。

    1.2药物与主要试剂

    H168(由南京中医药大学李伟教授惠赠)，CCl4(南京化学试剂厂产品批号：20090120)， ALT、AST、ALP测定试剂盒(购自南京建成生物工程研究所)，LN、HA、PCIIIELISA试剂盒 (自上海西诺生物科技有限公司)。

    1.3主要仪器

    全自动生化仪(日立型号：7020)。

    1.4动物分组

    随机分为5组，每组12只。

    1.5动物模型的建立

    将CCl4制成50％橄榄油剂，按1ml/kg体重在每只大鼠腹腔注射，第一周三次，第二周后 每周二次，同时喂以10％的酒精饮料，共六周。除正常组(腹腔注射相同体积生理盐水)外， 余组均同步予以造模。

    1.6治疗方法

    药物治疗组：每日治疗1次，一周6日，灌胃给药H168100mg/kg、200mg/kg、300mg/kg， 共6周。模型组：每日1次，一周6日，灌胃给200mg/kg生理盐水，共6周。

    1.7指标检测

    治疗与造模结束后，将所有的大鼠通过颈总动脉取血，离心后分离血清，使用半自动生 化仪检测大鼠ALT(丙氨酸转氨酶)、AST(天门冬氨酸转氨酶)、ALP(血清碱性磷酸酶)含 量，使用ELISA试剂盒检测大鼠血清HA(透明质酸)、LN(层粘连蛋白)、PCIII(III型前胶原)的 含量。

    1.8统计学方法

    实验数据用均数±标准差(x±s)表示，采用EXCEL软件进行统计分析。组间均数比较用 方差分析，t检验，以P＜0.05为差别有统计学意义。

    1.9结果

    H168对大鼠血清指标ALT、AST、ALP的影响

    ALT、AST、ALP主要为细胞内酶，正常机体血清中这三种酶活性很低，当肝细胞损伤 时，细胞内酶大量入血，从而引起血液中这三种酶的活性升高，临床上也用ALT、AST、ALP 作为比较敏感的肝功能检测指标，它的升高标志着肝细胞膜和细胞器的损伤。(见表一)

    表一：各组大鼠血清指标ALT、AST、ALP检测结果(x±s)

    (与正常组相比*P＜0.05，**P＜0.01)

    H168对大鼠纤维化血清指标HA、LN、PCIII的影响

    HA是一种广泛存在于细胞外基质中的高分子多糖，由肝内间质细胞主要是HSCs合成， 主要由肝窦内皮细胞进行降解。因此，HA可以反映肝脏的损伤程度和纤维化的发展变化。 LN是一种大分子非胶原糖蛋白，由肝星状细胞合成后主要分布于基底膜的透明层中。肝纤维 化，肝星状细胞大量合成和分泌胶原、LN等间质成分，形成完整的基底膜。PCIII是III型前 胶原分泌至肝细胞外沉积前，PCIII升高反映的是肝脏纤维增生活跃。(见表二)

    表二：各组大鼠血清肝纤维化指标HA、LN、PCIII检测结果(x±s)

    (与正常组相比*P＜0.05，**P＜0.01)

    以上结果表明：模型组动物ALT、AST、ALP、HA、LN、PCIII较生理盐水组明显升高， 具有显著意义；H168具有良好的抗肝纤维化作用，随着H168剂量的增加，ALT、AST、ALP、 HA、LN、PCIII等肝损伤指标下降明显，具有显著意义。

    结论：H168能够明显改善大鼠肝纤维化。

    体外实验

    实施例1：观察H168对肝星状细胞增殖抑制作用(细胞增殖活性的检测)

    1.1实验用主要细胞

    HSC-T6(购自中科院上海细胞所)。

    1.2实验药物及主要试剂

    H168(由南京中医药大学李伟教授惠赠)，盐酸川芎嗪(浙江杭州中香化学有限公司批 号：20070323)。

    DMEM(美国GIBCO公司批号：1340114)，PBS(实验室自制)，小牛血清(天津市洋 生物制品科技有限公司批号：QWTC0701)，Trypsin(AMRESCO公司批号：2009/08)，EDTA (AMRESCO公司，批号：200910)，生理盐水(上海华源长富药业有限公司批号：070405045)， MTT(Promega公司，批号：G111A22258402)DMSO(上海久亿化学试剂有限公司，批号： 20090209)。

    1.3主要仪器

    莱卡倒置荧光显微镜(德国莱卡公司型号：DM1L)，精密移液器(法国吉尔森公司型 号：P2)，全自动高压灭菌锅(日本SANYO公司型号：MLS-3020)，超净工作台(苏净集团 安泰公司制造型号：SW-CJ-ZFD)，超低温冰箱(美国纽艾尔公司型号：Nu-6511)，CO2 培养箱(FORMA型号：3111)，纯水仪(美国Spring公司型号：S/N 020579)，电子天平(德 国赛多利斯有限公司型号：BT323S)，台式电热鼓风干燥箱(上海精密实验设备公司型号： DHG9123A)，冰箱(西门子公司型号：KG18V21TI)，液氮罐(CBS型号：2001)，离心机 (上海安亭科学仪器厂型号：KA-1000)，PH计(HANNA公司型号：HI-221)，可见-紫外 光微孔板检测仪(美国MD公司型号：SPECTRAMAX 190)。

    1.4实验方法

    取生长状态良好的HSC-T6细胞，用胰蛋白酶消化成细胞悬液，接种于96孔板中，4× 104/孔。常规培养24h后，弃去培养基，细胞分为对照组：加入含有0.4％小牛血清的高糖DMEM 培养基(6个复孔)，分别加入H168使其终浓度分别为0、0.5、2.5、5、10、25、50、100μM 及川芎嗪30μM作对照，所有孔均为180μl体系。加药培养24h后，于各孔分别加入20μl浓 度为0.5％的MTT，置于37℃、5％CO2培养箱内孵育，4h后加入200μlDMSO，在微型振荡 器震荡5min后，用全自动酶标仪在490nm波长处测定各孔A值。根据所测的药物组和对照组 细胞的吸光度值的比值计算出药物对细胞增殖的抑制率，探索药物对细胞生长规律的影响。

    1.5结果结论

    结果表明：MTT法表明H168在5μM能够抑制HSC-T6增殖，与川芎嗪30μM作用相仿， 且抑制作用随药物剂量的增大而增强，呈现量效关系；与对照组比较差异显著，H168在25μM 能够显著抑制HSC-T6增殖(P＜0.01)。(见图1)

    结论：H168能够显著抑制肝星状细胞增殖。

    实施例2：H168对肝星状细胞的细胞毒作用(细胞毒性测定)

    2.1实验用主要细胞

    HSC-T6(购自中科院上海细胞所)。

    2.2实验药物及主要试剂

    H168(由南京中医药大学李伟教授惠赠)，盐酸川芎嗪(浙江杭州中香化学有限公司批 号：20070323)。

    DMEM(美国GIBCO公司批号：1340114)，PBS(实验室自制)，小牛血清(天津市洋 生物制品科技有限公司批号：QWTC0701)，Trypsin(AMRESCO公司批号：2009/08)，生 理盐水(上海华源长富药业有限公司批号：070405045)，乳酸脱氢酶测定试剂盒(南京建成 批号：JC-A0020)。

    2.3主要仪器

    莱卡倒置荧光显微镜(德国莱卡公司型号：DM1L)，精密移液器(法国吉尔森公司型 号：P2)，全自动高压灭菌锅(日本SANYO公司型号：MLS-3020)，超净工作台(苏净集 团安泰公司制造型号：SW-CJ-ZFD)，超低温冰箱(美国纽艾尔公司型号：Nu-6511)，CO2 培养箱(FORMA型号：3111)，纯水仪(美国Spring公司型号：S/N 020579)，电子天平(德 国赛多利斯有限公司型号：BT323S)，台式电热鼓风干燥箱(上海精密实验设备公司型号： DHG9123A)，冰箱(西门子公司型号：KG18V21TI)，液氮罐(CBS型号：2001)，离心机 (上海安亭科学仪器厂型号：KA-1000)，PH计(HANNA公司型号：HI-221)，可见-紫外 光微孔板检测仪(美国MD公司型号：SPECTRAMAX 190)。

    2.4实验方法

    采用乳酸脱氢酶(LDH)活性释放分析进行。取生长状态良好的HSC-T6细胞，用0.25％ 的胰酶消化成细胞悬液，接种于48孔板中，8×104/孔。常规培养24h后，弃去培养基，加入 含有0.4％小牛血清的高糖DMEM培养基和盐酸川芎嗪，使药物终浓度分别为0、5、10、25、 50、100、150、200μM及川芎嗪100μM，所有孔均为200μl体系。37℃、5％CO2培养箱内孵 育24h后轻轻吸取细胞上清按试剂盒说明书操作进行检测。实验重复3次。

    2.5结果结论

    结果表明：乳酸脱氢酶(LDH)活性释放法表明H168在5～150μl无明显细胞毒作用。(见 图2)

    结论：H168抑制抑制肝星状细胞增殖的作用不是由于其直接细胞毒作用。

    实施例3：H168诱导肝星状细胞凋亡的检测(流式细胞仪测定细胞凋亡率)

    3.1实验用主要细胞

    HSC-T6(购自中科院上海细胞所)。

    3.2实验药物及主要试剂

    H168(由南京中医药大学李伟教授惠赠)，盐酸川芎嗪(浙江杭州中香化学有限公司批 号：20070323)。

    DMEM(美国GIBCO公司批号：1340114)，PBS(实验室自制)，小牛血清(天津市洋 生物制品科技有限公司批号：QWTC0701)，Trypsin(AMRESCO公司批号：2009/08)，生 理盐水(上海华源长富药业有限公司批号：070405045)，凯基Annevin V-FITC细胞凋亡检 测试剂盒(凯基生物批号：KGA107)。

    3.3主要仪器

    莱卡倒置荧光显微镜(德国莱卡公司型号：DM1L)，精密移液器(法国吉尔森公司型 号：P2)，全自动高压灭菌锅(日本SANYO公司型号：MLS-3020)，超净工作台(苏净集团 安泰公司制造型号：SW-CJ-ZFD)，超低温冰箱(美国纽艾尔公司型号：Nu-6511)，CO2培养箱(FORMA型号：3111)，流式细胞仪(美国Bio-Rad公司)。

    3.4实验方法

    将生长良好的HSC-T6用0.25％胰酶消化后DMEM培养液制成细胞悬液，调整细胞浓度 分别接种于6孔板中，3×105个细胞/孔。待细胞贴壁，呈单层融合后(约12h)，弃去上清液， 更换为含0.4％小牛血清的DMEM培养液，并加入盐酸川芎嗪，使其终浓度分别为0、1、2.5、 5、10、25μM，培养24h后用不含EDTA的胰酶收集细胞，PBS洗细胞2次，收集1-5×105细胞，按试剂盒说明分别加入染料，避光作用5-15min后用流式细胞仪测定。实验重复3次。

    3.5结果结论

    结果表明：H168能够诱导肝星状细胞凋亡。在10μM时能够诱导细胞凋亡，这种作用具 有浓度依赖性，当作用浓度达到25μM时，与对照组相比可显著诱导细胞凋亡(P＜0.01)。(见 表三、图3)

    表三H168对HSC-T6细胞凋亡率的影响(x±s，n＝3)

    (与正常组相比*P＜0.05，**P＜0.01)

    结论：H168能够通过促进肝星状细胞凋亡发挥抗肝纤维化作用。

    实施例4：H168对肝星状细胞中凋亡代表性蛋白Caspase-3、bax和bcl-2蛋白表达的影响 4.1实验用主要细胞

    HSC-T6(购自中科院上海细胞所)。

    4.2实验药物及主要试剂

    H168(由南京中医药大学李伟教授惠赠)，盐酸川芎嗪(浙江杭州中香化学有限公司批 号：20070323)。

    DMEM(美国GIBCO公司批号：1340114)，PBS(实验室自制)，小牛血清(天津市洋 生物制品科技有限公司批号：QWTC0701)，Trypsin(AMRESCO公司批号：2009/08)，EDTA (AMRESCO公司批号：0105)，无水乙醇(上海化学试剂有限公司批号：20060615)，BCA 试剂盒(PIERCE批号：EF60968)，Bcl-2/Bax Antibody(Santa cruz)，Caspase-3Antibody(Santa cruz)，β-actin monoclonal antibody(Bioworld批号：MB2237)，Goat anti-Rabbit IgG(H&L)-HRP Bioworld)。

    4.3主要仪器：

    莱卡倒置荧光显微镜(德国莱卡公司型号：DM1L)，精密移液器(法国吉尔森公司型 号：P2)，全自动高压灭菌锅(日本SANYO公司型号：MLS-3020)，超净工作台(苏净集 团安泰公司制造型号：SW-CJ-ZFD)，超低温冰箱(美国纽艾尔公司型号：Nu-6511)，CO2培养箱(FORMA型号：3111)，电泳仪(北京六一仪器厂型号：DYY-C)，电泳槽 (Bio-Rad)，电热恒温水浴锅(上海精宏实验设备有限公司型号：DK-8D)，制冰机 (SCORTSMAN型号：AF10)，PVDF膜(Roche公司货号：3010040)，X-光片(Kodak公 司)。

    4.4实验方法

    取对数期的细胞用0.25％的胰蛋白酶消化制成1×106/ml细胞悬液，于直径为90mm的培 养皿中各加入1ml细胞悬液(10ml体系)。24h后换为含0.4％小牛血清的培养基并加入药物， 使药物终浓度分别为0、1、2.5、5、10、25μM，37℃、5％CO2培养箱培养24h后提取蛋白 并采用BCA法测定蛋白浓度(见说明书)。变性后取50μg上样，用10％分离胶、5％浓缩胶 电泳：0.02A每块胶，至溴酚蓝消失。之后转到硝酸纤维素膜上。Western blot检测Caspase-3、 Bax、Bcl-2的表达。(一抗Caspase-31∶200；一抗Bcl-2/Bax 1∶200；GAPDH1∶10000，4 ℃孵育过夜后加1∶20000辣根过氧化物酶标记的羊抗兔IgG。按0.1ml/cm加入化学发光试剂。

    4.5结果结论

    结果表明：Wsetern Blot结果表明H168能够通过影响Bax、Bcl-2、Caspase-3蛋白的表达 诱导HSC-T6细胞凋亡。随着药物浓度的增大，Bcl-2/Bax比率下调、Caspase-3表达上调， 表明H168能够通过影响这些蛋白的表达诱导HSC-T6凋亡。(图4)

    结论：H168能够通过调节凋亡蛋白的表达发挥抗肝纤维化作用。

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