黃酮類一氧化氮供體型衍生物的合成及抗糖尿病血管并發(fā)癥研究.pdf

1、第一部分、一氧化氮供體型黃酮衍生物的合成研究
　　 背景:黃酮化合物是以C6-C3-C6結(jié)構(gòu)為基本母核的一類廣泛存在于植物中的天然多酚類有機(jī)化合物，具有抗氧化、抗腫瘤、抗衰老、抗過敏、抗炎癥等多種生物活性。近年來，黃酮類化合物一直是國內(nèi)外研究開發(fā)先導(dǎo)化合物和生物活性成份的熱點(diǎn)。
　　 一氧化氮(Nitric oxide，NO)是機(jī)體重要的氣體信息分子，具有多種生物學(xué)效應(yīng)。在機(jī)體多種生理功能的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用，如抑制中性

2、粒細(xì)胞趨化、聚集、黏附；抑制平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移；促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長；抑制低密度脂蛋白氧化和氧化型低密度脂蛋白對內(nèi)皮細(xì)胞的毒性；抑制單核細(xì)胞和血小板黏附于血管壁等多種生理作用。在許多慢性疾病(如糖尿病、高血壓、動脈粥樣硬化等)的早期即存在血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，NO生成減少和或生物利用下降，此時補(bǔ)充外源性NO可平衡機(jī)體某些重要的生理功能而達(dá)到治療疾病的目的。
　　 方法:基于多靶點(diǎn)藥物設(shè)計理念，即提高療效和(或)改善安全性的總體目標(biāo)，

3、我們采用拼合方法設(shè)計合成了幾類白楊素及芹菜素偶聯(lián)不同一氧化氮供體的衍生物，期望這幾類新型化合物，既保留原有母體化合物的藥理作用，又能釋放NO，發(fā)揮NO的生理調(diào)節(jié)作用，這兩部分發(fā)揮協(xié)同或增效的作用，使新化合物較之母體化合物更有效更安全。
　　 合成路線是以白楊素或者芹菜素為母核，將不同類型的NO供體通過不同的中間鏈(如酯基連接鏈)與白楊素或者芹菜素偶聯(lián)，得到不同類型的新化合物，其中NO供體包括硝酸酯類和呋咱氮氧化物兩類。
　

4、　 結(jié)果:設(shè)計合成得到一氧化氮供體型黃酮(白楊素或芹菜素)的新型衍生物共3種不同類型5系列共18個未見文獻(xiàn)報道的新化合物，其中包括硝酸酯類一氧化氮供體型芹菜素衍生物1個系列共3個化合物，呋咱氮氧化物一氧化氮供體型白楊素衍生物2個系列共6個化合物，有機(jī)硝酸酯類一氧化氮供體型白楊素衍生物2個系列共9個化合物，所有目標(biāo)化合物結(jié)構(gòu)均由核磁共振氫譜、質(zhì)譜等表征確認(rèn)其結(jié)構(gòu)。
　　 結(jié)論:基于多靶點(diǎn)藥物設(shè)計理念，采用拼合方法設(shè)計合成白楊素及

5、芹菜素偶聯(lián)不同一氧化氮供體衍生物的方法是可行的。
　　 第二部分、一氧化氮供體型黃酮衍生物體外抗糖尿病血管并發(fā)癥研究
　　 背景：糖尿病是以長期血糖水平升高為基本病理改變的代謝紊亂性疾病，且伴有多臟器損害。糖尿病血管并發(fā)癥是糖尿病致死致殘的主要原因。糖尿病(Diabetes mellitus，DM)血管并發(fā)癥包括微血管病變(糖尿病腎病、糖尿病視網(wǎng)膜病變和糖尿病神經(jīng)病變等)和大血管病變(高血壓、缺血性心臟病、腦血管病、外周

6、血管病變等)。糖尿病血管并發(fā)癥發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，1966年發(fā)現(xiàn)多元醇通路及其活性增強(qiáng)在糖尿病周圍神經(jīng)病變發(fā)病中的作用，首次揭示了糖尿病血管并發(fā)癥的分子機(jī)制。隨后，人們相繼發(fā)現(xiàn)了非酶糖基化終產(chǎn)物(AGEs)增加、蛋白激酶C(PKC)活性增強(qiáng)及氨基己糖通路活化與糖尿病血管并發(fā)癥發(fā)病有關(guān)。但是，臨床上對這些通路分別予以抑制卻未取得預(yù)期的試驗結(jié)果。Brownlee教授于2004年提出糖尿病并發(fā)癥發(fā)病的統(tǒng)一機(jī)制學(xué)說，認(rèn)為經(jīng)典的多元醇途徑、AGEs途徑

7、、PKC途徑和己糖胺途徑均是高糖環(huán)境下線粒體呼吸鏈中氧自由基生成過多的結(jié)果，然而臨床上單純抗氧化治療并不能阻止糖尿病血管并發(fā)癥的發(fā)展。這些研究均提示我們，針對單個分子靶點(diǎn)的藥物對于治療影響多個組織甚至多個系統(tǒng)的疾病如糖尿病及糖尿病血管并發(fā)癥時通常很難達(dá)到預(yù)期效果，而從多角度攻擊疾病系統(tǒng)可以克服許多單靶點(diǎn)藥物的局限性，由此產(chǎn)生的多靶點(diǎn)藥物治療可以同時調(diào)節(jié)疾病網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的多個環(huán)節(jié)，相對于單個分子靶點(diǎn)的藥物來說，這種藥物具有更多的優(yōu)越性，如療

8、效顯著、作用全面、副作用減少、不易產(chǎn)生抗藥性等?；诙喟悬c(diǎn)藥物設(shè)計理念，我們設(shè)計合成了幾類一氧化氮供體型黃酮衍生物，研究其體外抗糖尿病血管并發(fā)癥作用。
　　 方法：通過Griess試劑法，檢測一氧化氮供體型黃酮衍生物體外NO釋放度；通過HepG2肝癌細(xì)胞葡萄糖消耗實驗檢測一氧化氮供體型黃酮衍生物體外促進(jìn)葡萄糖消耗作用；通過豬胰淀粉酶、大鼠腸蔗糖酶、麥芽糖酶及酵母α-葡萄糖苷酶抑制實驗，探討一氧化氮供體型黃酮衍生物體外抑制葡萄糖苷

9、酶的活性；利用體外蛋白質(zhì)非酶糖基化終產(chǎn)物形成抑制實驗來確定一氧化氮供體型黃酮衍生物體外抑制蛋白質(zhì)非酶糖基化終產(chǎn)物形成效應(yīng)；利用牛晶狀體醛糖還原酶，以DL-甘油醛為底物，探討一氧化氮供體型黃酮衍生物體外醛糖還原酶抑制活性；通過清除自由基ABTS、DPPH實驗，探討一氧化氮供體型黃酮衍生物體外清除自由基能力。
　　 結(jié)果：我們設(shè)計合成的一氧化氮供體型黃酮衍生物均具有體外釋放NO的能力，在體外均具有劑量依賴性地抑制酵母葡萄糖苷酶活性、

10、抑制蛋白質(zhì)非酶糖基化產(chǎn)物形成以及醛糖還原酶活性；衍生物3a、3b、3c、9、15a、15b、18b、18c、20a、20b、20c具有劑量依賴性地促進(jìn)HepG2肝癌細(xì)胞葡萄糖消耗的作用，衍生物3b具有體外抑制豬胰淀粉酶及大鼠腸蔗糖酶、麥芽糖酶活性，但后兩者作用較母體化合物芹菜素弱；衍生物10、20b、21a、21b具有體外抑制豬胰淀粉酶及大鼠腸蔗糖酶、麥芽糖酶活性，作用較母體化合物白楊素強(qiáng)；一氧化氮供體型黃酮衍生物體外清除自由基能力均較

11、母體化合物弱。
　　 結(jié)論：一氧化氮供體型黃酮衍生物的多靶點(diǎn)藥物設(shè)計理念是可行的，部分一氧化氮供體型黃酮衍生物可以通過同時調(diào)節(jié)糖尿病血管并發(fā)癥疾病網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的多個環(huán)節(jié)，具有進(jìn)一步開發(fā)成為抗糖尿病血管并發(fā)癥前藥的潛力。
　　 第三部分、o7-硝氧基丁基白楊素體內(nèi)抗糖尿病研究
　　 背景：糖尿病是嚴(yán)重危害人民健康的代謝性疾病，已經(jīng)成為全球的第三大非傳染性疾病。世界衛(wèi)生組織按糖尿病病因和發(fā)病機(jī)制將其大致分為Ⅰ型糖尿病、

12、Ⅱ型糖尿病、特殊類型糖尿病和妊娠期糖尿病。Ⅱ型糖尿病又稱非胰島素依賴型糖尿病，約占糖尿病總?cè)藬?shù)的90％以上。Ⅱ型糖尿病的發(fā)病機(jī)制目前尚不清楚，胰島β細(xì)胞功能障礙與胰島素抵抗被公認(rèn)為是Ⅱ型糖尿病發(fā)病的兩個重要機(jī)制。而糖脂代謝紊亂及由此引發(fā)的氧化應(yīng)激被認(rèn)為是導(dǎo)致糖尿病人β細(xì)胞功能障礙及胰島素抵抗的共同途徑。
　　 方法：采用高糖高脂飼料喂養(yǎng)雄性Wistar大鼠4周后腹腔注射小劑量鏈脲佐菌素(STZ)40mg/Kg，繼續(xù)高糖高脂飼料喂

13、養(yǎng)4周，選擇空腹血糖大于等于7.0和或隨機(jī)血糖大于等于11.0mmol/L的動物為糖尿病大鼠。將模型制備成功的糖尿病大鼠按體重和血糖值隨機(jī)分為6組，分別為糖尿病組、糖尿病羅格列酮治療組(5mg/Kg)、糖尿病O7-硝氧基丁基白楊素(NCH)低劑量治療組(Smg/Kg)、糖尿病O7-硝氧基丁基白楊素(NCH)高劑量治療組(10mg/Kg)、糖尿病O7-丁基白楊素(BCH)治療組(10mg/Kg)、糖尿病白楊素治療組(10mg/Kg)，每組

14、10只，另外取同批10只Wistar大鼠作為正常對照組。所有動物灌胃給藥，每日一次，連續(xù)給藥6周，糖尿病組和正常對照組均灌胃同體積羧甲基纖維素鈉，期間喂飼高糖高脂飼料。每日監(jiān)測進(jìn)食量及進(jìn)水量，每周監(jiān)測體重和血糖。實驗結(jié)束前一天進(jìn)行口服葡萄糖耐量(OGTT)實驗。實驗結(jié)束時，禁食，戊巴比妥鈉麻醉，頸動脈采血測定血糖(BP)、血胰島素(FINS)、糖化血清蛋白(GSP)糖化血紅蛋白水平(GHbAlc)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低

15、密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、血尿酸(BUA)、肌酐(BC)、丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)水平以及胰島素抵抗指數(shù)(IR)，分離胸主動脈檢測離體血管環(huán)張力。
　　 結(jié)果：糖尿病大鼠口服葡萄糖耐量(OGTT)實驗曲線下面積(AUC)、糖化血清蛋白(GSP)、糖化血紅蛋白(GHbA1c)、甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)、高密度脂蛋白(HDL)、空腹血清胰島素(FINS)、丙二醛

16、(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)水平以及胰島素抵抗指數(shù)(IR)都與正常對照鼠有統(tǒng)計學(xué)差異，說明造模成功。NCH5mg/Kg治療組可降低糖尿病大鼠GSP，OGTT實驗30、60分鐘血糖，TG，TC，LDL，MDA，升高HDL，增加血中SOD水平，改善IR；NCH10mg/Kg治療組可降低糖尿病大鼠空腹血糖，GSP，GHbA1c，MDA，升高HIDL，增加血中SOD水平，改善IR；BCH治療組可降低糖尿病大鼠血中MDA，升高HDL，增加

17、血中SOD水平，改善IR；白楊素治療組可降低糖尿病大鼠MDA，升高HDL；羅格列酮治療組可降低糖尿病大鼠GSP，OGTT實驗30分鐘血糖，LDL，MDA，增加血中SOD水平，改善IR。糖尿病大鼠內(nèi)皮依賴的舒張功能較正常大鼠減弱，NCH5，10mg/Kg治療組，白楊素及羅格列酮治療組均能改善糖尿病大鼠內(nèi)皮依賴的舒張功能。
　　 結(jié)論：白楊素一氧化氮供體衍生物NCH可以通過改善糖尿病大鼠糖脂代謝紊亂及氧化應(yīng)激；改善糖尿病大鼠胰島素抵