雙功能一氧化氮供體藥物的設(shè)計(jì)合成及其初步藥效學(xué)研究.pdf

1、社會(huì)的飛速發(fā)展帶給人們飲食和生活方式巨大改善的同時(shí),心腦血管疾病的發(fā)生率也越來越高。缺血性心臟病是嚴(yán)重危害人類健康的常見病與多發(fā)病,心力衰竭是其主要死因。及時(shí)恢復(fù)冠脈血流是挽救急性缺血心肌的根本措施,但心肌在恢復(fù)血流的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致再灌注損傷,即心肌缺血/再灌注損傷,如何有效減輕這種損傷,使再灌注治療最大獲益,成為了缺血性心臟病治療的最大挑戰(zhàn)。
　　肺動(dòng)脈高壓是以肺血管阻力和肺動(dòng)脈壓力升高為特點(diǎn)的一組病理生理綜合征,也是臨床上一種嚴(yán)

2、重且難治的疾病。其病理特征包括肺小動(dòng)脈的血管痙攣、內(nèi)膜增生和重構(gòu)以及由此導(dǎo)致的肺動(dòng)脈阻力進(jìn)行性升高,最終伴發(fā)右心室肥厚和終末期心臟衰竭。目前,肺動(dòng)脈高壓的治療缺乏高效特性的治療方法,預(yù)后差,致死致殘率高,尚無特效藥物。
　　基礎(chǔ)和臨床研究證明:心肌缺血/再灌注和肺動(dòng)脈高壓的病理過程都存在氧自由基損傷和內(nèi)源性NO合成量減少的問題。單硝酸異山梨醇酯是對心肌缺血/再灌注損傷與缺氧性肺動(dòng)脈高壓有效的NO供體藥物,但自身沒有抗氧化作用,且長

3、期使用會(huì)產(chǎn)生耐藥性。天然產(chǎn)物阿魏酸和白藜蘆醇都是自由基清除劑,對心肌缺血/再灌注損傷與肺動(dòng)脈高壓有一定療效。
　　近年來,人們?yōu)榱嗽黾铀幬锏幕钚?已經(jīng)開始趨向于把NO供體結(jié)構(gòu)引入到已知藥物分子中去,因此,本課題基于前藥設(shè)計(jì)策略,將具有清除自由基作用的阿魏酸和白藜蘆醇(或與其母核結(jié)構(gòu)類似的衍生物)作為先導(dǎo)化合物,與NO供體單硝酸異山梨醇酯通過橋連基偶合,合成具有雙功能的治療缺血/再灌注損傷和防治肺動(dòng)脈高壓的NO供體型衍生物AcFA-

4、201和BZ-1,并對其藥效學(xué)進(jìn)行了初步研究。
　　本課題主要進(jìn)行了兩部分實(shí)驗(yàn)的研究:
　　第一部分:
　　1.化合物AcFA-201的合成
　　采用官能團(tuán)改構(gòu)的方法將單硝酸異山梨醇酯的羥基轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?再將其與乙酰阿魏酸相連,經(jīng)純化后得到了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的化合物AcFA-201。對AcFA-201的合成方法進(jìn)行了優(yōu)化,確定混合酸酐法為最優(yōu)方法。通過質(zhì)譜、紅外、核磁氫譜等方法對化合物AcFA-201進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,并對其

5、理化性質(zhì)進(jìn)行了研究。
　　2.AcFA-201抗大鼠心肌缺血/再灌注損傷的初步藥效學(xué)研究
　　建立大鼠心肌缺血/再灌注模型,缺血0.5h,再灌注3h。將48只SD大鼠隨機(jī)分為6組:①假手術(shù)(SHAM)組;②心肌缺血/再灌注(MI/R)組;③MI/R+阿魏酸鈉(SF)治療組;④MI/R+單硝酸異山梨醇酯(IM)治療組;⑤MI/R+AFI治療組;⑥MI/R+AcFA-201治療組。SF、IM治療組于大鼠手術(shù)前15min,腹腔注射

6、對應(yīng)藥物40mg/kg,AFI及AcFA-201治療組于大鼠手術(shù)前2h,腹腔注射對應(yīng)藥物10mg/kg。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,對三方面的指標(biāo)進(jìn)行檢測:1)大鼠心功能檢測(包括左室發(fā)展壓LVDP、左室等容收縮/舒張期壓力上升或下降最大速率±dp/dtmax);2)使用NO試劑盒進(jìn)行血清NO水平檢測;3)采用比色法進(jìn)行血清中CK、LDH、SOD活性和H2O2、MDA含量的檢測。
　　檢測結(jié)果表明,與假手術(shù)組相比,MI/R組的LVDP、±dp/d

7、tmax、血清中 NO含量、SOD活性均顯著降低(P<0.05),血清中CK、LDH活性和H2O2、MDA含量均顯著升高(P<0.05)。與 MI/R組相比,四組治療組的各項(xiàng)指標(biāo)均有了顯著改善(P<0.05或P<0.01)。與阿魏酸鈉組、單硝酸異山梨醇酯組相比,AcFA-201治療組左室發(fā)展壓、左室等容收縮/舒張期壓力上升或下降最大速率(±dp/dtmax)明顯提高(P<0.05),血清中CK、LDH的活性和H2O2、MDA的含量降低而

8、SOD活性和NO含量顯著升高(P<0.05或P<0.01);與AFI組相比,AcFA-201組各項(xiàng)指標(biāo)均無顯著性差異(P>0.05)。
　　3.AcFA-201與AFI在模擬胃腸液中的穩(wěn)定性比較
　　采用體外孵育的方法,將具有酰胺鍵結(jié)構(gòu)的AcFA-201與具有酯鍵結(jié)構(gòu)的AFI在模擬胃腸液中的穩(wěn)定性進(jìn)行比較。結(jié)果顯示,酰胺鍵結(jié)構(gòu)比酯鍵結(jié)構(gòu)在模擬胃腸液中更為穩(wěn)定,表明AcFA-201更適合開發(fā)為口服藥物。
　　第二部分:<

9、br>　　1.化合物BZ-1的合成
　　采用柏琴反應(yīng)合成甲基化異白藜蘆醇中間體,再與單硝酸異山梨醇酯相連,得到了新的目標(biāo)化合物BZ-1。對BZ-1的合成方法進(jìn)行了優(yōu)化,研究了3種合成方法,結(jié)果證實(shí)縮合法反應(yīng)條件最為適宜,產(chǎn)率較高。并對BZ-1進(jìn)行了理化性質(zhì)研究和質(zhì)譜、紅外、核磁氫譜等結(jié)構(gòu)表征。
　　2.BZ-1的小鼠體內(nèi)NO釋放實(shí)驗(yàn)
　　以單硝酸異山梨醇酯為對照,對BZ-1的小鼠體內(nèi)NO釋放進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,BZ-

10、1可在小鼠體內(nèi)穩(wěn)定地釋放 NO,其釋放量隨時(shí)間延長而增加,但總體上弱于單硝酸異山梨醇酯。
　　3.BZ-1的耐缺氧實(shí)驗(yàn)
　　以單硝酸異山梨醇酯為對照,進(jìn)行了小鼠耐缺氧實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明,BZ-1高劑量組可顯著延長小鼠缺氧下的存活時(shí)間,而單硝酸異山梨醇酯不具有此作用。
　　4.BZ-1對肺動(dòng)脈高壓模型大鼠的初步藥效學(xué)研究
　　采用一次性注射MCT法建立大鼠肺動(dòng)脈高壓模型,將50只SD大鼠隨機(jī)分為5組:正常對照組;模

11、型組;BZ-1低劑量組;BZ-1中劑量組;BZ-1高劑量組。注射MCT次日低、中、高劑量組分別腹腔注射 BZ-15、15、25mg/kg,正常對照組及模型組腹腔注射等體積溶劑(吐溫80:生理鹽水=1:40,體積比),每天一次,持續(xù)4周。實(shí)驗(yàn)完成后,進(jìn)行以下指標(biāo)的檢測:1)平均肺動(dòng)脈壓及右心肥大指數(shù)檢測;2)全血粘度值及紅細(xì)胞聚集指數(shù)檢測;3)使用試劑盒進(jìn)行血清和肺組織勻漿NO含量及NOS活力檢測;4) HE染色法制作肺組織病理切片,觀察

12、肺部病理改變并測定肺部小動(dòng)脈血管壁厚度與血管外徑的百分比(WT％)以及血管壁面積與血管總面積的百分比(WA%)。
　　結(jié)果表明,與正常對照組相比,模型組大鼠的平均肺動(dòng)脈壓、右心肥大指數(shù)、全血粘度值、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、肺部病理切片中的WT%以及 WA%值均顯著升高(P<0.05),血清和肺組織勻漿NO含量及NOS活力均顯著降低(P<0.05)。與模型組相比,BZ-1中、高劑量組的平均肺動(dòng)脈壓、右心肥大指數(shù)、全血粘度值、紅細(xì)胞聚集指數(shù)、

13、WT%以及WA%值均顯著降低(P<0.05或P<0.01),血清及肺組織勻漿的NO含量和NOS活力顯著升高(P<0.05或P<0.01)。低劑量組與模型組比較無顯著性差異(P>0.05)。
　　本課題基于前藥設(shè)計(jì)策略,設(shè)計(jì)合成了兩種新的雙功能 NO供體型衍生物AcFA-201與BZ-1,通過對這兩種化合物的合成方法進(jìn)行優(yōu)化,確定了各自的最佳合成路線并分別對目標(biāo)化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。同時(shí)對這兩種化合物進(jìn)行了初步藥效評價(jià),其中AcFA

14、-201抗大鼠心肌缺血/再灌注損傷的初步藥效學(xué)研究表明,AcFA-201可有效改善缺血/再灌注心臟功能,減輕心肌損傷,其作用機(jī)制可能是通過上調(diào)心肌組織NO含量,擴(kuò)張血管,并減輕缺血/再灌注大鼠心肌的氧化應(yīng)激損傷,從而起到保護(hù)心肌的作用。該化合物所具有的酰胺鍵結(jié)構(gòu)在模擬胃腸液中代謝穩(wěn)定,提示其具有開發(fā)為口服藥物的優(yōu)勢。BZ-1對野百合堿所致大鼠肺動(dòng)脈高壓模型的初步藥效學(xué)研究表明,BZ-1可有效改善肺動(dòng)脈高壓模型大鼠的肺血管收縮性,增加肺組