发明内容
本发明提供了乙酰胆碱酯酶抑制剂制备治疗糖尿病药物中的应用。
本发明所涉及的乙酰胆碱酯酶抑制剂是指一类抑制乙酰胆碱酯酶活性的化合物,代表性的抑制剂包括(但并不限于):1,5-二[4-烯丙基二甲基铵苯基戊-3-酮],十烃季铵,N,N,N-三甲基-邻羟基苯胺,加拉碘铵,3,8-二氨基-5-[3-(二乙基甲基铵)丙基]-6-苯基菲啶,(±)-2-[(1-苯甲基-4-哌啶基)甲基]-5,6-二甲氧基-茚-1-酮,3-[1-(苯甲基)-4-哌啶基]-1-(2,3,4,5-四氢-1H-1-苯并氮杂卓-8-基)-1-丙酮,伊立替康,(S)-N-乙基-N-甲基-3-[(1-二甲基-氨基)乙基]苯基氨基甲酸酯,1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚甲基氨基甲酸酯,1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚-N-苯基氨基甲酸酯,1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-1-苯乙基-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-8-苄基-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-1,8-二苄基-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯,1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-1-苯乙基-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-8-苄基-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-1,8-二苄基-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,(-)-(3aS)-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯,±-5-[2-叔丁氨基-1-羟基乙基]-间位-苯撑二-二甲基氨基甲酸酯,N,N,N-三甲基-3-[(二甲氨基)甲酰氧基]苯胺,安贝氯铵,1-甲基-3-羟基吡啶翁二甲氨基甲酸酯,1-萘基甲基氨基甲酸酯,2-异丙氧基苯-N-甲基氨基甲酸酯,2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-酚甲基氨基甲酸酯,邻异丙苯基甲基氨基甲酸酯,间甲苯-N-甲基氨基甲酸酯,苯并咪唑-2-基氨基甲酸甲酯,9-氨基-1,2,3,4-四氢吖啶,7-甲氧基他克林,11-甲基-3-甲氧基-4α,5,9,10,11,12-六氢-6H-苯并呋喃[3α,2-ef][2]苯并氮杂-6-醇,(5R,9R,11E)-5-氨基-11-乙叉基-5,6,9,10-四氢-7-甲基-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮,7-甲基-5,6,9,10,11,12,13,14-八氢-5,11-四氢吡啶-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮,12-氨基-3-氯-9-乙基-6,7,10,11-四氢-7,11-甲桥环辛[b]喹啉,12-氨基-3-氯-9-甲基-6,7,10,11-四氢-7,11-甲桥环辛[b]喹啉,N-[2-羟基-3-甲氧基-5-氯-亚苄基]-石杉碱甲,12-(2’-羧基-5’-甲氧苯基)-2,12-二羟基-十二烷-4-酮,O,O-二异丙基氟代磷酸酯,N-(磷酸甲基)甘氨酸,O,O-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯,O,O-二甲基-O-(2,2-二氯)乙烯基磷酸酯,O,O-二甲基-O-对硝基苯基硫代磷酸酯,O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)二硫代磷酸酯,O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)硫代磷酸酯,O,O-二甲基-S-[2-(1,4-丁二酸二乙酯)基]二硫代磷酸酯,苯甲基磺酰氟,甲基磺酰氟,四异丙基焦磷酰胺,Fasciculin-I,Fasciculin-II以及它们的衍生物等。列举化合物结构参见图1。这些化合物都是已知的,可按照常规方法(如文献和专利中报道的方法)合成或从市场上购买。
其中优选的抑制剂是(5R,9R,11E)-5-氨基-11-乙叉基-5,6,9,10-四氢-7-甲基-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮(huperzine A,石杉碱甲)
乙酰胆碱酯酶抑制剂可以以由药学上或生理学可接受的酸或碱衍生的盐形式使用。这些盐包括(但不限于)与如下无机酸形成的盐:如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、以及与有机酸形成的盐,而有机酸则指乙酸、草酸、丁二酸、酒石酸、甲磺酸和马来酸。其他盐包括与碱金属或碱土金属(如钠、钾、钙或镁)形成的盐,以酯、氨基甲酸酯或其他常规的“前体药物”的形式(当以这种形式给药时,在体内可转化成活性部分)。
本发明所涉及的糖尿病包括I型糖尿病和II型糖尿病,其中优选为I型糖尿病。
本发明所依据的基本原理论:糖尿病是一组异质性代谢疾病,其发病机制极为复杂,细胞凋亡是近年来注意的又一热点。Bronwyn等(O′Brien BA,et al.Diabetes,1997,46:750-757.〕研究发现胰岛内凋亡的细胞为β-细胞。在I型糖尿病中,目前认为由于体内针对胰岛β细胞自身反应性T、B淋巴细胞凋亡减少,使β-细胞受其攻击而发生凋亡增多〔Eisenbarth GS.N Engl J Med,1986,21:1360-1368.〕,此外免疫活性细胞产生的细胞因子如IL-1、TNF以及烷化剂或NO也介导β-细胞凋亡〔Stassi G,Todaro M,et al.Diabetes,1996,45(Suppl):240A.〕。而II型糖尿病患者胰岛β-细胞的胰淀粉样多肽能诱导胰岛β-细胞发生凋亡〔Ankarcrona M,et al.Exp Cell Res,1994,213:172-177.)。在糖尿病的发生过程中,由于胰岛β-细胞凋亡增加,使其功能降低,可能是导致糖尿病发生的机制之一。
乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)除了具有快速地水解乙酰胆碱,终止胆碱能神经信号传递的功能外,在神经细胞的分化、迁移、突触形成以及造血细胞和肿瘤细胞的增值与分化调控过程中具有重要作用(Small,DH.,Neurochem Int,1996,28:453-483)。最近发现AChE还参与神经细胞凋亡过程(Yang Lei et al.,Neuroscience Res,2002,42:261-268)。
虽然在糖尿病过程中β-细胞的凋亡起着主要的作用,但是一直没有AChE在β-细胞凋亡过程中起作用的报道。本发明证实不仅在体内糖尿病模型而且在体外糖尿病模型中都能发现在β-细胞的凋亡中有AChE的表达,正常的胰腺切片中没有发现AChE的活性,但是随着糖尿病病情的加重,会出现越来越多的AChE的活性。同时本发明采用乙酰胆碱酯酶抑制剂能有效地治疗糖尿病小鼠,改善其高血糖的症状。
在本发明中,使用如下定义:
本文中,术语“含有”表示各种成分可一起应用于本发明的药物组合物。因此,术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”中。
本文中,“药学上可接受的”成分是适用于人和/或动物而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应),即有合理的效益/风险比的物质。更佳地,“药学上可被接受”是指不影响中枢乙酰胆碱酯酶抑制剂活性的无毒物质。
本文中,术语“安全有效量”指按本发明的方式使用时足以获得需要的治疗反应而无过度不良副反应(如毒性、刺激和变态反应)即有合理的效益/风险比的成分的量。显然,具体的“安全有效量”因各种因素而异,如受治疗的特殊病情、患者的身体条件、受治疗的哺乳动物的种类、疗程、同时进行的治疗的种类(如果有的话)、所应用的具体制剂和化合物或其衍生物的结构。
本文中,“活性成分”包括乙酰胆碱酯酶抑制剂及其药学上可接受的盐。代表性的盐包括(但并不限于):钠盐、钾盐、锌盐等。
在本文中,术语“乙酰胆碱酯酶抑制剂”包括乙酰胆碱酯酶抑制剂及其盐。
本文中,“药物载体”是用于将乙酰胆碱酯酶抑制剂传送给动物或人的药学上可接受的溶剂、悬浮剂或赋形剂。载体可以是液体或固体,可根据给药方式而选择的。
活性化合物
本发明用于治疗糖尿病的活性化合物是乙酰胆碱酯酶抑制剂。乙酰胆碱酯酶抑制剂是一类抑制乙酰胆碱酯酶活性的化合物,代表性的抑制剂包括(但并不限于):(±)-2-[(1-苯甲基-4-哌啶基)甲基]-5,6-二甲氧基-茚-1-酮、3-[1-(苯甲基)-4-哌啶基]-1-(2,3,4,5-四氢-1H-1-苯并氮杂卓-8-基)-1-丙酮、(S)-N-乙基-N-甲基-3-[(1-二甲基-氨基)乙基]苯基氨基甲酸酯、1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚甲基氨基甲酸酯、9-氨基-1,2,3,4-四氢吖啶、11-甲基-3-甲氧基-4α,5,9,10,11,12-六氢-6H-苯并呋喃[3α,2-ef][2]苯并氮杂-6-醇、(5R,9R,11E)-5-氨基-11-乙叉基-5,6,9,10-四氢-7-甲基-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮、O,O-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯、四异丙基焦磷酰胺、Fasciculin-I和Fasciculin-II以及它们的衍生物等。列举化合物结构参见图1。这些化合物都是已知的,可按照常规方法(如文献和专利中报道的方法)合成或从市场上购买。
一种特别优选的抑制剂是(5R,9R,11E)-5-氨基-11-乙叉基-5,6,9,10-四氢-7-甲基-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮(huperzine A,石杉碱甲)
乙酰胆碱酯酶抑制剂可以以由药学上或生理学可接受的酸或碱衍生的盐形式使用。这些盐包括(但不限于)与如下无机酸形成的盐:如盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、以及与有机酸形成的盐,而有机酸则指乙酸、草酸、丁二酸、酒石酸、甲磺酸和马来酸。其他盐包括与碱金属或碱土金属(如钠、钾、钙或镁)形成的盐,以酯、氨基甲酸酯或其他常规的“前体药物”的形式(当以这种形式给药时,在体内可转化成活性部分)。
剂量
在本发明中,对乙酰胆碱酯酶抑制剂的剂量没有特别限制,可用任何合适的剂量。糖尿病包括原发性和继发性。在使用乙酰胆碱酯酶抑制剂治疗糖尿病时,药物的用量取决于疾病的性质、病程、轻重、药物反应情况以及病人接受治疗的情况等,最终由处方医生决定给予病人多少剂量,一般可参考应用于AD患者的用量。
一般,合适的含量是乙酰胆碱酯酶抑制剂占药物组合物总重量的0.01%-99%,较佳地0.1-90%。在治疗糖尿病时,乙酰胆碱酯酶抑制剂的有效剂量范围通常为0.005-50毫克/千克·天或更高,较佳地为0.01-5毫克/千克·天,更佳地为0.05-1毫克/千克·天。
剂量单元包括一种乙酰胆碱酯酶抑制剂化合物,或者多种乙酰胆碱酯酶抑制剂化合物所形成的混合物。剂量单元还可含有稀释剂、填充剂、载体等。剂量单位是固体或凝胶形式,如丸剂、片剂、胶囊等,或者是液体形式,它们适合口服给药、直肠给药、局部给药或肠胃外给药、或者静脉内给药。
剂型
本发明的经口给药的固体组合物可采用片剂、丸剂、胶囊剂、散剂、颗粒剂、滴剂等形式。这些固体组合物中混合了1种或1种以上的活性物质和至少1种惰性稀释剂,例如,乳糖、甘露糖醇、葡萄糖、羟丙基纤维素、微晶纤维素、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、琼脂、果胶、硅铝酸镁、铝酸镁。还可按照常用方法使组合物中含有除了惰性稀释剂之外的添加剂,例如,硬脂酸镁等润滑剂、纤维素乙醇酸钙等崩解剂、乳糖等稳定剂、谷氨酸或天冬氨酸等助溶剂。如是片剂或丸剂,还可根据需要,在其外部包裹上蔗糖、明胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯等糖衣或胃溶性、肠溶性薄膜。
经口给药的液体组合物包括药剂上允许的乳浊剂、溶液剂、悬浮剂、糖浆剂、酏剂等,通常使用的惰性稀释剂包括精制水、乙醇。该组合物中除了惰性稀释剂之外,还可包含湿润剂、悬浮剂等助剂,甜味剂、矫味剂、芳香剂和防腐剂。
非经口给药的注射剂包括无菌水性或非水性溶液剂、悬浮剂和乳浊剂。水性溶液剂和悬浮剂中包含注射剂用蒸馏水及生理盐水。非水溶性溶液剂和悬浮剂中包含丙二醇,聚乙二醇,可可脂、橄榄油、蓖麻油等植物油,乙醇等醇类,阿拉伯胶、吐温80(商品名)等。这些组合物中还可包含等渗剂、防腐剂、湿润剂、乳化剂、分散剂、稳定剂(例如,乳糖)、助溶剂(例如,谷氨酸、天冬氨酸)。用滤菌膜过滤上述组合物,再配合使用灭菌剂就可达到无菌的目的。然后,利用上述组合物制得无菌的固体组合物,在使用前用水或无菌注射用溶剂溶解就可加以利用。
可用于配制本发明口服剂型的、具体的药学上可接受的载体和赋形剂例子,在美国专利No.3,903,297(1975年9月2日授予Robert)中有描述。用于制造本发明的有用剂型的技术和组合物,在下列文献中有描述:7种现代制剂(7ModernPharmaceutics).第9和10章(Banker & Rhodes编辑,1979);Lieberman等人,药物剂型:片剂(Pharmaceutical Dosage Forms:Tablets)(1981);和Ansel,药物剂型导论(Introduction to Pharmaceutical Dosage Forms)2版(1976)。
治疗方法
治疗方法可以是,治疗糖尿病的任何合适有效方法。治疗可以是口服给药、直肠给药、局部给药、肠胃外给药、静脉内给药。施用有效量药物的方法还取决于待治疗的糖尿病的症状和病情程度。据信,通过将乙酰胆碱酯酶抑制剂与合适的载体或稀释剂一起配制,并通过口服、静脉内、皮下或肌内给药的肠胃外治疗方法,是将化合物施用于温血动物的优选方法。
本发明的乙酰胆碱酯酶抑制剂还可与其他治疗和辅助治疗糖尿病的物质联用,以进一步提高治疗效果。
本发明的主要优点在于:乙酰胆碱酯酶抑制剂可非常有效地通过抑制乙酰胆碱酯酶达到阻止β-细胞凋亡的目的,从而保护了糖尿病病人的β-细胞,提高了胰岛的功能。因此,乙酰胆碱酯酶抑制剂可有效地对糖尿病的进行治疗,特别对I型的糖尿病患者更能提高疗效。
附图说明
图1乙酰胆碱酯酶抑制剂化合物的化学结构图。
1:1,5-二(4-烯丙基二甲基铵苯基)戊-3-酮
1,5-bis(4-allyldimethylammoniumphenyl]-pentan-3-one,BW284c51,C25H38N2O
2:十烃季铵(decamethonium,C16H38N2)
3:N,N,N-三甲基-邻羟基苯胺
N,N,N-trimethyl-O-hydroxyaniline,Edrophone,C9H14NO
4:加拉碘铵(gallamine,C30H60N3O3)
5:3,8-二氨基-5-[3-(二乙基甲基铵)丙基]-6-苯基菲啶
3,8-Diamino-5-[3-(diethylmethylammonio)propyl]-6-phenyl phenanthridiniumPropidium,C27H34N4
6:(±)-2-[(1-苯甲基-4-哌啶基)甲基]-5,6-二甲氧基-茚-1-酮
(±)-2-[(1-benzylpiperidin-4-yl)methyl]-5,6-dimethoxy-indan-1-one,donepezil,C24H29NO3
7:3-[1-(苯甲基)-4-哌啶基]-1-(2,3,4,5-四氢-1H-1-苯并氮杂卓-8-基)-1-丙酮
3-[1-(Phenylmethyl)-4-Piperidinyl]-1-(2,3,4,5-Tetrahydro-1H-1-Benzazepin-8-yl)-1-Propanone,TAK-147,C25H32N2O
8:伊立替康(Irinotecan,CPT11,C33H39N4O6)
9:(S)-N-乙基-N-甲基-3-[(1-二甲基-氨基)乙基]苯基氨基甲酸酯
(S)-N-ethyl-N-methyl-3-[(1-dimethyl-amino)ethyl]phenylcarbamate,rivastigmine,C14H22N2O2
10:1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚甲基氨基甲酸酯
1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol methylcarbamate,Physostigmine,C15H21N3O2
11:1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚-N-苯基氨基甲酸酯
1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-N-phenylcarbamate,Phenserine,C20H23N3O2
12:1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-yl-N-4′-isopropylphenylcarbamate,Cymserine,C23H29N3O2
13:(-)-(3aS)-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-3a,8-dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-4′-Isopropylphenylcarbamate,N1-norcymserine,C22H27N3O2
14:(-)-(3aS)-1-苯乙基-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-1-phenethyl-3a,8-dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-4′-Isopropylphenylcarbamate,N1-phenethylnorcymserine,C30H35N3O2
15:(-)-(3aS)-8-苄基-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-8-Benzyl-1,3a-dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-4′-Isopropylphenylcarbamate,C29H33N3O2
16:(-)-(3aS)-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-1,3a-Dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo-[2,3-b]indol-5-yl N-4′-Isopropylphenylcarbamate,C22H27N3O2
17:(-)-(3aS)-1,8-二苄基-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-1,8-Dibenzyl-3a-methyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-4′-Isopropylphenylcarbamate,C35H37N3O2
18:(-)-(3aS)-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-4′-异丙基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-3a-methyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo-[2,3-b]indol-5-yl N-4′-Isopropylphenylcarbamate,C21H25N3O2
19:1,2,3,3a,8,8a-六氢-1,3a,8-三甲基吡咯并[2,3-b]吲哚-5-酚-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
1,2,3,3a,8,8a-hexahydro-1,3a,8-trimethylpyrrolo[2,3-b]indol-5-ol-N-2′-Methylphenylearbamate,Tolserine,C21H25N3O2
20:(-)-(3aS)-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-3a,8-dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-2′-methylphenylcarbamate,N1-nortolserine,C20H23N3O2
21:(-)-(3aS)-1-苯乙基-3a,8-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-1-phenethyl-3a,8-dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-2′-methylphenylcarbamate,N1-phenethylnortolserine,C28H30N3O2
22:(-)-(3aS)-8-苄基-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-8-Benzyl-1,3a-dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-2′-Methylphenylcarbamate,C27H29N3O2
23:(-)-(3aS)-1,3a-二甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-1,3a-Dimethyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo-[2,3-b]indol-5-yl N-2′-Methylphenylcarbamate,C20H23N3O2
24:(-)-(3aS)-1,8-二苄基-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-1,8-Dibenzyl-3a-methyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo[2,3-b]indol-5-yl N-2′-Methylphenylcarbamate,C33H33N3O2
25:(-)-(3aS)-3a-甲基-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯并[2,3-b]吲哚-5-基-N-2′-甲基苯基氨基甲酸酯
(-)-(3aS)-3a-methyl-1,2,3,3a,8,8a-hexahydropyrrolo- [2,3-b]indol-5-yl N-2′-Methylphenylcarbamate,C19H21N3O2
26:±-5-[2-叔丁氨基-1-羟基乙基]-间位-苯撑二-二甲基氨基甲酸酯
±-5-[2-(tert-butylamino)-1-hydroxyethyl]-m-phenylene bis-dimethylcarbamate,bambuterol,C18H29N3O5
27:N,N,N-三甲基-3-[(二甲氨基)甲酰氧基]苯胺N,N,N-trimethyl-3-[(dimethyl-amino)formyloxy]aniline,neostogmine,C12H19N2O2
28:安贝氯铵(Ambenonium,C29H46Cl2N4O2)
29:1-甲基-3-羟基吡啶翁二甲氨基甲酸酯
1-methyl-3-hydroxy-pyridinium dimethylcarbamate,Pyridostigmine,C9H13N2O2
30:1-萘基甲基氨基甲酸酯
1-naphthyl methylcarbamate,sevin,carbaryl,C12H11NO2
31:2-异丙氧基苯-N-甲基氨基甲酸酯
2-isopropoxyphenyl-N-methylcarbamate,Propoxur,C11H15NO3
32:2,3-二氢-2,2-二甲基苯并呋喃-7-酚甲基氨基甲酸酯2,3-dihydro-2,2-dimethylbenzofuranol-7-ol methylcarbamate,C12H15NO3
33:邻异丙苯基甲基氨基甲酸酯
O-cumenyl methylcarbamate,isoprocarb,C11H15NO2
34:间甲苯-N-甲基氨基甲酸酯
meta-tolyl-N-methylcarbamate,C9H10NO2
35:苯并咪唑-2-基氨基甲酸甲酯
benzimidazole-2-yl-amino formic acid methyl ester,C9H9N3O2
36:9-氨基-1,2,3,4-四氢吖啶
9-amino-1,2,3,4-tetrahydroacridine,Tacrine,C13H14N2
37:7-甲氧基他克林(7-Methoxytacrine,C14H16N2O)
38:11-甲基-3-甲氧基-4α,5,9,10,11,12-六氢-6H-苯并呋喃[3α,2-ef][2]苯并氮杂-6-醇
11-methyl-3-methoxy-4α,5,9,10,11,12-hexahydro-6H-benzofuran[3α,2-ef][2]benzoaza-6-ol,Galanthamine,C17H21NO3
39:(5R,9R,11E)-5-氨基-11-乙叉基-5,6,9,10-四氢-7-甲基-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮或石杉碱甲
5R,9R,11E-5-amino-11-ethylidene-5,6,9,10-tetrahydro-7-methyl-5,9-methylenecycloocta-(b)pyridine-2(1H)-one,Huperzine A,C15H18N2O
40:7-甲基-5,6,9,10,11,12,13,14-八氢-5,11-四氢吡啶-5,9-甲撑环辛并(b)吡啶-2(1H)酮
7-methyl-5,6,9,10,11,12,13,14-octahydro-5,11-tetrahydropyridine-5,9-methylenecycloocta-(b)pyridine-2(1H)-one,Huperzine B,C17H18N2O
41:12-氨基-3-氯-9-乙基-6,7,10,11-四氢-7,11-甲桥环辛[b]喹啉
12-Amino-3-chloro-9-ethyl-6,7,10,11-tetrahydro-7,11-methanocycloocta[b]quinoline,Huperzine X,C18H19ClN2)
42:12-氨基-3-氯-9-甲基-6,7,10,11-四氢-7,11-甲桥环辛[b]喹啉
12-Amino-3-chloro-9-methyl-6,7,10,11-tetrahydro-7,11-methanocycloocta[b]quinolineHuperzine Y,C17H17ClN2)
43:N-[2-羟基-3-甲氧基-5-氯-亚苄基]-石杉碱甲
N-[2-hydroxy-3-methoxy-5-chloro-benzilidene]-huperzine A,ZT-1,C23H23ClN2O3
44:12-(2’-羧基-5’-甲氧苯基)-2,12-二羟基-十二烷-4-酮
12-(2’-carboxy-5’-methoxyphenyl)-2,12-dihydroxy-dodeca-4-one,Sporotricolone,C20H31O6
45:O,O-二异丙基氟代磷酸酯
O,O-diisopropyl fluorophosphate,DFP,Isoflurophate,C6H14FO3P
46:N-(磷酸甲基)甘氨酸
N-(Phosphonomethyl)glycine,glyphosate,C3H8NPO5
47:O,O-二甲基-(2,2,2-三氯-1-羟基乙基)磷酸酯
O,O-dimethyl-(2,2,2-trichloro-1-hydroxyethyl)phosphate,Metrifonate,Trichlorfon,Totalene,Higalfon,Pronto,C4H8Cl3O4P
48:O,O-二甲基-O-(2,2-二氯)乙烯基磷酸酯
O,O-dimethyl-O-(2,2-dichlorovinyl)phosphate,DDVP,C4H7Cl2O4P
49:O,O-二甲基-O-对硝基苯基硫代磷酸酯
O,O-dimethyl-O-paranitrobenzylthiophosphate,Parathion-methyl,Dalf,Folidol-M,C8H10NO5PS
50:O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)二硫代磷酸酯
O,O-dimethyl-S-(N-methylformamylmethyl)dithiophosphate,C5H12NO3PS2
51:O,O-二甲基-S-(N-甲基氨基甲酰甲基)硫代磷酸酯,
O,O-dimethyl-S-(N-methylformamylmethyl)thiophosphate,Omethoate,Folemate,C5H12NO4PS
52:O,O-二甲基-S-[2-(1,4-丁二酸二乙酯)基]二硫代磷酸酯
O,O-dimethyl-S-[2-(1,4-diethyl succinate)]dithiophosphate
53:苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF,C7H7FO2S)
54:甲基磺酰氟(methanesulfonyl fluoride,MSF,CH3FO2S)
55:四异丙基焦磷酰胺
tetraisopropylpyrophosphoramide,Iso-OMPA,C12H28N4O3P2S
图2.RIN-5F细胞凋亡检测。A:MTT检测发现STZ使胰岛素瘤细胞株RIN-5F的活性降低,且呈剂量依赖关系;B:流式细胞仪检测也发现随着STZ浓度的增加,细胞凋亡率也增加。正常细胞大约有5%的凋亡率,而用10mM的STZ处理24h后,细胞凋亡率为52%;C:DNA ladder电泳。Lane 1:未加药组,Lane 2:5mM STZ处理组,Lane3:DNA marker,用5mM的STZ诱导RIN-5F细胞24h后,可以发现有明显的DNA ladder现象。
图3.RT-PCR检测STZ处理下RIN-5F细胞中AChE表达。Lane 1:未加药组,Lane 2:5mM STZ处理组,Lane 3:10mM STZ处理组。STZ处理后,RIN-5F细胞开始表达AchE,而未加STZ处理的RIN-5F细胞不表达AchE。
图4.在STZ诱导的RIN-5F细胞凋亡中AChE的检测。A:细胞乙酰胆碱酯酶化学染色的明视野影象,B:同A一视野荧光影象,细胞用Hoechst 33258(蓝色)染细胞核。凋亡细胞有着明显的特征,比如染色质浓缩,甚至形成凋亡小体(箭头所示)。乙酰胆碱酯酶化学染色和Hoechst33258阳性标记位置重合。说明在凋亡状态下,乙酰胆碱酯酶是出现在细胞核内的。X400
图5.糖尿病模型小鼠胰岛切片的乙酰胆碱酯酶化学染色。A:正常小鼠x100:STZ诱导的糖尿病模型小鼠不同时间点的胰岛切片乙酰胆碱酯酶化学染色:B:第8天的胰岛切片x100;C:第15天的胰岛切片x200;D:第22天的胰岛切片x200;E:第29天的胰岛切片x100;时间以第一次注射STZ为第0天起算;组织中棕黄沉淀表示乙酰胆碱酯酶的阳性。
图6.体外乙酰胆碱酯酶抑制剂抑制RIN-5F细胞凋亡。
图7.乙酰胆碱酯酶抑制剂对糖尿病模型小鼠血糖浓度的影响。
具体实施例
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中常用的实验方法的具体步骤:
乙酰胆碱酯酶的化学染色
切片或者细胞固定后,加上反应液(15ml 0.1M sodium phosphate pH6.0,10mgacetylthiocholine iodide,1ml 0.1M sodium citrate solution,2ml 30mM copper sulphatesolution,2ml 5mM potassium ferricyanide),室温反应4-8小时。反复洗涤中止反应后,组织切片用苏木精复染20min,脱水封片。细胞用Hoechst 33258在37℃反应30min,显微镜观察。
DNA ladder的抽取
RIN-5F细胞用5mM的STZ处理24h后,收集细胞,加基因组提取液(50mM Tris-cl,PH8.0,100mM EDTA,1%SDS,100μg/ml蛋白酶K,1mM NaCl),37℃反应16h,然后用酚一氯仿常规抽提,12000rpm离心10min。0.7体积的异丙淳沉淀,-70℃放置30min后,12000rpm离心30min。溶于20μl TE中,1.5%琼脂糖电泳。
流式细胞仪检测凋亡
5×105的RIN-5F细胞处理后,200g离心10min后,用70%的冰乙醇固定30min,然后用碘化丙啶(PI)染液(75μg/ml PI,100mg/ml RNase A)4℃避光孵育30min。流式细胞仪585nm激发光检测(FACS calibur,Becton Dickinson)至少10000个细胞。根据细胞的DNA含量计算出凋亡细胞的比例。
MTT反应
MTT反应用于检测细胞的活性。细胞稀释到合适的浓度以200ul体积接种到96孔板中。培养24小时后进行诱导处理。待处理完毕后,再加入20ul(5mg/ml)的MTT,37℃4小时,最后每孔加入100ul溶液(20% sodium dodecyl sulfate in 50%N,N-dimethylformamide,04%acetic acid,and 0.04N HCl)反应,待结晶溶解完全后,于590nm检测。如果细胞活性高,则检测值高,反之则低。
其它未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如Sambrook等人,分子克隆:实验室手册(New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件
实验材料:STZ(streptozotocin),c2-ceremide,BW284c51,iso-OMPA
MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide),和eserine购自Sigma(St.Louis,MO)公司。所有种类的二抗(包括荧光和HRP偶连的二抗)均购自SantaCruz(Santa Cruz,CA)公司。ECL试剂购自Santa Cruz(Santa Cruz,CA)公司。乙酰胆碱酯酶抗体:单抗购自BD公司(BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ)和中国北京军事医学科学院。多抗购自Santa Cruz(Santa Cruz,CA)公司。C57BL/6J小鼠来自中科院动物中心。
实施例1糖尿病模型的制备
6-8周的C57BL/6J小鼠,常规饲养。STZ在注射之前,溶于0.1M的柠檬酸钠缓冲液之中(PH4.5),45mg/kg连续腹腔注射5天。用罗氏的血糖测试仪一周两次检测血糖。血糖浓度大于13.9mM(250mg/ml)的时候,认为糖尿病模型已经建立。
实施例2体外糖尿病模型中凋亡的β-细胞中AChE的表达
1.STZ在体外可以诱导RIN-5F细胞凋亡
大鼠的胰岛素瘤细胞株RIN-5F用1640培养基(15%小牛血清,1.0mM丙酮酸钠,4.5g/l葡萄糖,10mMHEPES)在37℃,5%CO2培养。当细胞生长达70%密度时,用5mMSTZ,10mM STZ,15mM STZ诱导24h后,采用MTT法、流式细胞仪检测和DNA ladder检测凋亡。
结果:用MTT法发现不同剂量的STZ可以使胰岛素瘤细胞株RIN-5F的活性降低(图2A)。16mM的STZ可以使细胞的活力降低到40%。流式细胞仪检测也发现随着STZ量的增多,凋亡的比率也增加。正常细胞大约有5%的凋亡率,而用15mM的STZ处理24h后,凋亡率可以增加到52%(图2B)。用5mM的STZ诱导RIN-5F细胞24h后,可以发现有明显的DNA ladder现象(图2C)。
2.在STZ诱导的RIN-5F中有AChE的表达
用RT-PCR的方法检测在凋亡的RIN-5F细胞中乙酰胆碱酯酶mRNA水平的变化。从7×106RIN-5F细胞中用TRIzol(GIBCO)抽取总RNA,然后用Promega的随机引物进行逆转录。接着用乙酰胆碱酯酶特异的引物进行PCR反应。使用的是PTC-100TM型PCR仪(MJ.Research INc.)。PCR循环由以下几步组成:
变性94℃60see(第一步95℃5min),
退火65℃60sec,
延伸72℃60sec(最后一步72℃10min)
共30循环,得到440bp的条带。
AChE的引物序列为:
forward primer(1)5’-CCGGAATTCCCGTGCCTCCACATTGACTTG-3’;
reverse primer(2)5′-CCGGCTAGGTGCTATAGTGGTCGAACTGGTTCG-3′.β-actin的引物序列为:
forward primer(3)5′-AACGAGCGGTTCCGATGCCCTGAG-3′;
reverse primer(4)5′-TG TCGCCTTCACCGTTCCAGTT-3′.
结果:STZ处理后,RIN-5F细胞开始表达AchE,而未加STZ处理的RIN-5F细胞不表达AchE(图3)。
3.在STZ诱导的RIN-5F细胞凋亡中AChE的检测
凋亡细胞有着明显的特征,比如染色质浓缩,甚至形成凋亡小体。RIN-5F细胞用STZ处理,乙酰胆碱酯酶化学染色,然后用Hoechst 33258专一标记细胞核,显微镜观察。
结果:发现乙酰胆碱酯酶化学染色和Hoechst33258阳性标记位置重合。说明在凋亡状态下,乙酰胆碱酯酶是出现在细胞核内的(图4)。
实施例3糖尿病模型小鼠β-细胞中AChE的表达
处死实验小鼠后,胰腺用4%的多聚甲醛(PFA)溶液4℃固定24h,然后用30%蔗糖溶液浸泡12h,用OCT包埋后,10μM冰冻切片,然后乙酰胆碱酯酶化学染色。
结果:在STZ诱导的糖尿病模型胰岛切片中,β-细胞有明显的AChE的活性的出现。在正常小鼠的胰腺切片中没有AChE的阳性染色(图5A)。相反,随着糖尿病进程中β-细胞的凋亡以及淋巴细胞的浸润(从第8天到第29天),能够发现AChE的特异染色出现在胰岛周围(图5B-E)。特别是当糖尿病症状厉害的时候(从第22天到第29天),β细胞的破坏已经相当严重,AChE的染色非常强烈(图5D、E)。
实施例4.体外乙酰胆碱酯酶抑制剂抑制RIN-5F细胞凋亡
RIN-5F细胞分别加入5mM STZ,10μM BW284c51,5mM STZ+10μM BW284c51,10μM Tacrine,5mM STZ+10μM Tacrine,同时设立RIN-5F细胞未加药组作为阴性对照,处理24小时,然后流式细胞仪检测凋亡率。
结果:AChE的特异抑制剂BW284c51和Tacrine来检测抑制AChE的活性对于凋亡的调节作用。我们发现两种抑制剂都可以减少STZ所引起的RIN-5F的凋亡(图6)。加入10μM的BW284c51后,可以使凋亡率从只加5mM的STZ的27%减少到10%(P<0.01),而加入10μM的Tacrine后,可以使凋亡率减少到17%。
实施例5.乙酰胆碱酯酶抑制剂对糖尿病模型小鼠的治疗作用
糖尿病模型小鼠,按下面分组进行药物治疗实验:STZ组;STZ+PBS组;STZ+1mg/kgTacrine组;STZ+0.25mg/Kg Huperzine A组;STZ+0.5mg/Kg Huperzine A组;所有药物均为腹腔注射(1天两次),从STZ注射前一天开始注射,直至处死为止。自注射药物开始,每隔4天空腹6h后,从小鼠尾端取血测血糖。
结果:STZ+0.25mg/Kg Huperzine A、STZ+0.5mg/Kg Huperzine A两组和STZ+1mg/kgTacrine组的血糖随着时间的延长逐步下降,尤其是Huperzine A,在用药30天后,小鼠的血糖已降至正常小鼠的水平,而STZ组和STZ+PBS组一直都维持高血糖,与给药组之间存在着显著地差异(P<0.01)。(图7)
实施例6片剂的制备:
处方:(1000片)
Huperzine A 200克
羟丙基纤维素 700克
纤维素乙醇酸钙 100克
制备方法:
将上述的物料,采用本领域常规的方法制备成为片剂,每片重量为1克,活性成份含量为0.2克。
数据统计
用SigmaPlot软件分析FACS的结果,所得分析结果以means±SE表示,Student′st-test和one-way ANOVA分析数据间的明显差异,显著性差异的标准P<0.05。