CN102448479B - 得自葫芦巴种子的新型抗糖尿病的富含呋甾皂甙(fsr)组分 - Google Patents
得自葫芦巴种子的新型抗糖尿病的富含呋甾皂甙(fsr)组分 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种从自葫芦巴种子提取的新型的抗糖尿病组合物。该组合物包含富含呋甾皂甙(furostanolic-saponin-rich)组分(>70%),该组分具有作为生物活性成分之一的约30%的原薯蓣皂甙。大鼠的临床前研究显示与对照相比,两周的口服治疗后该组分的显著的降低葡萄糖作用(31.5%)。人类志愿者的临床研究显示作为抗糖尿病剂无论单独或与标准的合成抗糖尿病药物例如二甲双胍和格列吡嗪的组合,500mg剂型每天给予一次或两次在控制血浆葡萄糖水平上的适宜性。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有治疗应用的草药产品。更具体地,本发明涉及一种从葫芦巴种子分离出的新型的、抗糖尿病的、化学定义的、富含呋甾皂甙(furostanolic-saponin-rich,FSR)的组分(>70%,其中包括作为主要组分的约30%原薯蓣皂甙(protodioscin))。由于高生物活性,该组分可以容易地配制成用于1型和2型糖尿病治疗用途的现代的药学上可接受的形式,例如胶囊、片剂、糖浆等。
背景技术
糖尿病
定义:糖尿病是指由于胰岛素分泌或胰岛素活性的缺陷导致的高血液葡萄糖水平(high blood glucose)的一类疾病。它是一种通常由于遗传和环境因素的结合导致异常高血糖水平(高血糖症)的紊乱的代谢综合症。血液葡萄糖水平通过包括胰腺的β细胞中产生的激素胰岛素的体内多种化学物质和激素复杂的相互作用得到控制。糖尿病是一种具有多并发症,全世界范围内显示出与其他疾病,如癌症和心血管疾病一致的高死亡率的疾病。糖尿病的死亡率一直保持,有很多糖尿病患者有眼、肾和心的一些相关并发症的高风险的报道。
原因:糖尿病由于胰岛素的产生的减少(1型中)或对胰岛素作用的抗性(2型和妊娠期)而发展。两者都导致高血糖,高血糖在很大程度上导致了糖尿病的急性症状:过多的尿产生,造成代偿性口渴和增加的液体摄入,视力模糊,原因不明的体重减轻,嗜睡,以及能量代谢的改变。
分类:可以分为如下3种类型:
1)1型糖尿病(胰岛素依赖型):1型糖尿病的特点是胰腺中胰岛小岛的产生胰岛素的β细胞的损失导致胰岛素缺乏。这种类型的糖尿病可进一步分为免疫介导或自发性的(未知原因)。大多数1型糖尿病是免疫介导类,其中β细胞损失是T细胞介导的自身免疫攻击。自发性因素包括病毒和可能会影响免疫源,如胰腺中β细胞和胰岛素分泌细胞的表面抗原的一些有毒物质。
2)2型糖尿病(非胰岛素依赖型):它的特点是胰岛素抗性或减低的胰岛素的敏感性,加之在某些情况下变成绝对的相对减少的胰岛素分泌。身体组织对胰岛素的缺陷应答(defective responsiveness),几乎确定地涉及细胞膜内的胰岛素受体。然而,具体的缺陷尚不清楚。非胰岛素依赖型糖尿病患者通常是渐进的发病并且发生在40岁以上的人中。2型糖尿病是最常见的类型。与胰岛素依赖型糖尿病不同,2型糖尿病被称为“成人糖尿病”,其病因(原因的研究)是未知的,虽然导致糖尿病的环境因素包括近年来经济快速增长引发的高热量食物的摄入、运动不足、肥胖、压力和超过剂量的药物。
3)妊娠糖尿病:妊娠糖尿病(Gestational diabetes mellitus,GDM)在涉及相对不足的胰岛素分泌与应答结合的几个方面类似2型糖尿病。妊娠糖尿病在所有怀孕的约2%-5%中发生,分娩后可能会改善或消失。妊娠糖尿病是完全可以治愈,但整个孕期需要仔细的医务监督。约20%-50%受侵袭的妇女在后来发展为终身2型糖尿病。
4)尿崩症(DI):它是以过度口渴和大量的严重稀释尿的***伴随对后者没有影响的液体摄入减少为特点的另一个疾病。它不归咎于胰岛素的产生减少,而是归咎于脑垂体没有分泌抗利尿激素(anti-diuretic hormone,ADH)。
用于糖尿病治疗的药物组合物
所述组合物可分为两大类-合成的和天然的(草药)。合成药物组合物包括已合成的化学化合物,而天然的药物组合物(草药)是那些从植物原料中提取的。它们可能包含或可能不包含额外的非植物成分,即动物提取物/组分,矿物质等。
合成的组合物:已存在一些市场上可获得的含有多种类型的化学品和防腐剂的药物组合物。用于治疗糖尿病的口服降糖剂的例子包括磺脲类,双胍类,以及阿卡波糖。第二代磺脲类药物已被频繁使用,因为它们的活性的持续时间短,具有在非肥胖型糖尿病患者中有效的降低葡萄糖作用,而对超过正常体重的肥胖的糖尿病患者需要双胍类和阿卡波糖。这些抗糖尿病剂之间的显著区别是,双胍类和阿卡波糖具有比磺脲类小的低血糖发生率。
天然组合物(草药):自古以来,多种草药被用于治疗糖尿病。最近的科学调查证实了很多这些制剂的功效,其中有些是非常有效的。一般来说,当得到推荐时草药补充剂是安全的,比较便宜的,并且有时更有效的替代合成药物。然而,中草药组合物/补充剂的主要缺点是:
1.缺乏标准化:大多数天然组合物是整个草药的粉末状的混合物。由于季节和环境条件,草药中活性成分存在变化。
2.不足的生物活性:全草药和草药混合物承受因不足的生物活性迫使大量的消耗的缺点,这对病人是昂贵的并且实际上是麻烦的,例如旅行期间的病人不得不携带含有该混合物的又大又重的罐子。
3.将所述混合物转换成现代的药学上可接受的形式的困难:由于不足的生物活性,病人需要消耗大量的草药。这使得将所述草药混合物配制成现代药学上可接受的形式,例如胶囊,片剂等非常困难并且在某些情况下不可能。此外,由于混合物中的化合物的巨大异质性,质量控制的分析方法很难发展。
4.分析挑战:由于混合物中大量的化合物,全草药混合物的标准化带来巨大的分析挑战。
5.原材料的不足:以来自植物的原料为基础的组合物面对原料不足的挑战。这可能是由于来源的季节性质或甚至在自然环境中有限的可用性,例如如果使用树的部分,很多树木不可以为了这些部分被“牺牲”。当使用的部分是树的“根”迫使“去除”该树时,这个问题变得尖锐。
一些其抗糖尿病活性证据充分的常见的草药是:
1.花榈木(Pterocarpus marsupium)(印度吉纳树胶(Indian Kino)、玛拉巴吉纳树胶(Malabar Kino)、匹塔萨拉(Pitasara)、文加(Venga))
2.苦瓜(Momordica charantia)
3.匙羹藤(gymnema sylvestre)(糖的破坏者(Gurmar)、武靴藤(Meshasringi)、Cherukurinja)
4.洋葱和大蒜(Allium cepa和Allium sativum)
5.葫芦巴(Trigonellafoenum-graecum)
6.蓝莓叶(欧洲越橘(Vaccinium myrtillus))
7.亚洲人参(Asian Ginseng)
8.甜菊(Stevia)
9.覆盆子(Bilberry)
本发明涉及一种从葫芦巴种子提取的新型的组分。该组分包含包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的、>70%的呋甾皂甙(furostanolic saponin)。它显示了强大的抗糖尿病活性,以及高度生物活性,能方便并容易地配制成现代药学上可接受的形式,例如胶囊、片剂、糖浆等。此外,它是化学定义的,即由于它可以承受现代的质量控制和标准化方法,混合物中的组分和它们的量是明确的。即使在高浓度下的无毒性质,使得它成为在糖尿病的处理(management)和治疗中有吸引力“天然实体”。
如下讨论的是现有技术所披露的葫芦巴的抗糖尿病特性。葫芦巴属于豆科(bean family)成员和在欧洲作为烹饪香料已使用了几百年,并且仍然是腌菜(pickle)、咖喱粉,以及印度和亚洲的香料混合物的普遍成分。在民间医药中,葫芦巴已被用于治疗疖(boil)、蜂窝组织炎和肺结核。葫芦巴种子被用来作为一种口服胰岛素的替代品,已报道种子提取物降低血糖水平(www.wikipedia.org)。
葫芦巴的抗糖尿病的特性:葫芦巴种子对血脂水平具有很强的转化作用。这可以显著降低动脉粥样硬化的风险。葫芦巴的抗糖尿病特性在其效力上比得上肉桂。它控制糖代谢,并且通过其帮助治疗II型糖尿病。通过葫芦巴草药胰岛素抗性得到减少,并且血液中糖代谢得到控制。葫芦巴的作用与普通的抗糖尿病药物即格列本脲的作用非常相似。唯一的区别是,葫芦巴是完全的天然药物。
皂甙丰富的草药:葫芦巴属于皂甙丰富的草药类别。它包含称为呋甾皂甙(furostanolic saponin)的甾体皂甙。葫芦巴中主要的呋甾皂甙是薯蓣皂苷元(diosgenin)。薯蓣皂苷配基已被证明对胆固醇代谢具有多种作用,具体地,对降低低密度脂蛋白(LDL)血浆胆固醇水平具有作用。葫芦巴的其他的呋甾皂甙包括吉托吉宁(gitogenin),提果皂苷配基(tigogenin),异菝葜皂式配基(smilagenin),洋菝葜混皂甙(sarsasaponin)等。在本发明中主要皂甙是“原薯蓣皂甙(protodioscin)”而不是“薯蓣皂苷配基(diosgenin)”。
现有技术中存在的草药抗糖尿病药物:用于糖控制的具有创新的天然成分的一些抗糖尿病药物,例如粉末和糖浆,在市场上是可获得的,但它们没有披露本发明所述的葫芦巴种子的富含呋甾皂甙组分(原薯蓣皂甙)的存在。一些现有的抗糖尿病配方在下面的表1简要论述:
表1:
在现有技术中存在与天然抗糖尿病组合物有关的专利:
许多现有技术中的专利披露了有效地对抗糖尿病的草药组合物。然而,它们并没有披露如本发明的分离自单一来源,即来自葫芦巴种子的、新型的、抗糖尿病的、化学定义的、富含呋甾皂甙(FSR)组分(包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的>70%的呋甾皂甙)。
WO2008118011(A1):公开了一种用于治疗糖尿病的组合物,其包含从草药即姜黄、匙羹藤、苦瓜、葫芦巴和至少一种榄仁树属物种的混合物中提取的部分或提取物。
DE4236409(C1):说明包含20-80重量%的大蒜和20-80重量%磨碎的葫芦巴种子的组合,优选与载体和添加剂一起的口服组合物的用于治疗II型糖尿病的用途。上面描述的专利披露了在其组合物中大蒜和葫芦巴种子的粉末混合物的使用,没有披露如本发明的化学定义的提取物。
CN1726952(A):披露了糖尿病治疗中有效的葫芦巴种子的提取物,但该提取物没有被定义。没有披露关于原薯蓣皂甙的含量。
CN1814167(A):披露了由牡蛎壳提取物、富硒酵母、富铬酵母、天门冬氨酸锌、镁L-天门冬氨酸、亚麻酸粉、α-硫辛酸、苦瓜、乳苣提取物、枸杞子、麦冬提取物、桑白皮提取物、山茱萸提取物和葫芦巴制备的用于糖尿病的保健品。与完全是草药提取物,不是混合物的本发明不同,该保健品是一种含有非草药成分的复杂的混合物。
CN1720982(A):披露了葫芦巴种子的抗高血脂的组合物,其中包括葫芦巴种子提取物30-90%,桑叶提取物5-40%,黄芪根提取物3-30%(重量比)。葫芦巴种子提取物中含有总纤维1-80%,桑叶提取物含有0.1-50%总黄酮,黄芪根提取物是黄芪根的水提取物或有机溶剂。
因此,现有技术的专利没有披露如本发明的从葫芦巴种子提取的、化学定义的、抗糖尿病的、富含呋甾皂甙组分(包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的、>70%的呋甾皂甙)。
发明内容
本发明的目的:
1.提供一种新型的、抗糖尿病的、富含呋甾皂甙的组分(>70%),其中包括作为生物活性成分之一的约30%原薯蓣皂甙。
2.提供一种从葫芦巴种子提取的、新型的、抗糖尿病的、化学定义的富含呋甾皂甙组分。
3.提供一种从葫芦巴种子提取的、新型的、抗糖尿病的富含呋甾皂甙组分,其是非常有效的,并可以容易且方便地配制成现代的药学上可接受的形式如胶囊、片剂、糖浆等。
4.提供一种从葫芦巴种子提取的、新型的、抗糖尿病的富含呋甾皂甙的组分,其是天然的、安全的、可生物降解,没有证明的哺乳动物毒性并且容易商业获得。
5.披露了从葫芦巴种子中提取的生物活性组分,其在治疗和处理1型糖尿病和2型糖尿病中是非常有效的。
发明简述:
本发明公开了一种从葫芦巴种子提取的新型的抗糖尿病组合物。该组合物包括化学定义的富含呋甾皂甙组分(包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的、>70%的呋甾皂甙)。
发明的详细描述:
本发明公开了一种从葫芦巴种子提取的、新型的、抗糖尿病的、化学定义的、富含呋甾皂甙(FSR)组分(包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的、>70%的呋甾皂甙)。由于它不包含任何有害的化学物质和防腐剂,它是非常安全和生态友好的,并且对病人的健康不会产生任何不良影响。
本发明的新颖性方面:本发明是一种产品。具体地说,它是化学定义的抗糖尿病产品,即从葫芦巴种子提取的富含呋甾皂甙组分(包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的、>70%的呋甾皂甙)。现有技术中尚未披露这样的组分。
发明步骤:本发明的发明步骤在于
-所述组分的提取
-该组分作为抗糖尿病剂的鉴定
-通过证明无毒性和计算出治疗有效剂量使其作为抗糖尿病剂的使用成为可能
经过大量的研究努力,本发明人能够提取包含呋甾皂甙(包括作为主要组分的约30%的原薯蓣皂甙的、>70%的呋甾皂甙)的现在的组分,其是100%天然的,在糖尿病(1型和2型)的治疗和处理中,是非常有效力并且相当有效的。
工业应用:提取所述组分所需的葫芦巴种子易于商业获得。产品即提取自葫芦巴种子的富含呋甾皂甙组分,其包含具有作为主要组分之一的大约30%的原薯蓣皂甙的、>70%呋甾皂甙,可以容易地商业大规模制备以及有效用作抗糖尿病剂。该产品是粉末状,并且是完全水溶性的。因此,可配制成的任何标准的口服剂型如片剂,胶囊等,并且产品是水溶性的也可以添加到饮料中或为作为抗糖尿病剂适当的使用可以配制成液体形式。
为从葫芦巴种子获得富含呋甾皂甙的组分(>70%,其中包含约30%原薯蓣皂甙)的提取过程:
这个过程包括以下主要步骤:
(1)初级提取:粉状葫芦巴种子经过亲水性极性溶剂,具体地低脂肪醇,如甲醇、乙醇和丁醇的初级提取。
(2)离子交换层析和次级提取:初级提取步骤之后是使用HP-20/PA-500混床树脂的离子交换层析以及为获得所需的高纯度(>70%)生物活性的富含呋甾皂甙(FSR)组分,涉及使用一种新型的包含氯代烃∶醇(1∶1,V/V)的复合提取溶剂的次级提取步骤。优选地,使用的氯代烃为二氯甲烷,使用的醇为甲醇。
(3)产量优化:对于产量优化,整个过程在pH 6-8之间进行,最佳在接近中性pH值且低于80摄氏度的温度下,以避免所需的呋甾皂甙结构的完整性和生物活性的损失。因此,整个提取过程在低于80摄氏度下进行,优选是在40-65摄氏度之间进行。如果在低于特定的范围的温度下进行提取,发现提取效率降低,并且导致较低的产量,从而影响商业可行性。
抗糖尿病活性的鉴定
在动物模型(大鼠)上进行实验研究以确定从葫芦巴种子分离的新型的组分(>70%呋甾皂甙,其中具有作为主要组分之一的约30%原薯蓣皂甙)的如果有的抗糖尿病潜力(1型和2型)。在下面的表2中给出1型动物模型的治疗结果:
表2:长期给药富含呋甾皂甙(FSR)的葫芦巴种子提取物对正常大鼠和I型糖尿病大鼠的血浆葡萄糖水平(PGL)的影响
括号中的数字表明与各自的赋形剂对照组相比的百分数PGL减少。缩写为FSR-得自葫芦巴种子的富含呋甾皂甙的组分(->70%,其中包括作为主要组分的约30%原薯蓣皂甙);INS-胰岛素;PGL-血浆葡萄糖水平。所述试验和参照项14天长期给药,每天一次,不论口服(p.o.)或腹腔注射(i.p.)。
以上给出的数据表明,用本发明的富含呋甾皂甙(FSR)组分在1型糖尿病大鼠中(450mg/kg,p.o.两个星期)的治疗显示与用胰岛素(48.2%用1U/kg,i.p.)治疗相比的显著的降低血糖活性(31.5%)。此外,在正常大鼠中相同剂量的FSR显示轻微的低血糖活性(15%)。
在2型糖尿病大鼠中,分离的组分单独或与抗糖尿病药物,二甲双胍组合产生血浆葡萄糖水平的显著的降低。与二甲双胍组合的血浆葡萄糖的降低更多,表明协同效应。
使该组分作为抗糖尿病剂的使用成为可能
动物毒性和功效研究(临床前研究)
通过证明其在动物模型中无毒性和抗糖尿病的作用,使该组分作为抗糖尿病剂的使用成为可能,并随后计算出人类的治疗有效剂量和安全剂量。
动物模型中的毒性研究:按照国际经济合作与发展组织(OECD)良好实验室规范(GLP)指南(1998),在瑞士白化小鼠中以每天每kg体重500mg、1000mg和2000mg的剂量水平进行单剂量急性毒性研究(15天)。没有观察到死亡或治疗相关的明显的毒性作用。随后,按照OECD指南,以每天每kg体重250、500和1000mg的剂量水平进行重复剂量毒性研究(28天),也没有发现任何毒性作用,表明该组分的最高试验剂量为1000mg/kg体重28天,对哺乳动物可以认为是安全的。
动物模型的功效研究(抗糖尿病作用):
动物模型的研究显示所述组分对控制1型和2型糖尿病中的血浆葡萄糖水平是有效的。在1型糖尿病大鼠中本发明的富含呋甾皂甙(FSR)组分的治疗(450mg/kg,p.o.两个星期)显示与用胰岛素治疗(48.2%1U/kg,i.p.)相比的显著的降低血浆葡萄糖活性(31.5%)。此外,在正常大鼠中相同剂量的FSR显示轻微的低血糖活性(15%)。
在2型糖尿病大鼠中,分离的组分单独以及与抗糖尿病药物,二甲双胍组合产生血浆葡萄糖水平的显著的降低。与二甲双胍组合的血浆葡萄糖的降低更多,表明协同效应。
临床研究:保持所述提取物的高纯度的性质的目的,对所述提取物的多种剂型的高纯度的性质进行评价。500mg胶囊的最终剂型被认为是最适合的,因为配制的容易性以及赋形剂的避免产生100%纯天然的、定义明确的剂型。在人类志愿者中(n=10),作为膳食补充剂评价所述剂型抗糖尿病的潜力,该研究的结果论述如下:
所述研究发现如下:
1.患者的平均(SD)年龄为55.92±9.72岁,患糖尿病的时间的中值为11年。接受的抗糖尿病药物的平均数为2种药(二甲双胍和格列吡嗪)。
2.在对病人给予葫芦巴提取物的膳食补充剂的开始之前和之后,通过检查空腹血糖(FPG)和餐后血糖(PPG)来评价血糖控制(glycemic control)(抗糖尿病活性)。
3.给病人的膳食补充剂的平均剂量为每天一次,一次500mg,为期一个月。
4.膳食补充剂开始前的平均空腹血糖为148.67±31.44mg/dl,平均餐后血糖为194.40±34.86mg/dl。
5.膳食补充剂开始后的平均空腹血糖为96.89±18.35mg/dl,平均餐后血糖为129.00±14.82mg/dl。
6.观察到的FPG的平均差为51.77±25.63mg/dl。用1个月暴露期间的葫芦巴治疗后,空腹血糖有显著差异(P<0.001)。
7.观察到的PPG的平均差为57.85±51.67mg/dl。用1个月暴露期间的葫芦巴治疗后,餐后血糖有显著差异(P=0.025)。
上述调查结果(来自10例病人)意味着在降低血糖水平方面本发明的组分的显著的抗糖尿病活性。此外,发现,所述组分与标准的合成的抗糖尿病药物如二甲双胍和格列吡嗪的作用不产生干扰。相反,该组分发挥协同效应,显著增强合成的抗糖尿病药物的抗糖尿病潜力。
Claims (1)
1.一种分离自葫芦巴种子的组分,其中,所述组分包含呋甾皂甙和作为主要化合物的原薯蓣皂甙,所述组分由如下步骤制备:
-粉状葫芦巴种子经过通过使用低脂肪醇作为溶剂初级提取;
-随后使用HP-20/PA-500混床树脂进行离子交换层析;以及
-使用包含氯代烃和醇的溶剂进行次级提取,其中所述氯代烃:所述醇的体积比为1:1;
其中,上述步骤在pH6-8之间且低于80摄氏度的温度下进行,
所述组分是抗糖尿病的并且在治疗和处理1型和2型糖尿病中是有效的。
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