CN108785304A - 一种ampa受体激动剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AMPA受体激动剂的应用，所述的AMPA受体激动剂为PF‑4778574，其结构式为：；分子式为：C₁₉H₂₂N₂O₃S_2;化合物分子量为390.52;所述的PF‑4778574应用于快速抗抑郁药物中。其在制备快速抗抑郁药物中的用途属于首次公开，且疗效确切、副作用低。

Description

一种AMPA受体激动剂的应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，特别涉及一种AMPA受体激动剂的应用。

背景技术

抑郁症是一种通过心理、行为和生理症状表现出来的精神疾病，包括抑郁情绪，注意力下降，食欲和睡眠模式的改变，在各种活动中兴趣丧失、快感缺失，无价值的感觉，过度的内疚感甚至***。随着现代社会竞争加剧、经济的快速转型发展，致使近年来抑郁症的发病率不断上升。目前抑郁症在生活中普遍存在，可能在人生很早的阶段发生。据国际预防犯罪协会2015年(事实和数据)显示，抑郁症的***风险较高，大约每40秒发生一次***性死亡事件。重度抑郁障碍的终生患病率为15%至20%，复发率高达30%至40%并可能发展成难治性抑郁症。世界卫生组织(WHO)的统计预测：2020年导致疾病致残的第二大原因将可能是抑郁症。

目前临床上大量应用的抗抑郁药物的病理生理学机制是通过增加突触间隙单胺类递质的水平。不幸的是，常规的抗抑郁药如选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SelectiveSerotonin Reuptake Inhibitors，SSRIs)仅具有适度的治疗作用和缓解率且伴随不必要的副作用，此外SSRIs起效通常需要3-8周的时间，这对***风险高的患者尤其危险。因此，迫切需要开发有效的、快速作用的抗抑郁药。抗抑郁药起效延迟的原因可能是需要一个增强神经可塑性和细胞弹性的适应过程。临床和临床前研究表明，谷氨酸能***的功能障碍涉及心理障碍，如重度抑郁障碍和双相抑郁。抑郁症患者的血清谷氨酸水平高于非抑郁患者，血浆谷氨酸水平和患者抑郁症状的严重程度有严格的正相关且在抗抑郁治疗中升高的谷氨酸水平会降低，这些结果促使针对谷氨酸***的调节剂得到开发利用。研究发现低剂量N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid, NMDA)受体的非竞争性阻断剂Ketamine具有快速抗抑郁作用。单次剂量的Ketamine在给药后2小时产生抗抑郁作用，并在临床(MDD患者)和临床前抑郁症模型中抗抑郁持续时间长达7天。其作用机制表明Ketamine通过上调BDNF水平和激活mTOR信号通路发挥快速抗抑郁作用。并发现AMPA受体兴奋在其抗抑郁机制中发挥首要且必需作用。此外AMPA受体激活后已经被证明能够激活BDNF/TrkB/mTORC1信号通路，随后增加突触蛋白的表达例如GluR1，PSD-95和Synapsin I以及内侧前额叶皮层(mPFC)的兴奋性突触传递。这些研究表明Ketamine快速抗抑郁的重要分子通路可能是激活AMPA受体通过TrkB/PI3K/AKT/mTORC1信号转导通路从而介导BDNF的释放。此外神经肽VGF也参与了ketamine的快速抗抑郁作用且神经肽VGF的C端肽TLQP-62抗抑郁功效也依赖于AMPA受体的激活和mTOR信号的传导。NMDA受体甘氨酸位点激动剂GLYX-13的快速抗抑郁作用也与PI3K/AKT/mTORC1/VGF信号转导通路相关。且海马内Vgf基因下调显著阻断了GLYX-13的快速抗抑郁作用并阻断了GLYX-13对PI3K/AKT/mTORC1信号转导通路的调控作用，进一步证实了VGF与BDNF在调控PI3K/AKT/mTORC1信号通路参与快速抗抑郁作用中具有相似的作用机制，可能表明BDNF与VGF在参与快速抗抑郁中具有相同的上游调控机制。并有报道显示GLYX-13的抗抑郁作用也依赖于AMPA受体的激活，可能证实AMPA受体作为BDNF与VGF的共同调控靶标，参与快速抗抑郁过程。

AMPA受体是中枢兴奋性离子型谷氨酸受体，由四种核心亚单位GluR1-4组成，介导中枢神经***信号传导，促进神经发育及突触可塑性，参与多种神经活动过程。并于2015年度国家“重大新药创制”科技重大专项申报指南中被认为是创新化学药物领域需重点关注的一种与神经精神***疾病相关的重要靶点。如前所述Ketamine由于其快速抗抑郁作用而引起了广泛的关注，然而不幸的是，Ketamine的精神异质性，滥用风险和其他副作用限制其广泛的临床应用。因此开发具有Ketamine类似抗抑郁作用但副作用较少的化合物具有重要意义。近年来AMPA受体正向变构调节剂由于其温和激动AMPA受体，具有较低神经毒性的优势成为治疗神经精神疾病药物研发的热点。美国Cortex制药公司、荷兰Organon公司、法国Servier公司、Lilly公司及Glaxo Smith Kline公司目前已开发出的AMPA受体正向变构调节剂中，大多处于临床前研究阶段或临床试验阶段，其药理学作用主要集中于对脑损伤的神经保护作用及改善认知作用，而关于AMPA受体的新型正向变构调节剂调控抑郁样行为及其机制远未阐明。

PF-4778574是一种新型AMPA受体激动剂，可通过同时减轻AMPA受体失活和脱敏以增强和延长突触电流来来增强AMPA受体活性，是一种新型AMPA受体正向变构调节剂，并参与调节神经细胞的发育，改善认知。但是，PF-4778574能否抗抑郁及其抗抑郁的剂量以及是否具有快速抗抑郁的功能被我们首次发现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供新型AMPA受体激动剂PF-4778574在快速抗抑郁药物上的应用，其疗效确切、副作用低。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种AMPA受体激动剂的应用，AMPA受体激动剂为PF-4778574，其结构式为：

；

分子式为：C₁₉H₂₂N₂O₃S_2; 化合物分子量为390.52; 化学名：N-[(3R,4S)-3-[4-(5-Cyano-2-thienyl)phenyl]tetrahydro-2H-pyran-4-yl]-2-propanesulfonamide N-{(3R,4S)-3-[4-(5-Cyano-2-thienyl)phenyl]tetrahydro-2H-pyran-4-yl}propane-2-sulfonamide;PF-4778574应用于快速抗抑郁药物中。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的快速抗抑郁药物中，PF-4778574的的剂量为1mg/kg或者2mg/kg。

上述的快速抗抑郁药物中包含PF-4778574化合物或者其药物可接受盐。

上述的快速抗抑郁药物的给药方式为注射制剂、口服制剂或外用制剂。

上述的快速抗抑郁药物的制剂形式包括片剂、胶囊剂、散剂、丸剂、颗粒剂、注射剂或乳剂。

与现有技术相比，本发明的AMPA受体激动剂PF-4778574应用于快速抗抑郁药物中，其在制备快速抗抑郁药物中的用途属于首次公开，且疗效确切、副作用低。

附图说明

图 1. PF-4778574干预处理及行为学测试实验流程图；

图2. PF-4778574快速抗抑郁作用实验流程图；

图3. AMPA受体在PF-4778574快速抗抑郁作用实验流程图；

图4. PF-4778574快速抑郁样作用图；

图5. PF-4778574单次给药后，抗抑郁作用时效关系图；

图6 PF-4778574单次给药后对小鼠行为变化的影响图；

图7 AMPA受体拮抗剂阻断PF-4778574快速抗抑郁作用图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种AMPA受体激动剂的应用，AMPA受体激动剂为PF-4778574，其结构式为：

；

分子式为：C₁₉H₂₂N₂O₃S_2; 化合物分子量为390.52; 化学名：N-[(3R,4S)-3-[4-(5-Cyano-2-thienyl)phenyl]tetrahydro-2H-pyran-4-yl]-2-propanesulfonamide N-{(3R,4S)-3-[4-(5-Cyano-2-thienyl)phenyl]tetrahydro-2H-pyran-4-yl}propane-2-sulfonamide;PF-4778574应用于快速抗抑郁药物中。

实施例中，快速抗抑郁药物中，PF-4778574的的剂量为1mg/kg或者2mg/kg。

实施例中，快速抗抑郁药物中包含PF-4778574化合物或者其药物可接受盐。

实施例中，快速抗抑郁药物的给药方式为注射制剂、口服制剂或外用制剂。

实施例中，快速抗抑郁药物的制剂形式包括片剂、胶囊剂、散剂、丸剂、颗粒剂、注射剂或乳剂。

下面通过实验证实AMPA受体激动剂PF-4778574在快速抗抑郁方面的作用。

1.实验动物

实验所需动物均来自浙江医学科学研究院动物中心，品系为 ICR，雄性，体重22-25g。在宁波大学实验动物中心提供的SPF级动物房饲养，动物房温度与湿度分别控制在22±2℃与60%±5%。使用日光灯控制昼夜节律12小时光照12小时黑暗，动物分组分笼饲养，给予清洁水，颗粒饲料喂养。严格按照实验操作要求在特定房间进行，并遵守《浙江省实验动物管理办法》规定且征得宁波大学医学院动物伦理委员会的同意。

2 行为学实验方法：

2.1 慢性不可预知性刺激(Chronic Unpredictable Stress，CUS)造模

共采用11种刺激：禁食，禁水，昼夜颠倒，潮湿垫料，束缚，频闪光加噪音，震荡鼠笼，倾斜鼠笼，冷水游泳(10℃)，电击足底，热水游泳(40℃)。每种刺激每天随机施加于CUS模型小鼠。

2.2脑立体定位，脑室埋管及海马微量注射手术

实验前用75%医用酒精擦拭桌面及消毒手术器械。从小鼠饲养笼中取出小鼠并称重。2%戊巴比妥钠溶液按照70mg/kg的剂量根据小鼠实际体重给予相应的戊巴比妥钠溶液体积，腹腔给药。约5分钟后，轻掐鼠尾无明显反应，表明小鼠进入深层麻醉状态，即可开始实验。将小鼠固定于脑立体定位仪固定器上，注意调节两边耳杆的平衡，晃动小鼠身体以小鼠头部不动为固定成功标准，然后装上鼻夹固定小鼠门牙。固定完成后，先在小鼠眼部涂抹红霉素眼膏以保持小鼠眼部湿润，用剪刀去除小鼠头部毛发，接着用另外一把剪刀沿中缝剪开小鼠头部皮肤，暴露头骨，用棉签将表层的***擦掉。打开桌面上数显型脑立体定位仪显示器和微量注射泵控制器，上抬微量注射泵，固定微量注射器。参考小鼠脑图谱，定前囟，移动注射器至前囟，以前囟为零点，将桌面数显仪X轴，Y轴，Z轴归零。参照小鼠脑图谱结合实验所需脑区，移动注射器到相应的位置，标记，用颅骨钻打孔。本实验所需的参数为：侧脑室埋管，参数为：AP：-0.34 mm，ML：±1.00mm，DV：-2.5 mm。皮层注射VGLUT1的AAV病毒，参数为：AP：+1.78 mm，ML：±0.30 mm，DV：-1.25 mm。埋管的后续步骤为在已打孔完成后小鼠脑部***导管，之后用牙科水泥封闭导管周围固定，将牙科水泥凝固后的小鼠从固定仪上取下来放回笼子，给予一周恢复时间，然后采用微量注射器通过导管将药品导入小鼠脑内，皮层病毒注射则直接通过微量注射器注入小鼠脑内，注射时间为5分钟，停针3分钟。

2.3旷场实验(Open filed test, OFT)

旷场装置是一个长50厘米，宽50厘米，高30厘米的正方形敞箱，整个箱体为白色塑料材质，敞箱不同部位做实验时需光线均匀，用记号笔将箱底底部平均分成四个区域，画线痕迹不得太明显，以防影响小鼠的行为。箱体正上方2米处悬挂摄像机来实时监控并录像以供分析数据。测试时，将小鼠从箱体底部正中间放入，录像5分钟。数据记录：站立次数(小鼠在箱子里自由活动时，前肢离开箱底仅后肢着地，则记为站立一次)；穿线次数(小鼠自由活动时，穿越各个区域的次数，若是穿越对角区域则记为穿线两次，相邻区域穿越记为穿线一次)。每只小鼠测试后用10%的酒精擦拭箱体，消除气味以防影响下一只小鼠。

2.4强迫游泳实验(Forced Swimming Test，FST)

实验装置是一个直径18厘米，高24厘米的透明的有机塑料圆桶，水深15厘米，水温控制在23±2℃。总共测试6分钟，前两分钟为适应过程，记录后四分钟小鼠不动时间。小鼠不动的定义是：小鼠头朝上漂浮在水面或为保持头部浮在水面而做必要的小幅游动，例如单侧后肢划动。实验结束后用毛巾把小鼠身上的水擦干再放回笼子。

2.5糖水偏好实验(Sucrose Preference Test，SPT)

糖水偏好实验分为两部分：适应和测试。适应共用72小时。其中前24小时适应两瓶1%的蔗糖溶液，接着24小时适应一瓶自来水，一瓶1%糖水，位置随机，接下来24小时将之前一瓶自来水一瓶1%糖水的位置互换，消除小鼠的位置偏好。适应期间自由饮食，之后禁水24小时，然后一糖一水开始测试，测试时间24小时，记录糖水，自来水的消耗量，计算糖水偏好率：(糖水消耗量/总消耗量)×100%。

2.6新环境摄食抑制实验(Novelty Suppressed Feeding Test，NSFT)

实验装置是利用旷场装置，但是将四壁涂黑。实验前动物预处理为禁食24小时，饮水自由。实验时，箱底中央放置一粒食物，在箱子的任意一角放入动物，录像观察5分钟，计算由放入小鼠到小鼠开始啃咬咀嚼食物的时间，即是潜伏期(latency)。潜伏期的长短反应了小鼠的抑郁程度。5分钟结束后，将小鼠放入过渡笼中，笼子里有定量的食物，记录小鼠5分钟内食物消耗量，以排除食欲差异对潜伏期的影响。每只小鼠实验完成后用10 %的酒精擦拭箱体，消除气味以防影响下一只小鼠。

实验1：关于PF-4778574是否具有快速抗抑郁作用的研究。

成年雄性ICR小鼠50只平均分成5组，每组10只，分别为Vehicle组，CUS+Vehicle，CUS+PF-4778574(0.5mg/kg)，CUS+PF-4778574(1mg/kg)，CUS+PF-4778574(2mg/kg)。模型采用经典的CUS模型构建，模型构建成功后，单次给予各组相对应的药物，24小时后采用旷场实验，新环境下摄食抑制实验，糖水偏爱实验，强迫游泳实验等行为学方法检测PF-4778574是否具有快速抗抑郁作用，以及取脑组织进行蛋白分子水平检测相关通路蛋白的变化，实验具体流程见图1。

为证实PF-4778574快速抗抑郁的作用，我们经过前期大量预实验筛选选择PF-4778574的0.5 mg/kg，1 mg/kg，2 mg/kg三种剂量验证在成功构建的CUS抑郁模型中发挥快速抗抑郁作用。模型构建五周后，CUS组小鼠旷场实验中穿线次数(图4 A，P < 0.01)与站立次数(图4B，P < 0.01)与Vehicle组相比显著性减少；且在强迫游泳中的不动时间(图4C，P< 0.01)及摄食抑制实验中摄食潜伏期(图4E，P < 0.01)显著高于Vehicle组；相比与Vehicle组，CUS组小鼠快感明显缺失(图4D，P < 0.01)，表明CUS造模五周后，小鼠明显出现抑郁症状，造模成功。单次给药24小时后行为学结果显示PF-4778574具有剂量依赖性的抗抑郁作用。PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量在旷场实验中与CUS组相比显著增加了小鼠的穿线次数(图4A，P < 0.01)和站立次数(图4B，P < 0.01)；强迫游泳实验中，与CUS组相比，PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量显著性降低小鼠的不动时间(图4C，P < 0.01)。糖水偏好实验中，PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量糖水偏爱率比CUS组显著性增加(图4D，P < 0.01)；在摄食抑制实验中，小鼠摄食潜伏期PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量比CUS组显著缩短(图4E，P < 0.01)。行为学结果提示PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量可能具有快速改善小鼠抑郁样行为的作用。

实验2：关于PF-4778574单次给药快速抗抑郁时效性研究。

成年雄性ICR小鼠40只平均分为四组：Vehicle，PF-4778574(0.5 mg/kg)，PF-4778574(1 mg/kg)，PF-4778574(2 mg/kg)。单次给药后在第一天(给药后24小时)，第四天，第七天，第十天四个时间点均进行旷场实验和强迫游泳实验，实验具体流程见图2。

实验1已证实PF-4778574具有快速抗抑郁作用，关于其抗抑郁持续时间选择了四个时间点去检测，分别是：第一天(相当于给药后24小时)、第四天、第七天、第十天。旷场实验小鼠的穿线次数(图5A，P > 0.05)与站立次数(图5B，P > 0.05)随着天数的递增有略微的减少，可能与测试次数多，小鼠适应环境有关，各组之间无显著性差异。小鼠在强迫游泳中的不动时间在第一天测试发现PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量抗抑郁作用最为显著(图5C，P < 0.05，P < 0.01)。抗抑郁作用一直持续到第7天(图5C，P < 0.05，P < 0.05)，在第十天PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量组与Vehicle组无显著性差异(图5C，P >0.05)，抗抑郁作用消失。表明单次给药PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量抗抑郁作用可持续1周。

PF-4778574发挥快速抗抑郁作用时显著增加了CUS组旷场实验中的站立次数(图4B，P < 0.01)与穿线次数(图4A，P < 0.01)，那么PF-4778574抗抑郁作用是否与其改变自主活动能力相关。单次给药24小时后进行旷场实验及强迫游泳实验。PF-4778574的1 mg/kg、2 mg/kg剂量组强迫游泳的不动时间显著低于Vehicle组(图6A，P < 0.05，P < 0.01)，提示具有抗抑郁作用。但旷场实验中小鼠的站立次数与穿线次数各组之间无显著性差异(图6B，P > 0.05)。说明PF-4778574抗抑郁作用与其自主活动能力的改变无关。

实验3：关于AMPA受体在PF-4778574快速抗抑郁过程中作用的研究。

成年雄性ICR小鼠40只都进行侧脑室埋管，参数为：AP：-0.34 mm，ML：±1.00 mm，DV：-2.5 mm。手术后恢复七天，之后分组为：Vehicle组(10只)，CUS组(30只)，待5周造模成功后，将CUS组小鼠分为Vehicle(10只)，NBQX+PF-4778574(10只)，PF-4778574 (10只)。脑部注射ACSF或NBQX后1小时腹腔给药PF-4778574或Vehicle，24小时后进行旷场实验，新环境下摄食抑制实验，糖水偏爱实验，强迫游泳实验行为学测试以及取脑组织进行分子实验检测，实验具体流程见图3。

在行为学测试中，PF-4778574(1 mg/kg)显著逆转了CUS诱导的抑郁小鼠穿线次数(图7A，P < 0.01)与站立次数(图7B，P < 0.01)的减少；并显著逆转了CUS诱导的抑郁小鼠强迫游泳实验不动时间(图7C，P < 0.05)与新环境摄食抑制实验潜伏期(图7E，P < 0.01)的增加；以及显著逆转CUS诱导的抑郁小鼠快感缺失的行为(图7D，P < 0.01)。但是当给予AMPA受体拮抗剂(NBQX)抑制AMPA受体激活时，再给予PF-4778574(1 mg/kg)时穿线次数(图7A，P < 0.01)与站立次数(图7B，P < 0.01)显著性降低，强迫游泳实验不动时间显著性增加(图7C，P < 0.05)，且显著减少了小鼠在糖水偏爱实验中糖水饮用百分比(图7D，P <0.01)，增加了小鼠在摄食抑制实验中的潜伏期(图7E，P < 0.01)，与CUS组小鼠无差异，说明AMPA受体拮抗剂NBQX完全抑制了PF-4778574的抗抑郁行为。

通过实验发现，用PF-4778574所制备的药物的快速抗抑郁作用未出现明显改变活动能力，并且单次药物处理快速抗抑郁作用能够持续一周时间。

本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (5)

1.一种AMPA受体激动剂的应用，其特征是：所述的AMPA受体激动剂为PF-4778574，其结构式为：

；

分子式为：C₁₉H₂₂N₂O₃S_2; 化合物分子量为390.52; 化学名：N-[(3R,4S)-3-[4-(5-Cyano-2-thienyl)phenyl]tetrahydro-2H-pyran-4-yl]-2-propanesulfonamide N-{(3R,4S)-3-[4-(5-Cyano-2-thienyl)phenyl]tetrahydro-2H-pyran-4-yl}propane-2-sulfonamide;所述的PF-4778574应用于快速抗抑郁药物中。

2.根据权利要求1所述的一种AMPA受体激动剂的应用，其特征是：所述的快速抗抑郁药物中，PF-4778574的剂量为1mg/kg或者2mg/kg。

3.根据权利要求2所述的一种AMPA受体激动剂的应用，其特征是：所述的快速抗抑郁药物中包含PF-4778574化合物或者其药物可接受盐。

4.根据权利要求3所述的一种AMPA受体激动剂的应用，其特征是：所述的快速抗抑郁药物的给药方式为注射制剂、口服制剂或外用制剂。

5.根据权利要求4所述的一种AMPA受体激动剂的应用，其特征是：所述的快速抗抑郁药物的制剂形式包括片剂、胶囊剂、散剂、丸剂、颗粒剂、注射剂或乳剂。