CN111228259A - 5-羟基-1-甲基海因的医药用途 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物医药技术领域，涉及5‑羟基‑1‑甲基海因新的医药用途，尤其涉及5‑羟基‑1‑甲基海因防护百草枯导致的肺损伤的医药用途。本发明提供了5‑羟基‑1‑甲基海因在制备治疗百草枯所致的肺损伤药物中的用途，可以是以单独的5‑羟基‑1‑甲基海因为原料制备成药剂，也可以5‑羟基‑1‑甲基海因与其他药物配合制成复方制剂。本发明通过研究发现5‑羟基‑1‑甲基海因对百草枯致肺损伤具有保护机制。5‑羟基‑1‑甲基海因是小分子化合物，易通过扩散机制到达肺部组织，发挥疗效，包括消除羟基自由基、抗氧化和抗炎机制。本发明对5‑羟基‑1‑甲基海因的生物学活性进行进一步的探索，为治疗百草枯所致的肺损伤疾病的预防和治疗提供理论基础和实验依据。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，涉及5-羟基-1-甲基海因新的医药用途，尤其涉及5- 羟基-1-甲基海因防护百草枯导致的肺损伤的医药用途。
背景技术
百草枯最初合成于十九世纪，当时用作化学指示剂(氧化还原指示剂)，1962年作为除草剂用于农业。它可以作用于数百万种生长物和一百多种农作物，并且现在仍然被全球120多个国家广泛使用。作为一类重要的非选择性触杀性除草剂，百草枯具有如下特点：a)具有非选择性，也就是说，它能杀灭大部分一年生禾本科及阔叶杂草，以及已生长的多年生杂草的顶叶；b)起效极快；c)施药几分钟后遇雨，其药效不受影响；d)接触土壤后其生物活性即发生钝化。正是基于上述特点，百草枯给农户、环境和社会都带来了许多利益。尽管如此，百草枯也被指责会带来严重的急性和慢性的健康问题，例如：皮炎，肾衰竭，呼吸衰竭，心率过快，二度烧伤，皮癌以及帕金森病。此外，百草枯在许多国家 (特别是发展中国家)被普遍用作***试剂。因而对于百草枯的使用引起了包括世界卫生组织(WHO)、美国环境保护局(US EPA)和欧洲化学品局(ECB)在内的世界众多组织的关注。来自于亚洲、美洲和欧洲的一些非政府组织在2002年还发动了“停止百草枯”的运动(Paraquat and Suicide，PAN Germany)。既便如此，由于百草枯的广泛使用，以及其具有广泛易得，低的中毒剂量(对于人类的最低致命剂量规定为35mg/kg)(Pedersonet al.， 1981；Bismuth et al.，1982)和相对廉价的特点，还是有大量因为百草枯导致意外中毒和***的案例不断地被报道。1966年英国医学家Bullivant首先描述了2例因为百草枯意外中毒而导致死亡的事件，随后，世界各地相继报道了百草枯中毒的病例。美国、加拿大、欧洲、日本、新加坡、香港等地区至今有约上万例死亡报道。每年全世界由于摄取百草枯而导致***的大约要有数千人，虽然实际的数字由于发展中国家报道和统计的不完全而不得而知。百草枯导致如此高的死亡率(总病死率为25％～75％，口服20％原液者则高达 95％，口服大于15ml以上者鲜见存活报道)的根本原因在于迄今为止百草枯中毒尚无特效解毒剂和有效治疗措施(A.L.Jones，R.Elton，R.Flanagan，QJM-Int.J.Med.1999，92： 573-578；郑贵新，中国工业医学2004，17(2)：104-106)。
百草枯(Paraquat，PQ)是一种广泛使用的高效除草剂，对人有较强的毒性作用。由于其中毒致死量小、无特效解毒剂、常规对症治疗效果极差，故死亡率居高不下。百草枯中毒的特征性改变是肺损伤，早期表现为肺泡上皮细胞受损，肺泡内出血水肿，晚期则表现为肺泡内和肺间质纤维化。目前PQ中毒机制尚不清晰及临床上无有效解毒剂，导致PQ急性中毒死亡率高达50％～80％。目前百草枯中毒的治疗方法仍处于探索阶段，难以得到满意的治疗效果，病死率仍居高不下。PQ急性中毒的治疗以减少吸收、促进排出、抑制炎症反应等为主，国内外研究较多的有血液灌流联合血液透析、基因治疗和抗体治疗等。已用于临床的治疗药物有抗自由基及抗氧化药物和激素及免疫抑制药物。目前国内外学者对PQ中毒治疗措施多专注于外源性药物的应用，而忽视机体内源性物质的开发与利用。
海因类化合物是指含有各种取代基的五元氮杂环化合物，又称作乙内酰脲类化合物。由于其结构中存在多种官能团，且具有较大的反应活性，各种不同取代的海因及其衍生物已广泛应用于医药、农药、化工和纺织等领域。其中海因类化合物的药理作用主要表现在抗菌、抗炎、抗癫痫、降低血糖、钠离子通道阻滞剂、抑制***毒素的产生等。5-羟基 -1-甲基海因是海因类化合物中一个重要的衍生物，结构如图1所示，研究表明5-羟基- 1-甲基海因适用的病症有难治性血管炎症，低血清白蛋白血症，肾衰竭，以及用来消除自由基和活性氧，对枸橼酸引起的豚鼠咳嗽具有明显的抑制作用，以及5-羟基-1-甲基海因对百草枯中毒所致的肾损伤有防护作用等药理活性。但是至今尚未见到5-羟基-1-甲基海因可用于制备治疗用于治疗百草枯所致的肺损伤药物的相关报道。
发明内容
百草枯中毒的靶器官是肺脏，目前关于百草枯的治疗无特效解毒剂。针对现有技术问题，本发明的目的在于提供5-羟基-1-甲基海因用于防护百草枯导致的肺损伤的医药用途。本发明通过研究发现5-羟基-1-甲基海因对百草枯致肺损伤具有保护机制。5-羟基-1-甲基海因是内源性物质，是肌酐代谢产物的一种。5-羟基-1-甲基海因是小分子化合物，易通过扩散机制到达肺部组织，发挥疗效，包括消除羟基自由基、抗氧化和抗炎机制。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案。
5-羟基-1-甲基海因在制备治疗百草枯所致的肺损伤药物中的用途。
进一步地，5-羟基-1-甲基海因在制备治疗百草枯所致的肺损伤药物中的用途，可以是以单独的5-羟基-1-甲基海因为原料制备成药剂，也可以5-羟基-1-甲基海因与其他药物配合制成复方制剂。
与现有技术比，本发明具有以下有益效果。
(1)5-羟基-1-甲基海因是小分子化合物，易通过扩散机制到达肺部组织，发挥疗效，包括消除羟基自由基、抗氧化和抗炎机制。
(2)本发明通过探究金5-羟基-1-甲基海因在制备治疗百草枯所致的肺损伤药物中的用途，对5-羟基-1-甲基海因的生物学活性进行进一步的探索，为治疗百草枯所致的肺损伤疾病的预防和治疗提供理论基础和实验依据。
附图说明
图1是5-羟基-1-甲基海因的结构式以及肌酐的部分代谢产物(5-羟基-1甲基海因在体内是由肌酐的降解产物)。
图2是H&E染色的病理切片图中对照组的正常肺脏的病理切片图像，可见肺泡结构完整，肺泡壁无水肿，肺实质无炎性细胞浸润。
图3是H&E染色的病理切片图中百草枯(25mg/kg)中毒组的肺脏病理切片图像，可见大量炎性细胞浸润，肺泡内出血明显，膜形成明显。
图4是H&E染色的病理切片图中百草枯中毒后经过5-羟基-1-甲基海因(100mg/kg)连续5天治疗后的肺脏病理切片，可见肺泡结构轻度损伤，少量炎性细胞渗出出血。
图5是Western Blot检测各组小鼠肺组织HO-1蛋白表达，Western blot为蛋白免疫印迹试验，HO-1为血红素氧合酶-1，β-actin为β-肌动蛋白。
图6是负离子模式下得到的差异代谢物火山图。红色代表上调，绿色代表下调，灰色代表没有变化，VIP代表该物质在该组对比的OPLS-DA模型得到的重要性投影值。
图7正离子模式下得到的差异代谢物火山图。红色代表上调，绿色代表下调，灰色代表没有变化，VIP代表该物质在该组对比的OPLS-DA模型得到的重要性投影值。
图8是主成分分析图(principal component analysis，PCA)，上图代表负离子模式下得到的主成分分析图，下图代表正离子模式下得到的主成分分析图。图中横坐标t[1]和纵坐标t[2]分别表示排名第一和第二的主成分的得分，蓝点代表PQ组样本，红点代表HMH组样本。
图9是偏最小二乘法-判别分析图(PLS-DA)，上图代表负离子模式下，下图代表正离子模式。横坐标为样本在第一主成分的得分；纵坐标为样本在第二主成分上的得分。
图10是5-羟基-1-甲基海因防护百草枯致肺损伤的药理机制。
具体实施方式
下面就具体实施例对本发明作详细的说明，本发明具体实施例中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售普通的公知原料途径而获得。
实施例5-羟基-1-甲基海因用于治疗百草枯导致的肺损伤实验研究。
5-30只昆明小鼠(体重在30g左右)，购自辽宁长生生物技术有限公司。动物自采购日起在动物部适应喂养1周。将30只小鼠随机分为生理盐水组(对照组)，百草枯中毒组 (灌胃20mg/kg，一次性完成)，5-羟基-1-甲基海因治疗组(制作百草枯中毒小鼠模型，随即腹腔注射5-羟基-1-甲基海因(100mg/kg)，每隔8小时给药一次，连续注射药物5天。整个实验连续5天，期间观察小鼠的情况，第六天处死小鼠。从肺部的病理切片以及小鼠肺组织的SOD活性、MDA含量、血红素氧合酶蛋白-1(HO-1)及代谢产物方面研究HMH对 PQ致毒模型肺脏组织的保护作用。
5-羟基-1-甲基海因对百草枯致肺损伤的保护机制。
通过观察发现：NS组小鼠食欲、呼吸正常，精神状况良好，行动灵活。PQ组小鼠多在染毒后2h内出现中毒症状，表现为倦怠、烦躁、进食进水量不同程度减少，口鼻见血性分泌物，毛发蓬松，动作迟缓易捕捉。HMH组小鼠在给药12h后出现中毒症状，表现为倦怠、动作迟缓，口鼻未见血性分泌物。通过H&E染色实验发现，百草枯中毒组经过给予5-羟基-1-甲基海因，肺脏的损伤相对减轻，如图2-4所示。观察H&E染色的病理切片图，图2为对照组的正常肺脏的病理切片图像，可见肺泡结构完整，肺泡壁无水肿，肺实质无炎性细胞浸润；图3为百草枯(20mg/kg)中毒组的肺脏病理切片图像，可见大量炎性细胞浸润，肺泡内出血明显，膜形成明显；图4为百草枯中毒后经过5-羟基-1-甲基海因(100mg/kg)连续5天治疗后的肺脏病理切片，可见肺泡结构轻度损伤，少量炎性细胞渗出出血。通过测定肺脏组织的SOD和MDA指标，结果见表1，可以发现5-羟基-1-甲基海因具有抗氧化的作用。
表1 在各个组间的MDA的含量和SOD的活性
进一步对小鼠肺组织HO-1蛋白表达变化观测，对照组肺组织有低水平的HO-1蛋白表达变化见表1和图5。与对照组相比，染毒组肺组织HO-1表达水平明显增高，HMH组表达水平较PQ组显著增加。
通过对各个组的小鼠的肺脏组织提取进行代谢组学研究发现，在质谱仪的正负离子模式下观察代谢产物的变化情况，结果见图6-7，红色代表相比PQ组上调的代谢产物，绿色代表相比PQ组下调的代谢产物，灰色代表PQ组和HMH组两组间没有差异的代谢产物。VIP值代表该代谢物质在该组对比的OPLS-DA模型得到的重要性投影值。
为了得到有意义的统计结果，进行了主成分分析(principal componentanalysis， PCA)和偏最小二乘法判别分析(partial least squares-discriminantanalysis，PLS-DA)。见图8，HMH组和PQ组在95％的置信区间里得到很好的分离，见图9，HMH组和PQ组得到很好的分离。
分析HMH组和PQ组差异代谢物，见表2。HMH组和PQ组间的差异代谢产物代谢通路主要集中在柠檬酸循环(TCA循环)、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、微生物代谢、脂肪细胞脂解调控、嘌呤嘧啶代谢。
表2 HMH组和PQ组间的差异代谢产物
Claims (2)
1.5-羟基-1-甲基海因在制备治疗百草枯所致的肺损伤药物中的用途。
2.如权利要求1所述的5-羟基-1-甲基海因在制备治疗百草枯所致的肺损伤药物中的用途，其特征在于，以单独的5-羟基-1-甲基海因为原料制备成药剂或者以5-羟基-1-甲基海因与其他药物配合制成复方制剂。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023277521A1 (ko) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | 주식회사 경보제약 | ５－히드록시－１－메틸이미다졸리딘－２，４－디온 화합물을 유효성분으로 포함하는 동물용 약학적 조성물 |
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2020
- 2020-04-01 CN CN202010250084.XA patent/CN111228259A/zh active Pending
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| Title |
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|---|---|---|---|---|
| WO2023277521A1 (ko) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | 주식회사 경보제약 | ５－히드록시－１－메틸이미다졸리딘－２，４－디온 화합물을 유효성분으로 포함하는 동물용 약학적 조성물 |
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