虾青素在制备预防治疗肾小球纤维化和水肿药物中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及虾青素在制备治疗预防和治疗糖尿病肾病肾小球纤维化和水肿中的 应用，更具体地说，本发明涉及虾青素在制备抑制肾小球纤维化和水肿中a-SMA和FN表达 的药物中的应用。
【背景技术】
[0002] 随着全球经济的发展，人类物质生活水平的提高，糖尿病的患病率越来越高。糖尿 病肾病（DiabeticNephropathy，DN)是糖尿病最严重的慢性并发症之一，也是导致终末期 肾脏疾病（EndStageRenalDisease，ESRD)的重要原因，DN是糖尿病的主要微血管并发 症之一已得到公认。据国际糖尿病联盟（IDF) 2013年的最新数据显示，目前全球糖尿病患 者已达到3. 66亿人，中国大约有1. 14亿糖尿病患者，其中1/3患有糖尿病肾病，20岁以上 人群糖尿病患病率已达9. 7%，其中伴有慢性肾脏病变的约占25% -60%，远远超过其他国 家。来自美国肾脏数据系统2013年年度数据报告显示，约30%的1型糖尿病和20%的2 型糖尿病发展为DN，糖尿病约占终末期肾脏疾病（EndStageRenalDisease，ESRD)发病 率的44. 0%，现有患病率约占ESRD的37. 8% [1]。糖尿病肾病的患病率与病程关系极为密 切，2型糖尿病病程< 5年约为7% -10%，20-25年为20% -35%，25年以上约为57%。美 国Joslin临床报告显示[2]，蛋白尿患者的平均病程为17年，出现蛋白尿后患者平均生存期 为10年左右，6年内约25. 0%，10年内约50. 0%，15年内约75. 0%的患者发生终末期肾 衰。
[0003] 糖尿病肾病病因和发病机制不清。目前认为系多因素参与，在一定的遗传背景以 及部分危险因素的共同作用下致病。
[0004] 1.遗传因素
[0005] 男性发生糖尿病肾病的比例较女性为高；来自美国的研究发现在相同的生活环境 下，非洲及墨西哥裔较白人易发生糖尿病肾病；同一种族中，某些家族易患糖尿病肾病，凡 此种种均提示遗传因素存在。1型糖尿病中40%~50%发生微量白蛋白尿，2型糖尿病在 观察期间也仅有20%~30%发生糖尿病肾病，均提示遗传因素可能起重要作用。
[0006] 2.肾脏血流动力学异常
[0007] 糖尿病肾病早期就可观察到肾脏血流动力学异常，表现为肾小球高灌注和高滤 过，肾血流量和肾小球滤过率（GFR)升高，且增加蛋白摄入后升高的程度更显著。
[0008] 3.高血糖造成的代谢异常
[0009] 血糖过高主要通过肾脏血流动力学改变以及代谢异常引致肾脏损害，其中代谢异 常导致肾脏损害的机制主要包括：①肾组织局部糖代谢紊乱，可通过非酶糖基化形成糖基 化终末代谢产物（AGES);②多元醇通路的激活；③二酰基甘油-蛋白激酶c途径的激活；④ 已糖胺通路代谢异常。上述代谢异常除参与早期高滤过，更为重要的是促进肾小球基底膜 (GBM)增厚和细胞外基质蓄积；增加肾小球毛
[0010] 4.高血压
[0011] 几乎任何糖尿病肾病均伴有高血压，在1型糖尿病肾病高血压与微量白蛋白尿平 行发生，而在2型中则常在糖尿病肾病发生前出现。血压控制情况与糖尿病肾病发展密切 相关。
[0012] 5.血管活性物质代谢异常
[0013] 糖尿病肾病的发生发展过程中可有多种血管活性物质的代谢异常。其中包括RAS， 内皮素、前列腺素族和生长因子等代谢异常。
[0014] 临床表现和疾病分期
[0015] 糖尿病肾病是糖尿病全身微血管病性合并症之一，因此发生糖尿病肾病时也往往 同时合并其他器官或系统的微血管病如糖尿病视网膜病变和外周神经病变。1型糖尿病病 人发生糖尿病肾病多在起病10-15年左右，而2型糖尿病病人发生糖尿病肾病的时间则短， 与年龄大、同时合并较多其他基础疾病有关。
[0016] 根据糖尿病肾病的病程和病理生理演变过程，Mogensen曾建议把糖尿病肾病分为 以下五期：
[0017] 1.肾小球高滤过和肾脏肥大期
[0018] 这种初期改变与高血糖水平一致，血糖控制后可以得到部分缓解。本期没有病理 组织学损伤。
[0019] 2.正常白蛋白尿期
[0020]GFR高出正常水平。肾脏病理表现为GBM增厚，系膜区基质增多，运动后尿白蛋白 排出率（UAE)升高（> 20μg/min)，休息后恢复正常。如果在这一期能良好的控制血糖，病 人可以长期稳定处于该期。
[0021 ] 3.早期糖尿病肾病期，又称"持续微量白蛋白尿期"
[0022] GFR开始下降到正常。肾脏病理出现肾小球结节样病变和小动脉玻璃样变。UAE 持续升高至20~200μg/min从而出现微量白蛋白尿。本期病人血压升高。经ACEI或ARB 类药物治疗，可减少尿白蛋白排出，延缓肾脏病进展。
[0023] 4.临床糖尿病肾病期
[0024] 病理上出现典型的K-W结节。持续性大量白蛋白尿（UAE> 200μg/min)或蛋白 尿大于500mg/d，约30%病人可出现肾病综合征，GFR持续下降。该期的特点是尿蛋白不随 GFR下降而减少。病人一旦进入IV期，病情往往进行性发展，如不积极加以控制，GFR将平 均每月下降lml/min。
[0025] 5.终末期肾衰竭
[0026] GFR< 10ml/min。尿蛋白量因肾小球硬化而减少。尿毒症症状明显，需要透析治 疗。
[0027] 以上分期主要基于1型糖尿病肾病，2型糖尿病肾病则不明显。
[0028] 蛋白尿与糖尿病肾病进展关系密切。微量白蛋白尿不仅表示肾小球滤过屏障障 碍，同时还表示全身血管内皮功能障碍并发现其与心血管并发症密切相关。
[0029] 糖尿病肾病的肾病综合征与一般原发性肾小球疾病相比，其水肿程度常更明显， 同时常伴有严重高血压。由于本病肾小球内毛细血管跨膜压高，加之肾小球滤过膜蛋白屏 障功能严重损害，因此部分终末期肾衰竭病人亦可有大量蛋白尿。
[0030] 现如今全球都在研究和开发疗效好而且毒副作用小，甚至无毒副作用的天然糖尿 病肾病防治药物，自上世纪60年代初以来，具有巨大开发潜力的海洋生物资源一直是医药 界关注的焦点，寻找新的海洋生物资源现已成为天然药物研究的一个重要目标。虾青素 (astaxanthin，ASX)全称为3,3'-二羟基-β胡萝卜素_4,4'-酮，是一种红色类胡萝 卜素，广泛分布在海洋细菌，藻类，甲壳类和鱼类中，已经有不少文献报道虾青素在抗氧化、 抗炎症、抗癌、抗幽门螺杆菌（HP)感染和抗紫外灯过程中显示出强大的作用24 27,且少有毒 副作用。
[0031] 越来越多的研究结果表明：虾青素在保护胰岛β细胞功能，促进胰岛素抵抗防治 糖尿病方面有相当的药用价值。ZhangΜ等人采用四氯化碳建立肝纤维化模型，分别用20， 40,80mg/kg剂量对大鼠进行虾青素治疗，实验观察到虾青素能明显减轻肝纤维化的病理改 变，也能抑制NF-kb和TGF-β的表达量，从而减少肝星状细胞的激活和细胞外基质的生成， 尤其是用大剂量的奸青素干预，肝纤维化改善程度越大。BhuvaneswariS发现奸青素的抗 氧化性和抗炎作用能有效减少肝细胞内质网氧化应激的发生，阻止并延缓炎症导致的慢性 症状，进而对糖尿病的二级预防具有重要作用。
【发明内容】
[0032] 现有技术中，还没有有药物用于抑制肾小球纤维化和水肿中抑制a-SMA和FN的 表达，此处α-SMA是指α平滑肌肌动蛋白，FN是指纤维连接蛋白。本发明人建立经典糖 尿病动物模型（1型和2型均可，本说明书中以2型为例），观察虾青素在高脂喂养STZ给药 之前和成模后对2型糖尿病大鼠血糖，血脂，24小时尿蛋白定量和血肌酐的影响，以及虾青 素对2型糖尿病大鼠肾小球纤维化和水肿及肾功能障碍是否有所改善作用时，惊喜地发现 虾青素能够抑制肾小球纤维化和水肿中a-SMA和FN，从而完成了本发明。
[0033] 在我们的治疗作用实验中，虾青素治疗组肾脏a-SMA和FN的表达量显著减少，肾 小球的纤维化和水肿明显减轻，说明虾青素能减少肾脏病变，保护了肾脏功能。
[0034] 本发明所涉及的虾青素（astaxanthin)，又名虾黄质、龙虾壳色素，是一种类胡萝 卜素，也是类胡萝卜素合成的最高级别产物，呈深粉红色，化学结构类似于胡萝卜素。 而β-胡萝卜素、叶黄素、角黄素、番茄红素等都是类胡萝卜素合成的中间产物，因此在自 然界，虾青素具有最强的抗氧化性。广泛存在于生物界，特别是虾、蟹、鱼、藻体、酵母和鸟类 的羽毛中含量较高，是海洋生物体内主要的类胡萝卜素之一。
[0035] 虾青素化学名称：3,3'-二羟基-4W-二酮基β-胡萝卜素，色素Aj067-69 CASNo:472-61-7,分子式C40H5204,分子量为596. 86。由于两端的羟基（-0H)旋光性原因， 虾青素具有3S-3'S、3R-3^S、3R-3^R(也称为左旋、内消旋、右旋）这3种异构型态，其 中人工合成虾青素为3种结构虾青素的混合物（左旋占25%、右旋占25%，内消旋50%左 右），极少抗氧化活性，与鲑鱼等养殖生物体内的虾青素（以反式结构--3S-3S型为主） 截然不同.酵母菌源的虾青素是100%右旋（3R-3'R)，有部分抗氧化活性；上述两种来源 虾青素主要用在非食用动物和物资的着色上。只有藻源的虾青素是100%左旋（3S-3'S) 结构，具有最强的生物学活性。
【附图说明】
[0036] 图1 :本发明实施例1的实验流程图。
[0037] 图2 :本发明实施例2的实验流程图。
[0038] 图3