专利名称：芒果苷对糖尿病脑病的防治作用及机制的制作方法
技术领域：
本发明涉及芒果苷新的药理作用及其作用机制，尤其是芒果苷对糖尿病脑病的防治作用。
背景技术：
糖尿病脑病(diabeticencephalopathy, DE)是指糖尿病(diabetes mellitus,DM)久病患者渐进发生的以智能减退和大脑神经生理及结构改变为主要特征的精神功能紊乱性疾病，是糖尿病在中枢神经系统中最常见的并发症。在糖尿病状态下，脑的结构改变主要是海马及皮质萎缩，功能改变主要是认知功能损害，大量的研究报道肯定了糖尿病引起认知功能障碍的事实。在2006年,专门术语糖尿病认知功能障碍(diabetes-associatedcognitive decline, DA⑶)的提出进一步增强了人们对这种功能紊乱的认识，并成为糖尿病脑病研究的焦点。据估计全世界现有约3. 47亿成年人罹患糖尿病，其中40%生活在中 国和印度。广泛的流行病学调查研究以及基于流行病学调查的前瞻性研究表明糖尿病是与年龄相关的认知功能下降和痴呆的一个危险因素，相对于非糖尿病患者，认知功能下降的速度在糖尿病患者中增加了 I. 5-2. O倍；同样地，对于阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease, AD)的发病率，DM患者是非DM患者的2倍。多数研究结果表明，糖尿病脑病是一种大脑加速老化的过程，因而国外学者de la Monte SM研究组提出AD是III型DM的观点。因此，糖尿病脑病正在成为本世纪全世界医药界重要的研究课题之一。芒果苷(mangiferin, MF),又称芒果(精华)素,知母宁(chinonin),是一种双苯批酮类(xanthone)的C-糖苷，也是一种多酚类化合物，分子式为C19H18O11,相对分子量为422。芒果苷存在于漆树科植物芒果树(Mangifera indica L.)的果实、叶、树皮(是芒果叶的主要活性成分)，百合科植物知母(Anemarrhena asphodeloides Bge.)的根莖、地上部分，以及鳶尾科植物射干[Belamcanda chinensis (L.) DC.]的花、叶等植物中。目前主要以从芒果树中提取为主。芒果苷作为药物使用国内外未见生产和销售的报道。现代药理学研究表明，芒果苷具有改善认知、神经保护、抗炎、抗氧化、降血糖、抗菌、抗病毒、抗癌等多种药理活性，可用于防治咳嗽、哮喘、多痰、镇痛、保肝利胆、糖尿病及癌症等。
发明内容
I.发明目的本发明的目的在于发现了芒果苷新的药理作用，即芒果苷对糖尿病脑病的防治作用。实际上，本发明涉及芒果苷对糖尿病认知功能损害的防治作用及其可能的作用机制。2.技术方案
_7]芒果苷对糖尿病脑病等糖尿病并发症具有防治作用，尤其是芒果苷对糖尿病引起的学习、记忆能力损害具有明显的改善作用；芒果苷是通过增强乙二醛酶I的功能、抑制AGEs/RAGE轴、抗炎、抗氧化应激等实现上述作用。丙酮醒又称甲基乙二醒(methylglyoxal, MG),主要来源于糖酵解的中间产物磷酸丙糖(包括磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛)。在糖尿病、慢性肾衰竭或衰老的情形下，人体内α-羰基醛(如MG)明显升高，超过了正常水平。MG具有高反应性，其糖基化活性比葡萄糖高10000-50000倍,可定向修饰蛋白质的精氨酸残基并与蛋白质不可逆地结合,形成糖化蛋白(glycation protein)而产生细胞毒性。糖化是生理系统细胞内外蛋白质自发性损伤的一个主要原因；糖尿病情况下，精氨酸/赖氨酸残基被MG糖化程度增加2飞倍。MG是晚期糖基化终产物(advanced glycation endproducts, AGEs)的前体,与糖尿病并发症的发展有紧密关系；MG不能及时清除而积累，进而加速AGEs的形成。而且，MG与蛋白质的精氨酸残基糖化作用形成的氢化咪唑酮类(hydroimidazolones)MG-Hl是机体组织和体液中主要的AGEs，通过形成AGEs进一步发挥其细胞毒性。此外，MG通过损伤线粒体中的蛋白质可直接诱导活性氧的产生，增加氧化应激和氮化应激的能力，抑制抗氧化酶系统活性及乙二醛酶I活性，导致细胞凋亡；MG还可增加炎症介质的释放，增强炎症反应。MG属于α-羰基醒。乙二醒酶I (glyoxalasel, Glo-Ι)是体内α-羰基醒代谢系统的限速酶，存在于几乎所有细胞的细胞质中，是乙二醛酶系统的一部分，与乙二醛酶2和 辅因子还原型谷胱甘肽(GSH)组成乙二醛酶系统。该系统在GSH的参与下，将高糖化活性的α-羰基醛催化生成相应的无糖化活性的α-羟基酸，是体内α-羰基醛的主要解毒系统。Glo-I可及时清除MG等α -羰基醛，抑制AGEs的形成，并因此对抗MG和AGEs的糖化作用。Glo-I通过调节MG的水平而控制AGEs及其受体(RAGE)的表达。Glo-I过表达可降低线粒体蛋白质的二羰基糖化，降低活性氧和二羰基糖化蛋白质组标志物的生成，以及降低氧化应激和氮化应激损伤的标志物。芒果苷对糖尿病的外周常见并发症有影响，能够保护链脲霉素(streptozocin, STZ)诱导的糖尿病大鼠中氧化应激引起的心脏及肾脏的损伤，以及防止糖尿病肾病发展作用。最重要是，芒果苷也能够通过血脑屏障和血眼屏障，而且能够达到有效的药物治疗浓度。糖尿病脑病的发病机制涉及氧化应激、蛋白的非酶糖化、神经炎症等。基于上述背景，我们观察了芒果苷对STZ诱导的糖尿病脑病模型大鼠的防治作用及其与MG介导的氧化应激、蛋白的非酶糖化、神经炎症的关系，主要观察指标包括认知功能、空腹血糖、AGEs水平及其受体RAGE的表达、Glo-I表达和活性、白细胞介素I β (IL-1 β )和肿瘤坏死因子a (TNF-α )水平、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)和GSH水平等。通过上述芒果苷的各种药理试验及其结果，来说明其对糖尿病脑病的防治作用及其作用机制，从而进一步理解本发明的实质。芒果苷对DM大鼠认知功能的影响。实验结果证明芒果苷低、中、高三个剂量(15，30,60mg/kg)对DM大鼠的学习和记忆能力均有明显增强作用；高剂量(60mg/kg)的改善作用比较全面，对Morris水迷宫实验中，大鼠的逃避潜伏期、平台穿越次数以及在平台所在象限的停留时间的百分比均有显著的改善作用。芒果苷对DM大鼠AGEs水平及其受体RAGE表达的影响。实验结果证明芒果苷低、中、高三个剂量均可显著降低DM大鼠海马中RAGE的蛋白表达，芒果苷中、高剂量可显著降低DM大鼠海马中AGEs水平，表明芒果苷可明显抑制DM状态下脑内AGEs/RAGE通路的激活。芒果苷对DM大鼠Glo-I活性与表达的影响。实验结果发现芒果苷低、中、高三个剂量均可显著增加DM大鼠海马中Glo-I的蛋白表达，芒果苷中、高剂量可显著增强DM大鼠海马中Glo-I的活性，表明芒果苷可明显上调Glo-I的功能。
芒果苷对DM大鼠炎症的影响。实验结果证明芒果苷低、中、高三个剂量均可显著降低DM大鼠海马中IL-I β和TNF-α水平，表明芒果苷具有强大的抗炎作用。芒果苷对DM大鼠氧化应激的影响。实验结果证明芒果苷三个剂量均可显著降低DM大鼠海马及血清中脂质过氧化产物MDA水平，芒果苷三个剂量均可显著增加DM大鼠海马中内源性抗氧化物质GSH水平，中、高剂量可显著增加血清中GSH水平；同时，芒果苷低、中、高三个剂量均可显著增加DM大鼠血清中SOD活性。这些结果表明芒果苷具有显著的抗氧化应激作用。芒果苷对DM大鼠空腹血糖和体重的影响。我们发现，芒果苷三个剂量对DM大鼠白天空腹7-8h后的血糖水平没有明显影响，但对白天空腹2h后的血糖水平有显著降低作用。芒果苷中剂量在给药5和9周后显著增加DM大鼠的体重。3.有益效果
以上药理试验结果表明本发明具有以下优点(I)本发明对芒果苷发现了新的药理作用以及新的医药用途，开拓了一个新的应用领域。(2)本发明表明芒果苷防治糖尿病脑病药理效果好，作用强，预示着有良好的药用前景。(3)在Morris水迷宫试验中，芒果苷可明显降低DM大鼠的逃避潜伏期、增加平台穿越次数以及在平台所在象限的停留时间的百分比，说明芒果苷具有明显改善DM大鼠的学习、记忆能力。(4)本发明表明芒果苷具有明显降低DM大鼠海马中AGEs水平及其受体RAGE表达的作用，说明芒果苷可明显抑制蛋白糖化作用及AGEs/RAGE轴介导的损害。(5)本发明表明芒果苷具有显著增强DM大鼠海马中Glo-I活性与表达的作用，暗示出芒果苷可明显减轻羰基醛如MG对机体引起的损伤作用；同时，芒果苷显著增加GSH水平(Glo-Ι发挥酶活性必需的辅因子)的作用，说明Glo-I可能是芒果苷的作用靶点。(6)芒果苷明显降低DM大鼠海马中IL-Ιβ和TNF-α水平，表明芒果苷具有强大的抗炎作用。(7)芒果苷明显降低DM大鼠海马及血清中MDA水平，增加海马及血清中GSH水平，增强血清中SOD活性的作用，表明芒果苷具有很强的抗氧化作用。
具体实施例方式实施例I :芒果苷对DM大鼠认知功能的影响I材料与方法I. I实验动物雄性SD品系大鼠，8-9周龄，190_220g，由徐州医学院实验动物中心提供。I. 2药品与试剂芒果苷购自昆明风山渐医药研究有限公司(纯度>97%)，STZ购自sigma公司，葡萄糖测试盒购自南京建成生物工程研究所。I. 3 方法I. 3. I模型建立雄性SD大鼠禁食不禁水12h以上，按55mg/kg —次性腹腔注射STZ(临用前溶于O. lmol/L柠檬酸钠缓冲液，pH4. 4)进行造模，造模三天后，眶静脉丛取血约0.2ml，25°C、3000rpm离心lOmin，分离血清。用葡萄糖试剂盒检测空腹血糖(FBG)，取FBG值大于250mg/dl (13. 9mmol/L)和小于600mg/dl (33. 3mmol/L)的大鼠作为成功的糖尿病大鼠。I. 3. 2分组及给药将造模成功的糖尿病大鼠按照血糖值随机分为4组，分别为抗糖尿病模型组(DM)、芒果苷低(DM+MF-L)、中(DM+MF-M)、高(DM+MF-H)剂量组，每组10只大鼠。另设一组正常对照组(Control)，每组10只大鼠。芒果苷低、中、高剂量组分别按15，30，60mg/kg灌胃(按10ml/kg体积)给予芒果苷(用水制成混悬液)，每天一次，连续9周。Control组和DM组给同体积生理盐水。每周监测一次体重，调整给药体积，每月监测一次空腹血糖。I. 3. 3指标测定给药8周后，各组大鼠进行Morris水迷宫测试，观察学习、记忆功能，记录大鼠的逃避潜伏期、平台穿越次数以及在平台所在象限的停留时间的百分比。之后，各组大鼠股静脉取血，分离血清，低温保存，备用；即刻处死，取脑，分离海马和 皮质，-80°C保存。I. 4统计学处理所有结果用mean±S. E. Μ.表示，多组间比较采用单因素方差分析，两组间比较采用t检验进行统计学分析，P〈0. 05表示差异有统计学意义。2 结果2. I芒果苷对DM大鼠学习、记忆功能的影响在Morris水迷宫测试中，与正常组大鼠比较，在4天的训练中DM大鼠的逃避潜伏期均显著增加(p〈0. 05或P〈0. 01)，平台穿越次数(P〈0. 05)以及在平台所在象限的停留时间的百分比显著减少(P〈0. 01)。芒果苷低剂量在训练的第3天显著降低DM大鼠的逃避潜伏期(P〈0. 05)，中剂量在第I和2天显著降低DM大鼠的逃避潜伏期(P〈0. 05)，高剂量在第
1、3和4天显著降低DM大鼠的逃避潜伏期(P〈0.05);芒果苷低、中、高剂量均可显著增加在平台所在象限的停留时间的百分比(P〈0. 05或P〈0. 01)，而只有高剂量显著增加平台穿越次数(P〈0. 05)。结果见表I、表2。表I芒果苷对DM大鼠学习功能的影响
逃避潜伏期(秒)
组别η -
day Iday 2day 3day 4
Control8-1025. I 士 4. 421. 2 土4. I19. 9 土 2· 5 12. I 土 2. ODM8-1045. 7土4.5**38. 8±4. 9*32. 2±4. I*29. 2土5.3** DM+MF-L7—1044.9土5.824.4±4.021·1±2·2# 17.3±3·1 DM+MF-M7-1031. 9±4· 1#23. 6土3.0#24. 9±4· 8 19. 5±2. 5 DM+MF-HH-IO32. 3±3· 8#28. 7土I. 320. I土 I. 9#14. 1±1· 8#注:mean±S.Ε. Μ.，*Ρ〈0· 05，**Ρ〈0· 01，与 Control 组比较；#Ρ<0. 05，与 DM 组比较。表2芒果苷对DM大鼠记忆功能的影响
权利要求
1.芒果苷对糖尿病脑病等的防治作用。
2.芒果苷对糖尿病引起的学习、记忆能力损害具有明显的改善作用。
全文摘要
本发明涉及芒果苷新的药理作用，即对糖尿病脑病的预防和治疗作用。芒果苷明显改善糖尿病引起的认知功能损害，显著降低脑内晚期糖基化终产物(AGEs)水平及其受体RAGE表达，显著增强脑内乙二醛酶1(Glo-1)活性与表达，显著降低脑内白细胞介素1-β(IL-1β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)水平，显著增加脑内还原型谷胱甘肽(GSH)水平，显著降低脑内丙二醛(MDA)水平；显著增加血清中超氧化物歧化酶(SOD)活性、GSH水平，显著降低血清中MDA水平等作用。芒果苷可用于糖尿病脑病等糖尿病并发症的预防和治疗。
文档编号A61P3/10GK102813645SQ20121024773
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月17日 优先权日2012年7月17日
发明者刘耀武, 印晓星, 朱霞, 鲁茜, 魏雅芹, 尹家乐 申请人:徐州医学院