黄芩苷在制备用于治疗弱视的药物中的应用

1.本发明属于生物医药技术领域，具体涉及黄芩苷(baicalin)在制备用于治疗弱视药物中的应用。


背景技术：

2.弱视(amblyopia)是一种由视觉系统发育障碍所引起并且不能通过光学途径加以矫正的空间视力缺陷。在临床上，眼部内外没有器质性病变而矫正视力达不到正常(低于0.9)者称为弱视。弱视是引起儿童视力障碍最常见的原因，也是成年人单眼视力丧失的主要原因之一。目前弱视的临床治疗策略遮盖法，即遮盖相对健眼，强迫使用弱视眼，在对弱视眼产生光刺激后，逐步提高弱视眼的视力及视觉功能。据统计，73％-90％的弱视儿童在经过遮盖治疗后，视力得到明显提升。然而传统的治疗方法往往有年龄上的局限性，平均而言，7岁以上患者的治疗效果往往不如年龄更小的儿童。究其原因，是大脑视皮层发育过程中存在关键期，仅在关键期这个时间窗口中视皮层才具有很强的可塑性，从而用于弱视的治疗。既往研究认为，人类视觉发育关键期为12岁之前，超过这一时期视觉皮层可塑性降低，视功能损伤难以恢复。因此如何在成年个体提高可塑性从而实现弱视的治疗是当前的难点。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的主要目的是开发一种可有效提高成年个体的视觉皮层可塑性的药物。黄芩是一种重要的传统中草药，据《本草纲目》记载，黄芩可用于治疗目中肿赤。而黄芩苷(baicalin)是从黄芩干根中分离出的主要黄酮类化合物之一，具有多种生物活性。本发明提供了一种黄芩苷在制备用于治疗弱视的药物中的应用。
4.本发明的技术方案具体如下：
5.作为本发明的一个方面，提供了一种黄芩苷在制备用于治疗弱视的药物中的应用。
6.作为本发明的另一个方面，提供了一种黄芩苷在制备用于提升视觉皮层可塑性的药物中的应用。
7.基于上述技术方案，本发明的黄芩苷在制备用于治疗弱视的药物中的应用至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
8.本发明以传统中药黄芩的提取物黄芩苷作为活性成分，能够有效提高成年个体的视觉皮层可塑性，具体表现为眼优势可塑性的恢复。从而能够结合常规弱视治疗方法例如遮盖治疗和视知觉学习实现对成年弱视个体进行视觉矫正。
9.同时，黄芩苷作为中药的提取物，对个体产生的副作用较小，实验发现其在不影响个体的各项生理指标的情况下，可起到治疗成年弱视的效果，为临床治疗成年弱视提供了切实的实验依据和理论基础。
附图说明
10.图1为本发明实施例1的5mg/kg的给药剂量下黄芩苷恢复成年小鼠视皮层可塑性的结果示意图。小鼠均经过4天的单眼视觉剥夺。其中a为对照组(即组1)眼优势分布；b为5mg/kg的给药组(即组2)眼优势分布；c为对侧偏移指数(简称为cbi)的统计结果；d为眼优势指数(简称为odi)的累计分布曲线。
11.图2为本发明实施例2的2.5mg/kg的给药剂量下黄芩苷对成年小鼠视皮层可塑性无显著性影响的结果示意图。小鼠均经过4天的单眼视觉剥夺。其中a为对照组(即组1)眼优势分布；b为2.5mg/kg的给药组(即组2)眼优势分布；c为cbi的统计结果；d为odi的累计分布曲线。
12.图3为本发明实施例3的黄芩苷处理可恢复成年弱视小鼠异常眼优势分布的结果示意图。其中a为弱视组(即组1)的眼优势分布；b为反向缝合组(即组2)的眼优势分布；c为反向缝合结合给药处理组(即组3)的眼优势分布；d为正常对照组(即组4)的眼优势分布；e为cbi的统计结果。
13.图4为本发明实施例4的黄芩苷对小鼠生理状况无影响的结果示意图，其中a为对照组(即组1)和实验组(即组2)小鼠在旷场中的移动轨迹；b为对照组和实验组小鼠在旷场中的总移动距离统计结果；c为对照组和实验组小鼠的体重结果。
14.图5为本发明实施例4的黄芩苷对小鼠视皮层神经元生理特性无影响的结果示意图，其中a为对照组和实验组小鼠视皮层神经元的方位偏好(ob，the orientation bias index)的统计结果，b为对照组和实验组小鼠视皮层神经元的方位选择性指数(osi，orientation selectivity index)的统计结果；c为对照组小鼠和实验组小鼠视皮层神经元的最优空间频率的分布结果；d为对照组小鼠和实验组小鼠视皮层神经元的最优时间频率的分布结果。
具体实施方式
15.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
16.黄芩苷是从黄芩根中提取的主要生物活性化合物之一，被认为具有抗炎、抑菌、抗氧化等作用，一方面，施加黄芩苷被证明对视网膜相关疾病有效，如其可在老年性黄斑变性、早产儿视网膜病变、视网膜分支静脉阻塞和视网膜缺血性神经变性中起保护作用。另一方面，施加黄芩苷可以促进成年海马神经发生，促进海马神经干细胞的生长和分化，具有增强突触可塑性的潜在可能性。但目前尚无关于黄芩苷能否增强成年个体的视皮层可塑性及应用其作为药物对弱视进行治疗的相关报道。
17.而本发明首次提出了使用黄芩苷来作为用于治疗弱视的药物，首先在成年个体上黄芩苷给药，发现其能够恢复本已消失的眼优势可塑性，然后在成年弱视个体上给药，发现提升的视皮层可塑性可促进弱视的治疗即表现为成年个体也可通过遮盖法实现对于弱视的治疗。本发明通过使用黄芩苷在成年个体上提高大脑视皮层的可塑性将为弱视治疗提供新的途径。
18.具体而言，根据本发明的一些实施例，提供了一种黄芩苷在制备用于治疗弱视的药物中的应用。
19.在一些实施例中，黄芩苷的给药剂量为5～20mg/kg。通过实验发现，给药剂量在5mg/kg以上时足以增强成年视皮层可塑性，且体内剂量不应超过20mg/kg。
20.举例而言，黄芩苷的给药剂量可以是5mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、20mg/kg等。而在最小安全剂量前提下发挥最大治疗功效一直是药物治疗弱视的重点与挑战，因此5mg/kg即为黄芩苷治疗的有效剂量。
21.在一些实施例中，药物的剂型为口服制剂或注射制剂。口服制剂例如可以是胶囊、丸剂、片剂、口服液、颗粒剂等；注射制剂例如注射液等。
22.在一些实施例中，在药物的剂型为注射制剂的情况下，黄芩苷在药物中的含量大于或等于0.5mg/ml。通过实现发现在0.5mg/ml的注射浓度可以较好地起到提升视皮层可塑性的效果。
23.在一些实施例中，药物还包括药学上可接受的辅料。其中药学上可接受的在本文中是指在合理的医学判断的范围内适用于与人类和动物的组织接触而不具有过大的毒性、刺激性、过敏反应、或其他问题或并发症、与合理的益处/危险比例相称的化合物、物质、组合物和/或剂型。
24.在一些实施例中，辅料例如可以是缓释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、表面活性剂或润滑剂等中的至少一种药用辅料。
25.在一些实施例中，弱视为幼年弱视或成年弱视。
26.根据本发明的一些实施例，还提供了一种黄芩苷在制备用于提升视觉皮层可塑性的药物中的应用。
27.以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。下述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得或通过公知的制备方法自制得到。
28.实施例1：在体电生理评价高浓度黄芩苷处理对成年个体视觉皮层可塑性的恢复
29.1.将黄芩苷溶于dmso，再用生理盐水稀释至5mg/kg的给药剂量，获得黄芩苷溶液备用；
30.2.将8-12周的c57bl/6j小鼠(购于江苏华创信诺医药科技有限公司)随机分成两组，每组不少于5只；
31.3.组1(对照组)按体重腹腔注射生理盐水；组2(实验组)按体重腹腔注射5mg/kg的经步骤1制备获得的黄芩苷溶液。组1腹腔注射与组2等剂量的生理盐水；
32.4.腹腔注射连续8天，每天2次，每次间隔12h。在第5天进行右眼的单眼缝合，在第9天通过在体电生理实验对眼优势可塑性进行检测，评估成年个体视皮层可塑性的恢复效果。
33.具体地，在体电生理实验包括：将小鼠麻醉后固定头部，打磨并揭开颅骨以暴露脑部，以玻璃电极记录小鼠视皮层细胞由视觉刺激诱发的动作电位，分别记录左右眼的动作电位发放，根据左右眼的发放比值将细胞分为七类，每只小鼠记录20个细胞，针对每个细胞的左右眼的发放比值定义所属的细胞类型，进而处理得到如图1所示的结果。
34.如图1所示，a图眼优势分布表明对照组小鼠仍然是对侧眼优势，而b图眼优势分布则表明5mg/kg的给药组出现了眼优势偏移。c图为cbi的统计结果，发现实验组显著低于对照组，而cbi越低表示可塑性越高，说明5mg/kg的给药剂量可以提升成年视皮层可塑性。d图
所示的眼优势指数(odi)的累计分布曲线图同样存在显著性差异。
35.实施例2：在体电生理评价低浓度黄芩苷处理对成年个体视觉皮层可塑性的恢复
36.1.将黄芩苷溶于dmso，再用生理盐水稀释至2.5mg/kg的给药剂量，获得黄芩苷溶液备用；
37.2.将8-12周的c57bl/6j小鼠(购于江苏华创信诺医药科技有限公司)随机分成两组，每组不少于5只；
38.3.组1(对照组)按体重腹腔注射生理盐水；组2(实验组)按体重腹腔注射2.5mg/kg的经步骤1制备获得的黄芩苷溶液。组1腹腔注射与组2等剂量的生理盐水；
39.4.腹腔注射连续8天，每天2次，每次间隔12h。在第5天进行右眼的单眼缝合，在第9天通过在体电生理实验对眼优势可塑性进行检测，评估成年个体视皮层可塑性的恢复效果。
40.具体地，在体电生理实验包括：将小鼠麻醉后固定头部，打磨并揭开颅骨以暴露脑部，以玻璃电极记录小鼠视皮层细胞由视觉刺激诱发的动作电位，分别记录左右眼的动作电位发放，根据左右眼的发放比值将细胞分为七类，每只小鼠记录20个细胞，针对每个细胞的左右眼的发放比值定义所属的细胞类型，进而处理得到如图2所示的结果。
41.如图2中，相对于a图眼优势分布图所示对照组小鼠的对侧眼优势，b图中2.5mg/kg的给药剂量并没有显著引起眼优势的显著偏移，c图和d图所示的cbi和odi的统计结果也没有显著性差异，说明该剂量不足以增强成年视皮层可塑性。
42.实施例3：构建弱视模型评价成年弱视个体的治疗
43.1.将黄芩苷溶于dmso，再用生理盐水稀释至5mg/kg的给药剂量，获得黄芩苷溶液备用；
44.2.将21d的c57bl/6j小鼠(购于江苏华创信诺医药科技有限公司)随机分成四组，每组不少于5只；
45.3.组1(a，amblyopia)在21d时进行右眼的单眼缝合，直至小鼠成年(＞8周)，此时右眼即为弱视眼，即通过长期的单眼剥夺(ld，long-termonocular deprivation)构建弱视模型，该组即为弱视组；组2(rs，reverse suturing)在21d时进行右眼的单眼缝合，直至小鼠成年(＞8周)，将右眼(弱视眼)打开，反向缝合(rs，reverse suturing)左眼(优势眼)8天，该组即为反向缝合组；组3(rs+bai)在21d时进行右眼的单眼缝合，直至小鼠成年(＞8周)，将右眼(弱视眼)打开，反缝左眼(优势眼)8天，反缝期间按体重腹腔注射经步骤1制备的黄芩苷溶液，每天2次，每次间隔12h，连续八天，该组即为反向缝合结合给药处理组；组4(wt，wide type)未经任何处理直至小鼠成年，该组即为正常对照组，各组处理如下：
[0046][0047]
4.通过与实施例1相同的体电生理实验检测上述4组动物的眼优势可塑性，评估成年弱视个体的异常眼优势分布的恢复效果。
[0048]
如图3所示，a图所示弱视组中经长期缝合的弱视小鼠的对侧眼优势受到严重的损伤，大部分神经元被同侧的非弱视眼所驱动，b图所示反向缝合组中经过8天的反向缝合，弱视小鼠异常的眼优势分布稍微有所改善，但e图中cbi统计发现，8d的反向缝合本身不能够恢复眼优势。而c图所示黄芩苷治疗结合反向缝合可以显著地恢复眼优势，其眼优势分布与d图所示的正常动物无异。说明黄芩苷治疗所改善的视皮层可塑性足以促进成年弱视小鼠异常眼优势分布的恢复。
[0049]
实施例4：药物安全性探究
[0050]
1.将黄芩苷溶于dmso，再用生理盐水稀释至5mg/kg的给药剂量，获得黄芩苷溶液备用；
[0051]
2.将8-12周的c57bl/6j小鼠(购于江苏华创信诺医药科技有限公司)随机分成两组，每组不少于5只；
[0052]
3.组1(对照组)按体重腹腔注射生理盐水；组2(实验组)按体重腹腔注射5mg/kg的经步骤1制备获得的黄芩苷溶液。组1腹腔注射与组2等剂量的生理盐水；
[0053]
4.腹腔注射连续8天，每天2次，每次间隔12h。分别在第0天和第9天通过旷场检测小鼠运动能力，在第9天通过单细胞电生理检测给药对小鼠视皮层其他生理功能是否产生影响。同时给药期间每天记录小鼠体重，以排除给药的毒副作用。
[0054]
具体地，单细胞电生理实验包括：将小鼠麻醉后固定头部，打磨并揭开颅骨以暴露脑部，以玻璃电极记录小鼠视皮层细胞由运动光栅诱发的动作电位，且小鼠眼睛均未经过单眼缝合。运动光栅的方向设置为0度到330度之间，30度为一个间隔，记录时空间频率为0.05cpd，时间频率为2hz；空间频率(spatial frequency，sf)的设置梯度为sf(0.005 0.01 0.02 0.04 0.08 0.16 0.32 0.64)，记录时为最优方向，时间频率为2hz；时间频率(temporal frequency，tf)的检测设置梯度为tf(0.5 1 2 4 8)，记录时为最有方向，空间频率为最优空间频率。进而处理得到如图5a至d的结果。
[0055]
如图4所示，a图所示实验组小鼠与对照组小鼠在旷场中的移动轨迹无明显差异；如b图所示旷场检测发现baicalin治疗不会影响小鼠在旷场中的总移动距离，说明不会对小鼠运动能力造成损害；如c图所示给药期间小鼠体重无较大波动，与对照组小鼠也无明显差异。再如图5所示，a至d图所示给药处理不影响小鼠视皮层神经元的方位选择性、最优空间频率和最优时间频率。
[0056]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。