一种水溶性富勒烯材料及其在防治肝损伤/肝衰竭中的应用

本公开属于化学及生物医药领域，涉及一种水溶性富勒烯材料、其制备方法、及其在防治肝损伤/肝衰竭中的应用。

背景技术：

1、药物性肝损伤/肝衰竭是最常见的疾病，尤其以对乙酰基苯酚(apap)诱导的症状为代表。apap是世界上最常用的治疗疼痛和发烧的药物。过量服用apap可导致急性肝损伤(ali)最终发展为急性肝衰竭(alf)。apap导致的急性肝衰竭占美国所有alf病例的46％，占英国和欧洲所有alf病例的40％至70％。仅在美国每年就导致近500人死亡，以及每年10万次致电美国毒物控制中心、5万次急诊室就诊和1万次住院治疗。据报道，全球apap毒性导致的急性肝功能衰竭死亡人数是所有处方药毒性致死人数总和的几倍。然而，apap引起的肝毒性的治疗选择相对有限。临床上应用的药物单一，治疗窗口有限，肝移植是提高存活率的选择。但由于缺乏合适的供体组织，以及伴随终身的免疫抑制，肝移植并不是理想的治疗干预措施。因此，迫切需要新的治疗方法来保护肝脏。

2、富勒烯是碳元素的一种同素异形体。这类物质是指由碳原子组成的笼状结构，其中以c60、c70等为代表。这类材料具有较大的共轭电子结构，有着优异的活性氧自由基(ros)清除能力，并且能调控线粒体功能，逆转非酒精性脂肪肝，保护肝脏等治疗作用。在以往的研究中还发现三羧酸富勒烯能起到类似sod酶抗氧化应激的作用，保护细胞免受超氧阴离子的损伤。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种新的水溶性富勒烯衍生物，其制备方法和应用。

2、本公开的另一目的在于提供一种预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭的药物组合物以及方法，所述肝损伤/肝衰竭由药物引起。

3、具体地，本公开提供一下技术方案

4、本公开的目的在于提供一种水溶性富勒烯衍生物，所述水溶性富勒烯衍生物为富勒烯异哌啶酸衍生物。

5、在本公开的一个方面，每分子富勒烯异哌啶酸衍生物中，富勒烯分子与异哌啶酸分子的比为1：(1-6)，优选为1:(1-4)。

6、在本公开内容的一个方面，提供了一种水溶性富勒烯衍生物的制备方法，制备方法包括以下步骤：

7、(1)将富勒烯或内嵌金属富勒烯溶于溶剂；

8、(2)加入异哌啶酸酯，经纯化、酸解、干燥后得到水溶性羧基富勒烯材料。

9、在本公开内容的一个方面，其中，异哌啶酸酯为异哌啶甲酸甲酯或异哌啶甲酸叔丁酯。

10、在本公开内容的一个方面，提供了一种水溶性富勒烯衍生物的制备方法，其中，制备方法包括以下步骤：

11、(1)将c60溶于邻二氯苯中，惰性气体保护下加入二甲基亚砜，置换为氧气鼓泡；

12、(2)加入异哌啶酸酯，通氧气搅拌、浓缩，得到红棕色固体；

13、(3)将红棕色固体经柱层析分离，得洗脱产物；

14、(4)洗脱产物用盐酸-醋酸或三氟乙酸水解，离心，收集沉淀，稀酸冲洗，再中和，最后经透析和冷冻干燥后得到所述水溶性富勒烯衍生物。

15、本公开内容提供了一种药物组合物，其特征在于，药物组合物包含上述水溶性富勒烯衍生物。

16、在本公开内容的一个方面，提供了水溶性富勒烯衍生物和药物组合物在制备预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭的药物中的应用。

17、在本公开内容的一个方面，其中，肝损伤/肝衰竭为由任何会导致肝损伤/肝衰竭的药物引起，优选地，所述药物包括乙酰基苯酚、异烟肼、环孢素a、四环素、雷公藤、刀豆蛋白、卡介苗中的一种或多种。

18、在本公开内容的一个方面，其中，预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭包括改善肝功能、使肝脏坏死区域减少、使肝脏坏死程度减少、改善肝脏的生化指标的一种或多种，优选地，改善肝功能使肝功能指标值趋于正常，优选地，肝功能指标值选自谷丙转氨酶(alt)、谷草转氨酶(ast)指标的一种或多种；

19、在本公开内容的一个方面，改善肝脏的生化指使gsh、mda、sod的一种或多种活力指标趋于正常。

20、在本公开内容的一个方面，其中，所述预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭包括显著减少药物引起的肝细胞死亡、显著减少肝细胞内的氧化应激水平的一种或多种。

21、在本公开内容的一个方面，水溶性富勒烯还可以包括(1)表面修饰有亲水基团的富勒烯；(2)被亲水性生物小分子包裹的富勒烯；(3)被具有生物相容性载体材料负载的富勒烯；(4)自组装形成的水溶性超分子体系富勒烯。

22、在本公开内容的一个方面，水溶性富勒烯还可以包括水溶性富勒烯衍生物、水溶性内嵌金属富勒烯衍生物、水溶性富勒烯衍生物和水溶性内嵌金属富勒烯衍生物的组合物等。

23、与现有技术相比，本公开的有益效果为：

24、1)本公开中使原料富勒烯和原料内嵌金属富勒烯实现水溶性，是为了使其在生物体内快速输送至肝脏，并在肝脏中发挥功效，从而减少肝脏坏死程度与坏死区域，使肝功能指标值(谷丙转氨酶alt与谷草转氨酶ast)趋于正常，使gsh、mda和sod活力指标趋于正常，从而减少药物性肝损伤/肝衰竭引起的毒性。

25、2)本公开中有效成分水溶性富勒烯结构进入体内肝脏后，由于其共轭结构保留完整，因而具有良好的清除自由基的效果，可以调节肝脏微环境，改善肝脏内的氧化应激水平。

26、3)本公开中有效成分水溶性富勒烯结构无明显生物毒性，进入体内可以快速代谢，对体内器官不会有毒性。

技术特征：

1.一种水溶性富勒烯衍生物，其特征在于，所述水溶性富勒烯衍生物为富勒烯异哌啶酸衍生物。

2.根据权利要求1的水溶性富勒烯衍生物，其中，每分子所述富勒烯异哌啶酸衍生物中，富勒烯分子与异哌啶酸分子的比为1：(1-6)，优选为1:(1-4)。

3.根据权利要求1或2的水溶性富勒烯衍生物的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

4.根据权利要求3的制备方法，其中，所述异哌啶酸酯为异哌啶甲酸甲酯或异哌啶甲酸叔丁酯。

5.根据权利要求3或4的制备方法，其中，所述方法包括以下步骤：

6.一种药物组合物，其特征在于，所述药物组合物包含权利要求1或2所述的水溶性富勒烯衍生物。

7.根据权利要求1或2的水溶性富勒烯衍生物、权利要求6的药物组合物在制备预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭的药物中的应用。

8.根据权利要求7的应用，其中，所述肝损伤/肝衰竭为由任何会导致肝损伤/肝衰竭的药物引起，优选地，所述药物包括乙酰基苯酚、异烟肼、环孢素a、四环素、雷公藤、刀豆蛋白、卡介苗中的一种或多种。

9.根据权利要求7或8的应用，其中，所述预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭包括改善肝功能、使肝脏坏死区域减少、使肝脏坏死程度减少、改善肝脏的生化指标的一种或多种，优选地，所述改善肝功能使肝功能指标值趋于正常，优选地，所述肝功能指标值选自谷丙转氨酶(alt)、谷草转氨酶(ast)指标的一种或多种；优选地，所述改善肝脏的生化指使gsh、mda、sod的一种或多种活力指标趋于正常。

10.根据权利要求7-9中任一项的应用，其中，所述预防和/或治疗肝损伤/肝衰竭包括显著减少药物引起的肝细胞死亡、显著减少肝细胞内的氧化应激水平的一种或多种。

技术总结
本公开涉及一种新的水溶性富勒烯衍生物及其制备方法，以及该水溶性富勒烯材料在防治肝损伤/肝衰竭中的应用，本公开的富勒烯材料能够高效地清除活性自由基，减少肝脏氧化应激，恢复肝功能指标正常，减少肝脏坏死，预防治疗药物性肝损伤/肝衰竭。

技术研发人员：谭功谦,舒春英,王春儒
受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15