专利名称：一种枇杷叶总三萜酸及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及植物三萜酸的提取及其生物活性，更具体是涉及枇杷叶总三萜酸，其制备方法和它作为蛋白酪氨酸磷酸(酯)酶1B(PTP1B)抑制剂在制备预防和治疗糖尿病、肥胖等由胰岛素抵抗引起的疾病的药物中应用。
背景技术：
胰岛素抵抗是指机体组织或靶细胞对胰岛素作用缺乏正常反应，其敏感性或反应性降低的一种病理生理状态。胰岛素抵抗以及由此引起的代偿性高胰岛素血症与人群中非胰岛素依赖型糖尿病、高脂血症、高血压和冠心病的高发生率密切相关。这种代谢性心血管疾病征候群被称之为“X综合征”，或“胰岛素抵抗综合征”，胰岛素抵抗是其发病基础。已经有大量的研究表明胰岛素抵抗是II型糖尿病重要的发病机制之一，並贯穿糖尿病的发生、发展全过程，同时也是导致糖尿病各种并发症的“动力”根源。治疗胰岛素抵抗已经成为预防、控制糖尿病的关键。研究发现II型糖尿病患者普遍存在胰岛素抵抗，因此改善胰岛素抵抗是治疗II型糖尿病的关键，此外，糖耐量低减、中心性肥胖、高血压、高甘油三酯血症、动脉粥样硬化、冠心病、微量白蛋白尿、高尿酸血症、多囊卵巢综合征、女性其他原因所致雄激素增多、高密度脂蛋白(HDL)，胆固醇浓度下降、低密度脂蛋白质量下降(颗粒致密变小)、纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-1)增高(纤溶活性降低)、癌症恶病质、慢性酒精中毒、低镁血症及细胞内钙离子增高、肥胖基因编码蛋白瘦素的增高、低体重儿以及生长激素缺乏等都伴有胰岛素抵抗。
II型糖尿病有很强的遗传性和环境因素，并呈显著的异质性，发病机制多样而复杂，各病人间存在较大差异。总的来说可概括为胰岛素分泌的相对不足或胰岛素抵抗。对II型糖尿病人，尤其是肥胖性糖尿病患者的一系列研究证实，胰岛素抵抗是II型糖尿病发生、发展过程中的关键因素。在研究脂肪细胞和肌肉细胞内胰岛素信号传导途径的基础上，设计开发胰岛素增敏剂，以改善胰岛素抵抗状态，是目前II型糖尿病新药研究的重点，也是其主要方向之一。
II型糖尿病的特征是胰岛素敏感组织如骨骼肌、肝、脂肪组织对胰岛素作用的抵抗。虽然其具体机制尚不清楚，但胰岛素信号在其传导通路中的减弱甚至阻断必定是直接因素之一。胰岛素通过与其受体胞外α亚单位结合激活受体胞内β亚单位内在的酪氨酸激酶活性，导致调节结构域中关键的酪氨酸残基自身磷酸化，从而完全激活胰岛素受体酪氨酸激酶活性，胰岛素受体酪氨酸激酶再通过磷酸化其底物将信号传递下去。随着对细胞内胰岛素作用通路中可逆性酪氨酸磷酸化认识的加深，蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTPases)在平衡该通路中相关蛋白酪氨酸磷酸化水平中的作用越来越受到重视。PTPases可能作用于该通路中多个环节，例如将自身磷酸化活化的胰岛素受体(IR)去磷酸化，从而降低受体激酶活性；或将诸如胰岛素受体底物1(IRS-1)、胰岛素受体底物2(IRS-2)、Shc等胰岛素受体的底物中蛋白酪氨酸残基去磷酸化，从而负调控胰岛素作用受体后通路。特定PTPases和胰岛素通路中酪氨酸激酶间酶活性的不平衡可能是引起II型糖尿病胰岛素抵抗的原因。因此，通过寻找选择性作用于该通路中PTPases的抑制剂抑制其活性，加强和延长胰岛素信号，成为越来越受重视的治疗II型糖尿病的新途径。
PTPases包括一大家族跨膜(受体型)和胞内(非受体型)酶，参与调控一系列重要生命过程。虽然多种PTPases在胰岛素敏感的组织中有表达，如跨膜的CD45和LAR-PTPase等；胞内的SHPTP-1、SHPTP-2、PTP1B、PTP1C等，但只有几种PTPases可能在胰岛素通路中受体或受体后环节影响正常胰岛素作用。目前的研究主要集中在LAR-PTPase、SHPTP-2和PTP1B。PTP1B是最早被纯化和确定生物学特性的PTPase，全长大约50KD。早期研究证明能在体外有效地将胰岛素受体去磷酸化；随后发现PTP1B在所有胰岛素敏感组织中高表达；最近有研究表明，PTP1B直接与激活状态的IR相互作用；在体外实验中也对IRS-1显示最高的选择性活性；大鼠成纤维细胞中PTP1B的高表达能明显降低配体诱导的IR磷酸化水平；在另一胰岛素靶向组织脂肪组织的模型细胞3T3-L1细胞中高表达PTP1B，同样明显抑制胰岛素诱导的IR、IRS-1和PI3激酶的酪氨酸磷酸化，P42和P44MAPK磷酸化水平也明显降低，而Akt磷酸化水平和活性不受影响(Venable C.L.等，J.Biol.Chem.275(24)，18318-18326)。PTP1B的高表达对基本的、中等的及最大量胰岛素诱导的葡萄糖转运无影响，对转运的EC50胰岛素浓度无影响。这些研究证明PTP1B能够负调控胰岛素信号转导通路并主要作用于胰岛素受体。据报道，运用同源重组的方法产生的PTP1B基因敲除的小鼠生长正常，有生殖力，对胰岛素敏感性显著增强，而且这一增强作用与肝脏和骨骼肌中胰岛素受体及胰岛素受体底物1磷酸化水平的增强相关(Elchebly M.，等，Science，283，1544-1548)。PTP1B基因敲除的小鼠对食物诱导的体重增加和胰岛素抵抗也有抵抗作用，PTP1B基因敲除的小鼠之所以对食物诱导的体重增加有抵抗作用，是由于脂肪细胞体积的减少，而脂肪细胞的数量并不改变。PTP1B基因敲除的小鼠基本代谢水平和总体能量消耗升高(Klaman L.D.，等，Molecular andCellular Biology，20(15)，5479-5489)。以上研究证明了PTP1B在胰岛素敏感性、能量消耗和脂肪储存方面的重要作用，从而更加明确了它是治疗二型糖尿病和肥胖症的一个药物作用靶点。PTPase的非特异性抑制剂钒酸盐具有改善胰岛素抵抗，降低血糖作用。目前已知的PTP1B抑制剂大都是从合成化学品中普筛出来并加以结构改造获得，从天然植物中分离得到的PTP1B抑制剂尚未见报道。
已有报道枇杷叶提取物(Noreen W.，等，Planta Med.，54(3)196-9)和其中的倍半萜、三萜成分在糖尿病动物模型上被证明有降血糖作用(De Tommasi N.，等，Planta Med.，57(5)414-6)但其作用机理不清楚。
发明内容
本发明的目的是提供一种枇杷叶总三萜酸，该物质具有强蛋白酪氨酸磷酸酯酶PTP1B抑制活性，可用于制备预防和治疗糖尿病、肥胖症等由胰岛素抵抗引起的疾病的药物。
本发明的另一目的是提供该枇杷叶总三萜酸的制备方法。
本发明以枇杷叶(Eriobotrya japonica)为原料，经乙醇或甲醇加热回流、提取、除醇后得到乙醇或甲醇浸膏，浸膏经沸水搅拌洗涤、离心分离得水不溶物，水不溶物再用石油醚洗涤、离心分离，其不溶物经乙醇溶解、活性炭回流脱色、除醇制得。本发明方法所提取的枇杷叶总三萜酸中四个主要三萜酸熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸的总含量达50％(以重量计)以上，其中熊果酸(Ursolic acid)的含量达到10-25％(W/W)、齐墩果酸(Oleanolic acid)的含量达到1-3％(W/W)、2α-羟基齐墩果酸(2α-hydroxyoleanolic acid)的含量达到4-15％(W/W)、可乐酸(corosolic acid)的含量达到10-25％(W/W)。经体外PTP1B酶抑制活性的测试，枇杷叶总三萜酸的抑制活性为IC50为2.2μg/mL-3.1μg/mL，其中熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸体外抑制hPTP-1B的IC50分别为21.9μM、13.4μM、2.1μM和3.8μM。此外，动物试验发现，本发明对链尿霉素诱发的糖尿病小鼠模型具有明显的降血糖和减少饮水量、排尿样的作用。可见本发明提供的枇杷叶总三萜酸有强PTP1B抑制活性，对于开发制备预防和治疗糖尿病、肥胖症等由胰岛素抵抗引起的疾病的药物是可行的。
本发明提出的枇杷叶总三萜酸的制备方法如下1、将干燥的枇杷叶粉碎；2、用乙醇或甲醇或含水量≤30％(w/w)的甲醇或乙醇加热至70-85℃回流提取，药材与溶剂重量比为1∶3至1∶5，提取3次，每次3至5小时；3、滤出提取液，减压浓缩至浸膏；
4、加入约30倍重的蒸馏水，搅拌煮沸15-20分钟；5、冷却后，置离心机沉降，在3000转/分钟-10000转/分钟的速度下，离心10分钟，得水不溶物；6、水不溶物用2倍重的石油醚洗涤3次后，置离心机沉降，在3000转/分钟-10000转/分钟的速度下，离心10分钟，得石油醚不溶物，在石油醚不溶物中加入2倍重的乙醇，加热使其溶解；7、加0.25倍重的活性炭，加热到85℃，回流脱色30分钟，乘热过滤，将滤液蒸干得淡黄色粉末，亦即枇杷叶总三萜酸。
枇杷叶总三萜酸的质量控制方法如下熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸等四个三萜酸为本发明枇杷叶总三萜酸的主要有效成分，含量最高，可以作为质量控制的指标成分。按重量百分比计，枇杷叶总三萜酸中四个主要三萜酸的含量应大于50％，其中熊果酸的含量应达到10-25％、齐墩果酸的含量应达到1-3％、2α-羟基齐墩果酸的含量应达到4-15％、可乐酸的含量应达到10-25％。采用高效液相色谱法(HPLC-ELSD)进行分析，色谱柱固定相为碳十八烷基硅胶，流动相为甲醇-0.5％醋酸水溶液(80∶20)，流速1.0mL/min，柱温25℃，采用AlltechELSD2000蒸发光闪射检测器，检测器漂移管和LTA温度设置为71℃，氮气流速为1.9L/min，喷雾气体压力为5bar。如附图1所示，熊果酸、齐墩果酸、可乐酸、2α-羟基齐墩果酸的保留时间分别为40.9min、38.4min、17.8min、16.1min。
下面通过药理试验来说明本发明枇杷叶总三萜酸的生物活性一、PTP1B抑制活性测试(一)测试原理利用分子生物学手段在大肠杆菌系统表达人源蛋白质酪氨酸磷酸酯酶1B(hPTP1B)催化结构域，经纯化后的hPTP1B重组蛋白能水解底物对硝基苯基磷酸酯(PNPP)的磷酯键，得到的产物在410nm处有很强的光吸收，因此可以通过直接检测410nm处光吸收的变化以观察酶的活性变化以及化合物对酶活性的抑制情况。标准的测活体系如下10mM Tris.Cl，PH7.6，10mM PNPP，2％二甲亚砜(DMSO)，100nM hPTP1B。
(二)观察指标动态测定波长为410nm处的光吸收，时间为3分钟，其动力学曲线一级反应的斜率作为酶的活性指标。
(三)样品测试将所有被测样品总三萜酸、熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸，用DMSO配成1mg/ml溶液，从中取2μL的样品放入一微孔，然后加入2μL的底物PNPP，93μL的缓冲液，5μL的PTP1B酶，摇匀后放入酶标仪读取数据，经数据处理得到抑制率。对抑制活性高于50％时，再配制系列浓度如10μg/mL，5μg/mL，1μg/mL，0.5μg/mL，0.1μg/mL等，测试抑制率，经数据处理得出IC50值。阳性对照品为正钒酸钠(4μg/mL的DMSO溶液)。
(四)测试结果阳性对照正钒酸钠的IC50为2μM；总三萜酸抑制hPTP-1B的IC50为2.2μg/mL-3.1μg/mL；熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸抑制hPTP-1B的IC50分别为21.9μM、13.4μM、2.1μM和3.8μM。
二、枇杷叶总三萜酸对链尿霉素(STZ)诱发的糖尿病模型小鼠糖耐量的影响雄性ICR种小鼠50只，体重22-25g，禁食后腹腔注射链尿霉素200mg/kg，72小时后测血糖值11.1mmol/L以上者进行实验。以生理盐水为空白对照品；60mg/kg正钒酸钠水溶液为阳性对照品；受试样品为枇杷叶总三萜酸，根据实施例1的方法制备，模型小鼠随机分为5组，每组10只，分别灌服生理盐水、正钒酸钠水溶液(60mg/kg)和受试样品的1％羧甲基纤维素钠悬液，(150mg/kg、300mg/kg、450mg/kg)，每日一次，连续4周，末次给药后禁食12小时，灌服葡萄糖溶液(2g/kg)，30min后取血测定血糖。
试验结果见下表
从上表可以看出，对于链尿霉素(STZ)诱发的糖尿病小鼠模型，三个不同剂量(150mg/kg、300mg/kg、450mg/kg)的枇杷叶总三萜酸均有明显的降血糖作用，且呈一定量效关系。低剂量组与正钒酸钠对照组比较药效相当，而中、高剂量组的药效则优于正钒酸钠对照组。此外三个剂量组都观察到了明显的减少饮水量、排尿量的效果。
有益效果1、本发明从抗糖尿病的传统中药枇杷叶中提取出了具有很强的PTP1B抑制活性的枇杷叶总三萜酸，进而追踪分离到枇杷叶中预防和治疗糖尿病等由胰岛素抵抗引起的疾病的活性部位及有效成分。本发明所提供的枇杷叶总三萜酸是天然的PTP1B抑制剂，与合成的化合物抑制剂相比，具有副作用小的优点。
2、本发明工艺简单、易于大规模生产，所得提取物中四种主要三萜酸含量高达50％以上。
图1为枇杷叶总三萜酸样品的HPLC-ELSD色谱图，其中1为熊果酸，2为齐墩果酸，3为可乐酸，4为2α-羟基齐墩果酸。
具体实施例方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但不限制本发明。
实施例1干燥的枇杷叶2.0kg粉碎后过20目筛，用95％乙醇10L加热到85℃回流提取3次，每次3小时。滤出提取液，减压浓缩至干称重320g，然后加入约8L的水，煮沸15-20分钟，冷却后，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得水不溶物120g。水不溶物以300mL的石油醚洗涤3次，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得石油醚不溶物76g，在石油醚不溶物中加80mL的无水乙醇，加热使其溶解，再加1g的活性炭，在85℃回流脱色30分钟，乘热过滤，将滤液蒸干得淡黄色粉末(40g)亦即枇杷叶总三萜酸。经体外PTP1B酶抑制活性的测试，枇杷叶总三萜酸的抑制活性为IC502.2μg/mL。枇杷叶总三萜酸经HPLC-ELSD分析，22.3％(w/w)为熊果酸、2.3％(w/w)为齐墩果酸、20.8％(w/w)为可乐酸，12.3％(w/w)为2α-羟基齐墩果酸。
实施例2干燥的枇杷叶2.0kg粉碎后过20m目筛，用甲醇10L热回流(70℃)提取3次，每次3小时。滤出提取液，减压浓缩至干称重336g，然后加入约8L的水，煮沸15-20分钟，冷却后，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得水不溶物125g。水不溶物以300mL的石油醚洗涤3次，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得石油醚不溶物83g，在石油醚不溶物中加80mL的无水乙醇，加热使其溶解，再加1g的活性炭，在85℃回流脱色30分钟，乘热过滤，将滤液蒸干得淡黄色粉末(42g)亦即枇杷叶总三萜酸。经体外PTP1B酶抑制活性的测试，枇杷叶总三萜酸的抑制活性为IC503.0μg/mL。枇杷叶总三萜酸经HPLC-ELSD分析，23.5％(w/w)为熊果酸、2.5％(w/w)为齐墩果酸、21.7％(w/w)为可乐酸、14.3％(w/w)为2α-羟基齐墩果酸。
实施例3干燥的枇杷叶2.0kg粉碎后过20目筛，用70％乙醇10L热回流(85℃)提取3次，每次3小时。滤出提取液，减压浓缩至干称重350g，然后加入约8L的水，煮沸15-20分钟，冷却后，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得水不溶物110g。水不溶物以300mL的石油醚洗涤3次，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得石油醚不溶物78g，在石油醚不溶物中加80mL的乙醇，加热使其溶解，再加1g的活性炭，在85℃回流脱色30分钟，乘热过滤，将滤液蒸干得淡黄色粉末(30g)亦即枇杷叶总三萜酸。经体外PTP1B酶抑制活性的测试，枇杷叶总三萜酸的抑制活性为IC503.1μg/mL。枇杷叶总三萜酸经HPLC-ELSD分析，21.6％(w/w)为熊果酸、2.1％(w/w)为齐墩果酸、23.5％(w/w)为可乐酸、15.6％(w/w)为2α-羟基齐墩果酸。
实施例4干燥的枇杷叶2.0kg粉碎后过20目筛，用70％甲醇10L热回流(70℃)提取3次，每次3小时。滤出提取液，减压浓缩至干称重360g，然后加入约8L的水，煮沸15-20分钟，冷却后，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得水不溶物106g。水不溶物以300mL的石油醚洗涤3次，置离心机沉降(转速4000转/min，10min)，得石油醚不溶物81g，在石油醚不溶物中加80mL的乙醇，加热使其溶解，再加1g的活性炭，在85℃回流脱色30分钟，乘热过滤，将滤液蒸干得淡黄色粉末22g，亦即枇杷叶总三萜酸。经体外PTP1B酶抑制活性的测试，枇杷叶总三萜酸的抑制活性为IC502.4μg/mL。枇杷叶总三萜酸经HPLC-ELSD分析，12.3％(w/w)为熊果酸、1.2％(w/w)为齐墩果酸、11.2％(w/w)为可乐酸、4.3％(w/w)为2α-羟基齐墩果酸。
权利要求
1.一种枇杷叶总三萜酸，其特征在于四个主要三萜酸熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸的总含量达50％(以重量计)以上。
2.根据权利要求1所述的枇杷叶总三萜酸，其特征在于熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α-羟基齐墩果酸的含量(以重量计)分别达到10-25％、1-3％、10-25％和4-15％。
3.权利要求1所述的枇杷叶总三萜酸的制备方法，其特征在于包括以下步骤枇杷叶经乙醇或甲醇加热回流、提取、除醇后得到乙醇或甲醇浸膏，浸膏经沸水搅拌洗涤、离心分离得水不溶物，水不溶物再用石油醚洗涤、离心分离，其不溶物经乙醇溶解、活性炭回流脱色、除醇。
4.根据权利要求3所述的枇杷叶总三萜酸的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)、将干燥的枇杷叶粉碎；(2)、用乙醇或甲醇或含水量≤30％(w/w)的甲醇或乙醇加热至70-85℃回流提取，药材与的溶剂重量比为1∶3至1∶5，提取3次，每次3至5小时；(3)、滤出提取液，减压浓缩至浸膏；(4)、加入约30倍重的蒸馏水，搅拌煮沸15-20分钟；(5)、冷却后，置离心机沉降，在3000转/分钟-10000转/分钟的速度下离心10分钟，得水不溶物；(6)、水不溶物用2倍重的石油醚洗涤3次后，置离心机沉降，在3000转/分钟-10000转/分钟的速度下离心10分钟，得石油醚不溶物；在石油醚不溶物中加入2倍重的乙醇，加热使其溶解；(7)、加0.25倍重的活性炭，加热至85℃，回流脱色30分钟，乘热过滤，将滤液蒸干得淡黄色粉末，亦即枇杷叶总三萜酸。
5.根据权利要求3或4所述的枇杷叶总三萜酸的制备方法，其特征在于采用沸水洗涤和离心分离工艺。
6.权利要求1所述的枇杷叶总三萜酸作为蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B抑制剂的用途。
7.根据权利要求6所述的枇杷叶总三萜酸的用途，其特征在于作为胰岛素增敏剂，用于制备预防和治疗由胰岛素抵抗引起的疾病的药物。
全文摘要
本发明提供一种枇杷叶总三萜酸，由枇杷叶经乙醇或甲醇加热回流、提取、除醇后得到乙醇或甲醇浸膏，浸膏经沸水搅拌洗涤、离心分离得水不溶物，水不溶物再用石油醚洗涤、离心分离，其不溶物经乙醇溶解、活性炭回流脱色、除醇制得。该枇杷叶总三萜酸中四种主要三萜酸熊果酸、齐墩果酸、可乐酸和2α－羟基齐墩果酸含量达50％(以重量计)以上，对PTP1B具有强抑制活性，可用做治疗糖尿病等由胰岛素抵抗引起的疾病的药物。
文档编号C07J63/00GK1640885SQ20041001569
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月8日 优先权日2004年1月8日
发明者胡立宏, 李佳, 王作鹏 申请人:中国科学院上海药物研究所