有机物对映体纯OA及其在制备Ⅱ型糖尿病及血管并发症药物中的用途的制作方法

文档序号:15088617发布日期:2018-08-04 12:42阅读:481来源:国知局

本发明属于药物化学和医药技术领域,涉及有机物对映体纯oa,具体涉及所述oa同分异构体的合成、拆分和改造后得到纯对映体oa,所述纯对映体oa能提高其在降糖、调脂、抗炎和增强胰岛素敏感性等方面的药理活性。



背景技术:

资料公开了糖尿病性心脑血管病在老年患者中具有广泛普遍性和严重危害性。近期研究发现,多数糖尿病小鼠伴有明显的动脉粥样硬化斑块及炎症反应,因此,防治糖尿病及其相关疾病已成为本领域亟待解决的重大课题。oa是天然食物中含有的一种新型羟基硬脂酸,本申请的前期研究中已在国内率先成功合成并得到高纯度oa,并在动物实验中发现其具有一定降糖和抗炎等生物学特性。

研究表明,脂肪组织高表达glut4的小鼠虽然肥胖,但血糖和胰岛素水平完全正常。脂肪细胞膜glut4表达升高可以让小鼠脂肪细胞利用葡萄糖产生oa。研究证实oa水平明显受碳水化合物反应元件结合蛋白(oarbohydrateresponseelementbindingprotein,chrebp)的调节。oa可能通过上调chrebp表达,参与代谢综合征发病过程。在胰岛素抵抗的患者中,oa水平明显下降,而且oa水平与胰岛素敏感性高度相关。oa在代谢方面中具有积极作用,可以通过刺激胰高血糖素样肽-1(gluoagon-likepeptide-1,glp-1)和胰岛素的分泌,从而使得外周血糖降低并且糖耐量增强。

oa直接刺激胃肠道细胞系stc-1分泌glp-1的作用类似于ω-3脂肪酸,α-亚麻酸和g蛋白偶联受体120(g-protein-coupledreceptor120,gpr120)配体。已有研究证实脂类活性分子可通过细胞膜g蛋白偶联受体(g-protein-coupledreceptors,gpcrs)发挥作用;脂类活性分子可能通过激活gpcrs促进glp-1分泌和glut4表达发挥作用。目前证实oa通过剂量依赖方式激活gpr120发挥上述作用,这与ω-3脂肪酸和单不饱和脂肪酸作用机制基本相同。

脂肪酸可以通过gpr120诱导抗炎症效应,gpr120表达于介导先天免疫反应的骨髓源性树突状细胞(bone-marrow-deriveddendriticcells,bmdcs)。饱和脂肪酸如棕榈酸,以及内毒素脂多糖(lipopolysaccharide,lps)可通过toll样受体(toll-likereceptors,tlrs)信号通路促进bmdcs成熟,而细胞水平研究显示oa可以阻断lps激活bmdcs,主要表现为抑制lps诱导bmdcs表达cd80、cd86、cd40和mhcii,同时以剂量依赖方式阻断lps诱导的il-12分泌,并显著降低il-1β和tnfα分泌。胰岛素抵抗状态下oa水平下降有利于激活先天免疫,从而倾向于发生脂肪组织炎症和整体胰岛素抵抗。

但oa在发挥降糖、调脂和抗炎等药理活性的过程中存在一些缺陷。例如:oa长期应用有轻度增加糖尿病小鼠胰岛素抵抗和全身炎症反应等风险。

鉴于以上不足,本申请的发明人拟提供新的纯对映体oa,所述的纯对映体oa在降血糖、调脂、抗炎及提高胰岛素敏感性等方面具有较高的生物活性和药理作用,可以解决长期给予ca治疗所带来的不良反应。



技术实现要素:

本发明的目地是针对现有技术存在的不足,提供新的有机物对映体纯oa,具体涉及所述oa同分异构体的合成、拆分和改造后得到纯对映体oa,所述纯对映体oa能提高其在降糖、调脂、抗炎和增强胰岛素敏感性等方面的药理活性。

本发明中将前期合成的oa进行了拆分改造,有机合成及临床前药效学研究,合成出药效显著、安全性好、能多靶点抗dm及其动脉硬化的oa类型,本发明中将oa拆分成左旋和右旋两种对映体结构,拆分后的oa在降血糖、调脂、抗炎及提高胰岛素敏感性等方面具有较高的生物活性和药理作用,可以解决长期给予oa治疗所带来的不良反应,同时,oa在降低血糖、提高胰岛素敏感性等方面具有持久性,oa可通过调节脂质代谢和炎症反应,起到抗动脉粥样硬化的作用,本发明将最终筛选出药物活性高、副作用小、制备简单、成本较低的新药候选化合物。

本发明所述的纯对映体oa具有式(ⅰ)的结构:

本发明的一个实施例中按下述方法合成所述的oa:

(1)十九碳-1-烯-10-醇(nonadec-1-en-10-ol)的合成

(2)十九碳-1-烯-10-棕榈酸酯(nonadec-1-en-10-ylpalmitate)的合成

(3)oa的合成

得白色固体为oa,c34h65o4,分子量:537.4905。

本发明进行了实验研究,结果显示:

1、体内oa水平与临床糖尿病性脑血管并发症发生发展具有相关性;

2、高剂量和低剂量oa均可通过刺激胰高血糖素样肽-1(gluoagon-likepeptide-1,glp-1)和胰岛素的分泌,从而降低dbdb小鼠血糖并且增强糖耐量;

3、oa可能通过激活grp120信号通路,诱导自噬调控因子beclin1表达,从而可促进dbdb小鼠细胞的保护性自噬,抑制血管老化,进而预防糖尿病性动脉硬化及其心脑血管并发症的发生发展;

4、长期给予oa干预可减轻糖尿病小鼠肝细胞脂肪变性;

5、外源性oa干预可能有助于改善心肌结构,从而增强心肌功能。

本发明提供了一种具有降糖、抗炎、调脂及改善胰岛素抵抗等药理作用的药物化合物,其中:包括作为活性成分的oa,以及药物学上可接受的载体;

本发明的药物化合物中,作为活性成分的oa对降糖、抗炎、调脂及改善胰岛素抵抗等药理作用的机理包括但不限于激活葡萄糖转运体4(glucosetransporter4,glut4)、调控beclin1、m-tor和p62、下调nf-κb、提升glp-1以及糖脂稳态再平衡等机制;

本发明的药物化合物中,作为活性成分的oa,可用于治疗多种糖尿病并发症,包括但不限于动脉粥样硬化、心脑血管疾病、下肢动脉粥样硬化、糖尿病足、糖尿病周围神经病变、糖尿病肾病、糖尿病性认知功能障碍以及糖尿病视网膜病变等。

本发明的有益效果在于:

1,克服现有技术中oa在降血糖、调脂、抗炎及提高胰岛素敏感性等方面活性偏弱、药代动力学不强等问题,提供了一种生物活性高的oa同分异构体类型及其制备方法和用途;

2,本发明拆分改造的oa同分异构体在降血糖、调脂、抗炎及提高胰岛素敏感性等方面具有较好的药物活性,且具有较佳的药代动力学性质;

3,本发明的oa同分异构体类型的制备方法操作简单、易于工业化生产。

附图说明

图1,糖尿病患者和正常对照组体内血清oa含量比较,p<0.001。

图2a连续给予oa干预10天后dbdb小鼠及wt小鼠血糖变化。

其中:dbdb对照组与dbdb高剂量组相比有统计学差异,**p<0.01;dbdb对照组与dbdb低剂量组相比有显著统计学差异,***p<0.001;

b,oa干预1月后dbdb小鼠及wt小鼠血糖变化。

其中:dbdb低剂量组给予oa干预前与干预后相比有统计学差异,*p<0.05;

c,不同干预时间dbdb小鼠及wt小鼠血糖动态变化;

d,oa干预1月后dbdb小鼠及wt小鼠空腹胰岛素水平;

e,oa干预1月后dbdb小鼠及wt小鼠稳态胰岛素评价指数(homair)。其中,dbdb对照组与dbdb高剂量组相比有统计学差异,*p<0.05;dbdb各组小鼠与wt各组小鼠相比有显著统计学差异,****p<0.0001。

图3aoa干预1月后dbdb小鼠及wt小鼠血清炎症因子cpr、il-1α、tnf-α的浓度。

其中:oa高剂量dbdb组与dbdb对照组相比有统计学差异,*p<0.05;

boa干预1月后dbdb小鼠及wt小鼠血清beclin1的浓度。

其中,dbdb高剂量组与dbdb对照组、dbdb低剂量组相比有统计学差异,**p<0.01。

图4肝脏h.e染色(标记为h)和油红“o”染色(标记为o)(标尺为100um)(×200倍,

其中,a:dbdb对照组,h.e染色;b:dbdb低剂量组,h.e染色;c:dbdb高剂量组,h.e染色;a:dbdb对照组,油红“o”染色;b:dbdb低剂量组,油红“o”染色;c:dbdb高剂量组,油红“o”染色;d:wt对照组,h.e染色;e:wt低剂量组,h.e染色;f:wt高剂量组,h.e染色;d:wt对照组,油红“o”染色;e:wt低剂量组,油红“o”染色;f:wt高剂量组,油红“o”染色。

图5显示了外源性的oa干预有助于改善心肌结构,从而增强心肌功能。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。

实施例1

oa的生物合成过程:

(1)十九碳-1-烯-10-醇(nonadec-1-en-10-ol)的合成

在混有1.3g镁屑和20g元素碘的100ml四氢呋喃(thf)非质子溶剂中,加入1.09g9-溴-1-壬烯,鼓入氮气,在40~80℃下搅拌,直至溶液变为无色,回流,然后缓慢加入9~10g9-溴-1-壬烯,再回流0.5~1h,在室温下冷却,在0℃下用注射器逐滴加入含有5.0~5.5g癸醛的thf10ml,室温下搅拌过夜,层析柱,得到纯净物(5.58g,产率为60%)

(3)十九碳-1-烯-10-棕榈酸酯(nonadec-1-en-10-ylpalmitate)的合成

称量十九碳-1-烯-10-醇和壬基溴化镁加入20ml二氯甲烷溶解,磁力搅拌,加入棕榈酸酐、4-二甲氨基吡啶、三乙胺,温室下搅拌过夜(15~20h),柱层析(10%etoac/hexanes),得无色油状物(7g,产率67%),c35h69o2+,分子量:521.5302;

(3)oa的合成

称量十九碳-1-烯-10-棕榈酸酯,加入20ml二氯甲烷溶解,干冰/丙酮浴下(-78℃),向上如溶液鼓入臭氧,至溶液变成蓝色;

鼓入氮气,至溶液变成无色,加入三苯基磷,升至室温,继续反应2小时;

加入次氯酸钠、磷酸二氢钠、2-甲基-2-烯、水、叔丁醇,反应过夜;

溶液浓缩,加入二氯甲烷,于分液漏斗中用10%盐酸溶液洗,有机相用无水硫酸钠干燥,过滤,旋蒸浓缩,得蜡状物;

用少量乙酸乙酯溶解,柱层析(20%etoac/hexanes),得白色固体为oa,c34h65o4,分子量:537.4905。

实施例2

oa的生物合成过程:

(1)十九碳-1-烯-6-棕榈酸酯(nonadec-1-en-6-ylpalmitate)的合成

称量十九碳-1-烯-6-醇和壬基溴化镁加入20ml二氯甲烷溶解,磁力搅拌,加入棕榈酸酐、4-二甲氨基吡啶、三乙胺,温室下搅拌过夜(15~20h),柱层析(10%etoac/hexanes),得无色油状物(6.76g,产率65%);

(2)oa的合成

称量十九碳-1-烯-6-棕榈酸酯,加入20ml二氯甲烷溶解,干冰/丙酮浴下(-78℃),向上如溶液鼓入臭氧,至溶液变成蓝色,

鼓入氮气,至溶液变成无色,加入三苯基磷,升至室温,继续反应2小时,

加入次氯酸钠、磷酸二氢钠、2-甲基-2-烯、水、叔丁醇,反应过夜,

溶液浓缩,加入二氯甲烷,于分液漏斗中用10%盐酸溶液洗。有机相用无水硫酸钠干燥,过滤,旋蒸浓缩,得蜡状物,

用少量乙酸乙酯溶解,柱层析(20%etoac/hexanes),得白色固体为oa,c34h65o4,分子量:537.4905。

实施例3

左旋和右旋对映体的区分:

通过上述制备过程得到的是oa左旋和右旋的混合物,为了分别提纯左旋和右旋,在如图所示的化合物的羟基上连接辅助基团,分析柱,10~30min,通过辅基的显色功能区分出左旋和右旋。脱保护,去掉辅基,得到纯净的左旋oa和右旋oa。

实施例4:体内实验:

1、糖尿病患者血清oa浓度监测:如图所示,通过临床对照观察研究,观察老年糖尿病合并脑血管病患者、老年糖尿病无脑血管病患者及正常老年人群中血清oa水平的差异,揭示了oa水平与临床糖尿病性脑血管并发症发生发展的相关性(如图1所示);

2、降血糖:通过对各组小鼠相应给予溶剂对照、oa50mg/kg、oa150mg/kg灌胃持续1个月,期间动态检测小鼠随机血糖值、空腹胰岛素水平以及血清炎症因子crp、il-1α、tnf-α和自噬指标beclin1的改变,结果显示高、低剂量oa短期(10天)内使用可降低dbdb小鼠血糖,但oa长期干预有可能增加糖尿病小鼠胰岛素抵抗和全身炎症反应的风险。不排除与给药剂量和疗程有关(如图2所示);

3、对炎症因子、自噬指标beclin1的改变的影响:灌胃1月后检测6组小鼠血清炎症因子crp、il-1α、tnf-α水平,结果如图示,无论dbdb小鼠还是wt小鼠,给予高、低剂量oa干预1月的小鼠其血清炎症因子crp、il-1α、tnf-α水平均较其相应的对照组升高,并呈剂量-反应依赖性,高剂量oa干预后的dbdb小鼠和wt小鼠血清炎症因子分泌明显增加,高剂量oa干预dbdb小鼠炎症因子分泌增加最显著(p<0.05)(如图3所示);

高剂量oa干预dbdb小鼠血清beclin1水平增加,与dbdb对照组、dbdb低剂量组比较存在统计学差异(p<0.01),即高剂量的oa可能促进dbdb小鼠细胞自噬现象。就wt小鼠而言,与wt对照组相比,高、低剂量oa干预的wt小鼠血清beclin1水平并没有明显变化;

4、肝脏组织的病理改变:通过对各组小鼠肝脏组织he染色观察oa干预所致dbdb小鼠肝脏组织的病理改变,结果显示dbdb鼠oa低、高剂量干预组肝细胞脂肪变性有减轻趋势,但可见明显的肝细胞水肿,肝细胞疏松化。此外,炎细胞浸润,肝细胞点状坏死及桥接坏死均可见。考虑oa虽然在脂肪代谢中可能有一定的保护作用,但有可能有促进炎症因子代谢的作用(如图4所示);

5、对心肌功能的影响:lvpw、lvid、ef%可分别用来评估左心室壁厚度、左心腔大小和心室射血功能。测定结果显示,dbdb小鼠的lvpw显著高于对照组,而oa干预的dbdb小鼠的lvpw与对照组无显著差异;与对照组相比,dbdb小鼠的左心室舒张末期内径有增加的趋势,而oa干预的dbdb小鼠呈下降趋势;ef%的测量值在三组中无统计学差异。由以上结果可以看出,外源性的oa干预可能有助于改善心肌结构,从而增强心肌功能(如图5所示)。

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