本發(fā)明涉及藥物領(lǐng)域,具體涉及蓽茇明寧堿在制備治療帕金森病的藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是臨床上最常見的神經(jīng)退行性疾病之一,其主要臨床表現(xiàn)是靜止性震顫、肌強直、運動遲緩和姿勢不穩(wěn),而造成這些癥狀的主要原因在于PD中后期累及中樞神經(jīng)系統(tǒng)后,疾病選擇性的損害中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元,導(dǎo)致黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元進行性變性缺失,從而導(dǎo)致一系列運動及非運動癥狀。
伴隨著全球人口老齡化,PD的人口發(fā)病率呈明顯上升趨勢。流行病學(xué)研究顯示在中國65歲以上人群帕金森病發(fā)病率已接近2%,并伴隨著高致殘率,這嚴(yán)重影響著老年人口的健康水平和生活質(zhì)量。由于PD病因復(fù)雜且致病機制尚不清楚,因此其治療手段也較為有限。目前PD的手段主要有:藥物治療、手術(shù)治療、細胞移植、轉(zhuǎn)基因技術(shù)等,而詢證醫(yī)學(xué)(evidence based medicine EBM)證據(jù)表明,目前藥物治療仍是最為常用且最為有效的治療方法。EBM證據(jù)表明臨床治療PD的首選藥物仍為以左旋多巴為主要成分的美多芭,其主要機制是補充多巴胺的不足而產(chǎn)生治療作用,本質(zhì)上仍然是一種對癥性的替代療法,但是治療本身有諸多的局限性,由于L-dopa能夠進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的量不足服用劑量的1%,大量的L-dopa在外周的代謝會產(chǎn)生諸多的藥物副作用,并且由于該藥物只能對癥治療以改善癥狀,對于患者的預(yù)后沒有明顯改善,因此仍然是一種治標(biāo)而不治本的治療手段,隨著該藥應(yīng)用時間的延長和劑量的加大,其治療作用越來越小,同時毒副反應(yīng)卻越來越大。因此研發(fā)一種具有更好療效且更低毒副作用的藥物是基礎(chǔ)和臨床中厄待解決的問題。
近年來,對傳統(tǒng)中醫(yī)藥開放利用日趨具有研究前景,大量研究證實了傳統(tǒng)中醫(yī)藥可以通過保護黑質(zhì)細胞、提高神經(jīng)遞質(zhì)含量、抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)、降低興奮性毒性等作用達到治療帕金森病的目的,并且與西藥相比,傳統(tǒng)中醫(yī)藥物具有較低的毒副作用。
蓽茇是一種胡椒科胡椒屬植物,其干燥近成熟的果穗是中、蒙、藏醫(yī)習(xí)慣用藥,味辛、性熱,臨床用于治療胃腹冷痛、食欲不振、消化不良、腎寒、寒瀉、嘔吐等癥狀。蓽茇中含有豐富的生物堿、酰胺類、木脂素類、萜類、甾醇類及其它類的化合物,其中生物堿和酰胺類約35種,其中蓽茇明寧堿是蓽茇中主要單體成分之一。目前文獻中還未見報道蓽茇明寧堿藥物單體在魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型中治療方面的相關(guān)研究。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供蓽茇明寧堿的一種藥物新用途。
本發(fā)明所提供的蓽茇明寧堿的藥物新用途是其在制備具有下述1)-4)中至少一種功能的藥物中的應(yīng)用:(請核實此處表述,并確保涵蓋了所有的范圍)
1)治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病;
2)治療魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型;
3)抑制細胞凋亡;
4)減輕多巴胺神經(jīng)元損傷。
上述應(yīng)用中,所述中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病具體可為帕金森病。
本發(fā)明還提供一種包含蓽茇明寧堿的具有下述1)-4)中至少一種功能的藥物制劑:
1)治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾??;
2)治療魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型;
3)抑制細胞凋亡;
4)減輕多巴胺神經(jīng)元損傷。
上述藥物制劑可制成各種形式的口服制劑,包括:膠囊劑、片劑、顆粒劑、散劑、丸劑、滴丸劑、緩控釋制劑、口服液、合劑和糖漿劑。上述各種劑型的藥物均可以按照藥學(xué)領(lǐng)域的常規(guī)方法制備。
本發(fā)明以魚藤酮(Rotenone)損傷模型,即100nM魚藤酮處理SK-N-SH細胞系和原代神經(jīng)元形成的細胞模型為細胞模型。
實驗證明:加入Rotenone(終濃度100nM)2小時,后加入蓽茇明寧堿(終濃度100nM)與Rotenone共培養(yǎng)24h。通過MTT、LDH的方法檢測細胞活力,結(jié)果顯示蓽茇明寧堿能夠顯著緩解Rotenone引起的細胞活力下降;通過PI/Hochest染色的方法檢測細胞死亡率,結(jié)果顯示蓽茇明寧堿能夠顯著緩解Rotenone引起的細胞死亡率升高;對Caspase 3、Caspase 9活力進行檢測,結(jié)果顯示蓽茇明寧堿能夠顯著緩解細胞凋亡。
為了進一步確定蓽茇明寧堿通過抑制細胞凋亡從而對魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型起到治療作用,本發(fā)明采用魚藤酮口服給藥C57BL小鼠動物模型。
上述模型制作是通過10mg/kg魚藤酮口服6周形成的模型。蓽茇明寧堿治療組是在魚藤酮口服6周后,分別用2mg/kg和4mg/kg口服給藥4周進行治療。
實驗證明:對C57BL小鼠進行行為學(xué)檢測,結(jié)果顯示蓽茇明寧堿可以顯著緩解魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型小鼠運動功能障礙以及嗅覺減退、抑郁的非運動癥狀;在紋狀體和中腦,對多巴胺能神經(jīng)元特異性標(biāo)志物酪氨酸羥化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)進行免疫組織化學(xué)染色及蛋白免疫印跡方法檢測,結(jié)果顯示蓽茇明寧堿可以抵抗魚藤酮誘導(dǎo)的模型小鼠TH陽性神經(jīng)元缺失以及神經(jīng)末梢的減少;通過高效液相(HPLC)的方法對紋狀體多巴胺含量進行檢測,結(jié)果顯示,蓽茇明寧堿可以減緩魚藤酮誘導(dǎo)的模型小鼠紋狀體多巴胺含量的下降;對模型小鼠腦組織進行Caspase 3、Caspase 9活力檢測,結(jié)果顯示蓽茇明寧堿可以緩解魚藤酮誘導(dǎo)的細胞凋亡。
上述實驗表明,蓽茇明寧堿可以抑制細胞凋亡,保護多巴胺能神經(jīng)元,從而來治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
附圖說明
圖1為在SK-N-SH細胞和原代神經(jīng)元上檢測蓽茇明寧堿對的細胞活力的保護作用。圖示為魚藤酮處理2h,使用100nM蓽茇明寧堿PLG進行治療,共培養(yǎng)24h后,通過MTT、LDH方法檢測不同藥物處理組的細胞活力和細胞毒性。
圖2為在SK-N-SH細胞和原代神經(jīng)元上,檢測各組細胞死亡率。圖示為魚藤酮處理2h,使用100nM蓽茇明寧堿PLG進行治療,共培養(yǎng)24h后,對細胞進行PI/Hochest染色,PI染死細胞為紅色,Hochest染總細胞為藍色,統(tǒng)計紅色/藍色的值可以用來評估細胞死亡率。
圖3為在C57BL小鼠上,檢測小鼠運動行為以及嗅覺、抑郁等非運動行為。圖示為C57BL小鼠魚藤酮10mg/kg口服6周后,口服蓽茇明寧堿PLG進行治療4周,劑量分別為2mg/kg和4mg/kg。后對小鼠進行轉(zhuǎn)棒檢測,爬桿檢測評估小鼠的運動行為,嗅覺檢測,糖水偏好試驗檢測來評估小鼠的非運動行為。
圖4為取C57BL小鼠的紋狀體和中腦檢測TH陽性神經(jīng)元及其末梢。圖示為C57BL小鼠魚藤酮10mg/kg口服6周后,口服蓽茇明寧堿PLG進行治療4周,劑量分別為2mg/kg和4mg/kg。取小鼠紋狀體和中腦,通過免疫組織化學(xué)染色的方法檢測TH陽性神經(jīng)元和神經(jīng)末梢含量。
圖5為取C57BL小鼠的紋狀體和中腦檢測TH蛋白含量。圖示為C57BL小鼠魚藤酮10mg/kg口服6周后,口服蓽茇明寧堿PLG進行治療4周,劑量分別為2mg/kg和4mg/kg。取小鼠紋狀體和中腦,通過western blot的方法檢測TH蛋白水平。
圖6為取C57BL小鼠紋狀體檢測多巴胺含量。圖示為C57BL小鼠魚藤酮10mg/kg口服6周后,口服蓽茇明寧堿PLG進行治療4周,劑量分別為2mg/kg和4mg/kg。取小鼠紋狀體,通過高效液相的方法檢測多巴胺含量。
圖7為在SK-N-SH細胞和原代神經(jīng)元上檢測細胞凋亡水平。圖示為魚藤酮處理2h,使用100nM蓽茇明寧堿PLG進行治療,共培養(yǎng)24h后,收集細胞通過使用caspase-3和caspase-9活力檢測試劑盒檢測細胞caspase-3和caspase-9活力,從而評估細胞凋亡水平。
圖8為取C57BL小鼠中腦,檢測Caspase 3、Caspase 9活力。圖示為C57BL小鼠魚藤酮10mg/kg口服6周后,口服蓽茇明寧堿PLG進行治療4周,劑量分別為2mg/kg和4mg/kg。取小鼠中腦,使用caspase-3和caspase-9活力檢測試劑盒檢測細胞caspase-3和caspase-9活力,從而評估細胞凋亡水平。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明進行說明,但本發(fā)明并不局限于此。
下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明,均為常規(guī)方法;下述實施例中所用的試劑、生物材料等,如無特殊說明,均可從商業(yè)途徑得到。
下述實施例中使用的細胞系如下:
SH-SY5Y細胞系:人多巴胺能神經(jīng)母細胞瘤細胞(ATCC,本室凍存)(American Type Culture Collection)貨號CRL-2266TM;
SPF級SD胎鼠:胎齡13.5d的SD胎鼠,購自北京維通利華實驗動物公司。
下述實施例中的試驗方法如下:
1.細胞活力的測定(MTT法)
(1)用胰蛋白酶消化細胞;
(2)用吸管充分吹打細胞,使其離壁,制備成單細胞懸液;
(3)或利用白細胞計數(shù)板對細胞進行計數(shù);
(4)按照2-3×104/孔的密度,將細胞用排槍將SK-N-SH的單細胞懸液加到96孔板中,以進行MTT實驗做準(zhǔn)備;
(5)對個組進行相應(yīng)處理后,向各孔加入MTT(5mg/ml)10μl,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱繼續(xù)培養(yǎng)4h;
(6)吸棄培養(yǎng)基,每孔加入100μl DMSO,振蕩10分鐘,使顆粒完全溶解;
(7)將孔板置于酶標(biāo)儀中,讀取490nm波長處的吸光度值,統(tǒng)計作圖。
2.乳酸脫氫酶釋放率測定(LDH法)
(1)調(diào)整細胞濃度根據(jù)實驗設(shè)計種植于96孔板的相應(yīng)孔板。1‐1.5×104個細胞/孔,每孔50μl;
(2)待細胞貼壁后,用assay medium洗細胞2次后每孔加入assay medium50μl;
(3)取待測藥物原液稀釋至實驗設(shè)計的濃度,向各個實驗設(shè)計孔中加入相應(yīng)濃度的藥物50μl;
(4)37℃、5%CO2孵育12小時;
(5)加入Rotenone 100nM繼續(xù)孵育24小時;
(6)在高對照組加入lysis solution 5μl反應(yīng)15min;
(7)每孔加入100μl reaction mixture(現(xiàn)配250μl catalyst+11.25ml dye solution)室溫反應(yīng)30min,避光;
(8)每孔加入50μl stop solution終止反應(yīng);
(9)酶標(biāo)儀490nm讀取吸光度值分析。
3.PI/Hochest染色
(1)細胞從培養(yǎng)箱內(nèi)取出,在無菌超凈臺內(nèi)用巴斯德管吸棄培養(yǎng)基;
(2)以PBS液洗滌細胞,以去除殘余培養(yǎng)基及血清成分,吸棄PBS液;
(3)向培養(yǎng)瓶中加入預(yù)熱37℃的0.5ml細胞消化液,使其充分與細胞接觸,吸棄消化液,倒置顯微鏡下觀察細胞,待細胞突起回縮,胞體開始變圓時,立即加入1ml DMEM,以終止胰酶消化作用;
(4)用吸管充分吹打細胞,使其離壁,制備成單細胞懸液;
(5)根據(jù)細胞密度,將細胞接種于96孔板,37℃孵育;
(6)至細胞密度達到70%,魚藤酮組加入100nM Rotenone每孔100μl,PLG組和CSA組在Rotenone處理后兩小時進行治療,37℃孵育24小時;
(7)吸棄培養(yǎng)基,用培養(yǎng)基稀釋PI,hochest至10μM/ml,每孔加100μl,孵育30分鐘,利用高內(nèi)涵分析系統(tǒng)檢測。
4.免疫組化步驟:
(1)動物經(jīng)灌注固定,立即取腦,先后放入含20%、30%蔗糖的4%多聚甲醛溶液內(nèi)后固定4℃過夜;
(2)冰凍切片,40μm,切片放入0.01M PBST液(pH7.2-7.5)內(nèi)待染;
(3)切片入0.01M PBST液中浸洗三次,5min;
(4)切片入1N鹽酸,抗原修復(fù)30min,室溫;
(5)切片入PBST浸洗三次10min;
(6)切片入3%H2O2消除內(nèi)源性過氧化物酶的活性10min;
(7)切片入PBST浸洗三次,每次10min;
(8)切片入5%正常羊血清封閉1h,室溫(抑制非特異性染色),棄血清,切片不清洗,直入適當(dāng)稀釋的一抗TH(0.01M PBST稀釋),孵育4℃過夜;
(9)切片入PBST浸洗三次,每次5min;
(10)切片入1:300生物素標(biāo)記的Ⅱ抗(0.01M PBST稀釋)2-3h,室溫;
(11)切片入PBST浸洗三次,每次5min;
(12)切片入1:300辣根酶標(biāo)記的鏈霉卵白素Ⅲ抗(0.01M PBST稀釋)2-3h,室溫;
(13)切片入PBST浸洗三次,每次5min;
(14)切片入DAB顯色,5-10min,室溫;
(15)切片入流水,充分浸洗;
(16)切片入0.01M PB液中裱片,自然干燥;
(17)切片上行脫水,透明,封固。
實施例1、蓽茇明寧堿PLG抑制魚藤酮誘導(dǎo)的細胞損傷。
1、通過MTT的方法檢測原代神經(jīng)元細胞活力。
MTT法是一種檢測細胞存活和生長的方法。其檢測原理為活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶能使外源性MTT還原為水不溶性的藍紫色結(jié)晶甲瓚(Formazan)并沉積在細胞中,而死細胞無此功能。二甲基亞砜(DMSO)能溶解細胞中的甲瓚,用酶聯(lián)免疫檢測儀在540nm波長處測定其光吸收值,可間接反映活細胞數(shù)量。在一定細胞數(shù)范圍內(nèi),MTT結(jié)晶形成的量與細胞數(shù)成正比,即吸光值越大,其活性越強。
2、通過LDH的方法檢測原代神經(jīng)元細胞毒性。
LDH(乳酸脫氫酶)是穩(wěn)定的胞漿酶,存在所有的細胞中,當(dāng)胞膜損傷時快速釋放到細胞培養(yǎng)液中。LDH活性通過兩個酶催化反應(yīng):LDH氧化乳酸鹽生成丙酮酸鹽,然后丙酮酸鹽和四唑鹽INT反應(yīng)生成甲(formazan)結(jié)晶。甲(formazan)結(jié)晶量在培養(yǎng)液中的增加,與裂解的細胞數(shù)增加直接相關(guān)。甲(formazan)結(jié)晶染料是水溶的,可以用分光光度計在500nm波長檢測。通過檢測細胞培養(yǎng)上清中LDH的活性,可判斷細胞受損的程度此分析靈敏、方便、精確,適用于許多種細胞毒性分析。
3、通過PI/Hochest染色的方法檢測原代神經(jīng)元細胞死亡率。
Hochest33342是一種能與細胞DNA結(jié)合的藍色特異性染料,能穿透活細胞膜,故能標(biāo)記活細胞和死細胞。而PI染料是不能進入細胞膜完整的細胞中,即活細胞對PI(碘化丙啶)染料拒染,而壞死細胞由于膜完整性在早期即已破損,可被PI染料染色發(fā)出紅色熒光。根據(jù)這些特性,用PI/Hoechst雙染色經(jīng)常被用于檢測細胞死亡比例。其比值越大,表明細胞死亡率越高。
4、實驗結(jié)果
用100nM魚藤酮處原代神經(jīng)元2h后,用100nM蓽茇明寧堿PLG進行治療,再共同孵育24h,后進行MTT細胞活力檢測和LDH細胞毒性檢測。實驗結(jié)果顯示,魚藤酮處理后原代神經(jīng)元的細胞活力均明顯降低且細胞毒性明顯增加,而PLG治療組則有明顯改善。
在原代神經(jīng)元上,使用PI/Hochest雙染的方法檢測了細胞死亡率,PI可以染死細胞,呈紅色,Hochest可以染總細胞數(shù),成藍色,計算紅色/藍色可以得到細胞死亡率。結(jié)果顯示,魚藤酮處理細胞后,細胞死亡率明顯增加,而PLG治療后均有改善。
實施例2、蓽茇明寧堿PLG緩解魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型小鼠的行為學(xué)障礙和多巴胺缺失
1、通過轉(zhuǎn)棒檢測、爬桿檢測、嗅覺檢測、糖水偏好檢測評估魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森病模型小鼠的行為學(xué)
轉(zhuǎn)棒實驗和爬桿實驗常用于檢測小鼠運動協(xié)調(diào)能力和抗疲勞能力。轉(zhuǎn)棒儀實驗是將動物放置在粗糙滾筒上避免滑落,轉(zhuǎn)動滾筒后,如果動物滑落下來,就會停止下面對應(yīng)的傳感器并自動記錄結(jié)果。爬桿實驗是將一個直徑為2.5cm的塑料球固定于一個長60cm,粗1cm的木桿頂端,木桿上纏上紗布防止打滑。將小鼠放置于木桿頂端,記錄小鼠從木桿頂端回到地面的時間。時間越短,表示小鼠運動協(xié)調(diào)能力越強。
食物埋藏實驗常用于小鼠嗅覺檢測。小鼠在進行嗅覺檢測前進食14h,檢測時,將1mm3食物埋藏于待檢測鼠籠墊料下0.5cm處,將小鼠放入待檢測鼠籠中央,記錄小鼠從放入鼠籠到找到食物的時間。尋找食物時間越短,表示小鼠嗅覺能力越好。
糖水偏好實驗常用于檢測小鼠抑郁。實驗時,將兩瓶水放入鼠籠中,一瓶為自來水,另一瓶為1%的蔗糖水,由小鼠自行飲用1h,后記錄兩瓶水分別的飲用量,計算SP值=糖水量/(糖水量+純水量)*100%,SP值越小,表示老鼠抑郁程度增加。
2、通過高效液相的方法檢測紋狀體多巴胺水平
去小鼠斷頭后迅速取腦組織,分離紋狀體組織,用于檢測DA含量。測定時,準(zhǔn)確稱取腦組織重量,按質(zhì)量體積比1:19加入19倍樣品處理液(500ml水+14.35ml高氯酸+5.5ml 200μg/ml DHBA+90mg EDTA),冰上勻漿制備5%的組織勻漿液,12000r/min 4℃離心20min,取上清過0.22μm濾膜用于檢測。
3、通過免疫組化的方法檢測中腦和紋狀體的TH陽性神經(jīng)元和神經(jīng)末梢
免疫組化,是應(yīng)用免疫學(xué)基本原理——抗原抗體反應(yīng),即抗原與抗體特異性結(jié)合的原理,通過化學(xué)反應(yīng)使標(biāo)記抗體的顯色劑顯色來確定組織細胞內(nèi)抗原,對其進行定位、定性及相對定量的研究。本實驗中,通過免疫組化對小鼠中腦和紋狀體TH染色,來評估中腦和紋狀體多巴胺能神經(jīng)元和神經(jīng)末梢含量。
4、實驗結(jié)果
本實驗動物為C57BL小鼠,魚藤酮口服給藥劑量為10mg/kg,給藥六周,每兩周進行一次行為學(xué)檢測。行為學(xué)結(jié)果顯示,魚藤酮處理后,老鼠體重較對照組降低,且出現(xiàn)運動能力下降,抑郁,嗅覺減退等癥狀。
小鼠魚藤酮口服給藥六周后,口服給蓽茇明寧堿PLG進行治療,劑量為2mg/kg,4mg/kg,給藥4周。每兩周進行一次行為學(xué)檢測。而PLG治療后,治療組老鼠較損傷組運動障礙,嗅覺減退,抑郁均有不同程度緩解。
通過高效液相的方法對老鼠紋狀體多巴胺含量進行了檢測,結(jié)果顯示損傷組老鼠DA含量較對照組明顯降低,而PLG治療組有所改善。
通過免疫組化的方法對紋狀體和中腦黑質(zhì)兩個部位進行TH染色,結(jié)果顯示魚藤酮處理后,小鼠腦組織紋體和黑質(zhì)部位TH水平較對照組明顯降低,而PLG治療有明顯改善。