巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯在制備抗代謝綜合癥的藥物和保健品中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯 在制備抗代謝綜合癥的藥物和保健品中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 老年代謝綜合癥是一組以心腦血管疾病、糖尿病、高脂血癥以及高血壓等聚集發(fā) 病，嚴(yán)重影響機(jī)體健康的臨床癥候群，被稱為"死亡四重奏"。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、生 活和飲食方式改變，老年代謝綜合癥的患病率急劇升高，已被廣泛認(rèn)同是一個(gè)影響全世界 人類健康的重大衛(wèi)生問題。我國流行病學(xué)資料顯示，大于45歲、55歲人群患病率分別是大 于35歲人群的2倍和2. 8倍，大于55歲人群患病率高達(dá)25. 5% ;老年代謝綜合癥已經(jīng)成 為老年人的常見病，嚴(yán)重?fù)p傷心、腦、血管、腎等多靶器官，甚至威脅生命。
[0003] 目前藥物治療主要集中在噻唑烷二酮類、貝特類、他汀類、ACEI類等少數(shù)西藥上， 而且西藥主要針對(duì)某一單組分進(jìn)行治療，尚缺乏整體治療的藥物，因此通常需要合并服用 兩種以上藥物，同時(shí)老年人對(duì)這些藥物更易存在適應(yīng)性差和不良反應(yīng)等問題，這進(jìn)一步限 制了老年代謝綜合癥的臨床治療。由于目前尚無治療代謝綜合癥的有效藥物，各大醫(yī)藥公 司及政府投入巨資進(jìn)行研發(fā)，如賽諾菲開發(fā)了一種利莫那班衍生物AM-251，被認(rèn)為十分有 望的防治代謝綜合癥的藥物；2010年我國首家代謝綜合癥新藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也落戶于蘇州 西交利物浦大學(xué)；默沙克、諾華等公司也發(fā)現(xiàn)了新型抗代謝綜合癥的藥物靶標(biāo)和潛在新藥， 但均處于研發(fā)階段。因此市場上急需療效顯著且副作用小、價(jià)格合理的抗老年代謝綜合癥 的一線藥物。海洋來源的生物多糖原料豐富、易得，價(jià)格便宜并且安全可靠，極具新藥開發(fā) 潛力。
[0004] 研究表明，胰島素抵抗（IR)是代謝綜合癥的發(fā)病基礎(chǔ)，代謝綜合癥稱為胰島素抵 抗綜合征。胰島素抵抗綜合征主要表現(xiàn)為胰島素抑制肝臟釋放葡萄糖的能力及促進(jìn)周圍組 織攝取和利用葡萄糖的能力下降。肝臟和骨骼肌是胰島素抵抗的關(guān)鍵器官。肝臟胰島素抵 抗主要是指胰島素抑制肝臟葡萄糖輸出的能力下降。骨骼肌胰島素抵抗是指骨骼肌組織吸 收利用葡萄糖并合成肌糖原的的能力下降。肝臟和骨骼肌是胰島素作用的主要靶器官，維 持空腹?fàn)顟B(tài)下的內(nèi)生性糖的產(chǎn)生和輸出和進(jìn)食、運(yùn)動(dòng)過程中的吸收、利用及存儲(chǔ)。
[0005] 胰島素發(fā)揮生理效應(yīng)的主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路包括IRS-2/PI3K傳導(dǎo)途徑。胰島素受 體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)缺陷是IR發(fā)生的主要原因。在絕大多數(shù)IR中，發(fā)生胰島素抵抗的關(guān)鍵部位是 IRS，作為胰島素受體（InsR)后的主要信號(hào)蛋白，InsR基因和蛋白表達(dá)水平的降低及磷酸 化障礙都會(huì)造成PI3K的激活狀態(tài)的明顯下調(diào)，由此妨礙了胰島素信號(hào)傳導(dǎo)通路下游信號(hào) 的傳導(dǎo)而導(dǎo)致IR。激活的胰島素受體使胰島素受體底物（IRS-2)的酪氨酸磷酸化位點(diǎn)的 活化，會(huì)激活磷脂酰肌醇3激酶（PI3K)，進(jìn)而催化4, 5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2)生成三 磷酸磷脂酰肌醇（PIP3)，其作為第二信使激活蛋白激酶B (Akt)，發(fā)揮胰島素的代謝調(diào)節(jié)作 用：（1)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)葡萄糖運(yùn)載體GLUT4囊泡的從細(xì)胞內(nèi)池移動(dòng)到細(xì)胞膜，然后與膜融合的 易位作用，而發(fā)揮轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的作用；（2)通過糖原合成酶激酶-3 (GSK-3)促進(jìn)糖原合成。 GSK-3含有Akt的磷酸化位點(diǎn)，胰島素通過磷酸化和失活GSK3促進(jìn)糖原合成；（3)抑制糖異 生基因葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase)及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK)的表達(dá)及糖異生。
[0006] 能量代謝平衡失調(diào)是IR發(fā)生的重要原因。磷酸腺苷（AMP)激活的蛋白激酶（AMPK) 信號(hào)通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞能量狀態(tài)的中心環(huán)節(jié)，能感知細(xì)胞能量代謝狀態(tài)的改變，并通過影響 細(xì)胞物質(zhì)代謝的多個(gè)環(huán)節(jié)維持細(xì)胞能量供求平衡。AMPK磷酸化后激活，活性AMPK激活其 下游的多種靶分子，從而達(dá)到關(guān)閉合成代謝途徑，開啟分解代謝途徑的效果。在骨骼肌，使 葡萄糖攝取和脂肪酸氧化增加，并促進(jìn)線粒體的生物合成；在肝臟，抑制葡萄糖和脂質(zhì)的合 成，促進(jìn)脂質(zhì)氧化；反之，當(dāng)AMPK去磷酸化失活時(shí)，機(jī)體合成代謝占主導(dǎo)地位，細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)、 糖原合成增加。正常生理狀態(tài)下，激活的AMPK調(diào)控其下游信號(hào)傳導(dǎo)通路，可增加 GLUT4的 轉(zhuǎn)位而增強(qiáng)骨骼肌對(duì)胰島素的反應(yīng)，并抑制羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶（HMGCR)、乙酰 輔酶A羧化酶（ACC)等脂質(zhì)合成酶活性而抑制脂肪合成，同時(shí)增加脂肪酸氧化途徑，減少肝 臟內(nèi)脂質(zhì)含量。運(yùn)動(dòng)和二甲雙胍就是通過激活A(yù)MPK途徑改善2型糖尿病患者；此外，AMPK 途徑激活后，下游可以通過增強(qiáng)線粒體功能、促進(jìn)線粒體增殖而促進(jìn)能量利用。因此，AMPK 途徑損壞會(huì)導(dǎo)致機(jī)體IR和脂質(zhì)異位沉積。
[0007] 海洋生物多糖不僅資源豐富，而且分子中含有羧基、硫酸酯基等功能基團(tuán)，藥理活 性廣泛而毒性又很低。巖藻聚糖硫酸酯在1913年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，是存在于褐藻中的一類帶 負(fù)電荷的生物大分子，主要是由巖藻糖、半乳糖、甘露糖及硫酸基等組成。已有多篇文獻(xiàn)公 開了巖藻聚糖硫酸酯的制備方法及其制藥用途。除抗凝活性之外，研究較多的是巖藻聚糖 硫酸酯抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)免疫的作用。另外，2009-2012年報(bào)道了裙帶菜 Undaria pinnatifida來源的巖藻聚糖硫酸酯以及低分子量組分具有降血糖作用。但尚未 有巖藻聚糖硫酸酯在抗代謝綜合癥方面的應(yīng)用報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的發(fā)明目的是提供了巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯在制備 抗代謝綜癥的藥物和保健品中的應(yīng)用，本發(fā)明經(jīng)過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明，巖藻聚糖硫酸酯及低分 子量巖藻聚糖硫酸酯在治療代謝綜合癥方面，具有意想不到的良好治療效果。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0010] 巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯在制備抗代謝綜合癥的藥物和保健 品中的應(yīng)用。
[0011] 所述巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯的制備方法為：
[0012] (1)將褐藻粉末用有機(jī)溶劑浸泡脫脂；
[0013] (2)然后經(jīng)水提取，乙醇沉淀，干燥獲得粗褐藻多糖硫酸酯；
[0014] (3)再去除粗褐藻多糖硫酸酯中的水溶性褐藻膠；
[0015] (4)經(jīng)透析、濃縮后，再經(jīng)乙醇沉淀，干燥后得到純化的所述巖藻聚糖硫酸酯；
[0016] (5)將所述巖藻聚糖硫酸酯降解制得低分子量巖藻聚糖硫酸酯。
[0017] 所述巖藻聚糖硫酸酯200kD-2000kD，所述低分子量巖藻聚糖硫酸酯的分子量為 1000-200000 道爾頓。
[0018] 所述褐藻為墨角藻、泡葉藻、馬尾藻、裙帶菜、羊棲菜、鼠尾藻、海黍子、昆布或海帶 中的一種或幾種。
[0019] 所述巖藻聚糖硫酸酯和/或低分子量巖藻聚糖硫酸酯在濃度為50ug/ml以上顯著 增加骨骼肌細(xì)胞胰島素刺激的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)，激活A(yù)MPK-ACC信號(hào)通路。
[0020] 所述巖藻聚糖硫酸酯和/或低分子量巖藻聚糖硫酸酯在濃度為50ug/ml以上明顯 抑制肝細(xì)胞的葡萄糖異生途徑和增加糖原合成水平，上調(diào)IRS-2/PI3K信號(hào)途徑，有效增加 胰島素敏感性、改善胰島素抵抗。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果是：所述巖藻聚糖硫酸酯是將褐藻粉 經(jīng)乙醇或者甲醇有機(jī)溶劑浸泡過夜脫脂后，沸水提取醇沉、干燥得粗褐藻多糖硫酸酯，再經(jīng) 過CaCl 2或者M(jìn)gCl 2存在下20%乙醇沉淀去除水溶性褐藻膠，再經(jīng)透析、濃縮后75%乙醇沉 淀，干燥后得到純化的巖藻聚糖硫酸酯。制得的所述巖藻聚糖硫酸酯通過合適的方式降解 制得低分子量巖藻聚糖硫酸酯，其分子量較未降解的巖藻聚糖硫酸酯分子量低