CN107929303A - 水线草甲素在制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水线草甲素在制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物中的应用，属生物医学领域。涉及水线草甲素在制备防治慢性阻塞性肺疾病药物中的应用。本发明采用中药单体水线草甲素进行了动物模型实验，实验结果证明，所述水线草甲素对香烟烟雾暴露所致慢性阻塞性肺疾病实验模型的肺功能有较好的保护作用，对大鼠肺部病理变化有逆转作用；对香烟诱导的慢性阻塞性肺疾病大鼠血清、BALF中促炎因子IL‑6的表达有抑制作用，而对抑炎因子IL‑10的表达有促进作用，从而减轻气道炎症。本发明的水线草甲素可作为药物活性成分，以及药物学上可接受的载体制备防治慢性阻塞性肺疾病的药物组合物。
Description
技术领域
本发明属生物医学领域，涉及水线草的有效成分水线草甲素的新的药物用途，具体涉及水线草甲素在制备防治慢性阻塞性肺疾病药物中的应用。
背景技术
慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)是一种慢性气道炎症性疾病，肺部特点表现为不完全可逆气流受限，常成进行性发展。COPD临床症状主要表现为慢性咳嗽、咳痰、气短或呼吸困难、喘息和胸闷，随着疾病的进展还会发生全身性炎症反应等，严重影响患者的劳动能力和生活质量。COPD发病率高，吸烟是COPD最主要的危险因素，中国40岁以上人群的发病率达8.2％，国外为9-10％；COPD死亡率高，在各类疾病中死亡率居城市第四位、农村第三位。
目前尚无治疗COPD的有效手段，COPD临床治疗存在如下问题：单纯戒烟并不能阻止COPD气道慢性炎症的持续性发展；单纯吸入糖皮质激素(ICS)抗炎效果不好，不能阻止或逆转COPD的发展进程；单纯使用支气管扩张剂(β-AR激动剂)作用十分有限；联合治疗(ICS/β-AR激动剂)，虽可以部分改善肺功能，但不能降低死亡率。由此可见，慢性气道炎症能否得到控制是治疗COPD的关键问题。
COPD病人的气道和肺实质中都有慢性炎症，特别是在急性加重期，气道炎症处在高反应时期，中性粒细胞、巨噬细胞以及淋巴细胞等分泌的类炎症介质、细胞因子参与了COPD发病过程。最新研究发现，在参与COPD炎症的诸多细胞因子中，IL-6和IL-10是起主要作用的炎症因子，IL-6和IL-10的表达水平能够代表该病的严重程度。IL-6在COPD急性发作期病人的诱导痰与血清中均被检测到升高，且IL-6水平随着COPD级数的增大而逐渐上升，反映了COPD的炎症严重程度；IL-10作为一种免疫应答的调节剂，被发现COPD肺组织和气道损害与IL-10的表达下降有直接关系。
基于以上情况，本研究探讨药物作用下IL-6和IL-10水平的变化与COPD的相关性有助于更进一步了解炎症因子的具体作用机制，为COPD的预防和治疗提供临床指导与依据，进而减轻患者痛苦，提高身体健康，改善生活质量。
水线草为茜草科(Rubiaceae)耳草属(Hedyotis)一年生植物。耳草属植物中的化学成分主要包括：五环三萜类、环烯醚萜类、黄酮类、蒽醌类、木酯素类、多糖、甾醇等。环烯醚萜(Iridoid)衍生物是指植物界中虹彩二醛(Iridoidia1)通过分子内羟醛缩合形成的化合物，其结构特征是具有环戊烷吡喃环系统，分子内一般带有环烯醚萜键。本发明涉及的化合物——水线草甲素，是从茜草科(Rubiaceae)耳草属(Hedyotis)植物水线草全草中分离提取的一种环烯醚萜类化合物，是水线草植物的特有成分。至今为止，国内外报道集中于水线草的抗肿瘤作用研究，尚未见有水线草及其所含有效成分应用于防治慢性阻塞性肺疾病的相关研究报道。
发明内容
本发明提供一种水线草甲素在制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物中的应用，目的是提供中药水线草中特有成分、即水线草甲素的新的药物用途。
本发明一种水线草甲素在制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物中的应用，所述的中药单体成分水线草甲素具有式(I)的结构，
所述的水线草甲素抑制炎症细胞的浸润、促炎因子IL-6的表达以及促进抑炎因子IL-10的表达。
所述的水线草甲素具保护实验模型肺的功能。
所述的实验模型为香烟烟雾暴露所致的慢性阻塞性肺疾病实验模型。
由有效量的水线草甲素和药学上可接受的辅料组成，辅料为崩解剂，填充剂，润滑剂，润湿剂，乳化剂，粘合剂。所述的药物制剂为片剂、胶囊剂、丸剂、溶液剂、注射剂、散剂、吸入制剂、喷雾剂、气雾剂、糖浆剂、口服溶液制剂。
含有水线草甲素的提取物在制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物中的应用。
本发明结合以往相关研究基础，采用上述中药单体水线草甲素进行动物实验。长期吸烟是最常见的人类COPD致病因素，故采用香烟诱导模拟大鼠COPD模型研究水线草甲素对香烟诱导的COPD的缓解作用。采用香烟烟雾暴露所致COPD大鼠模型，并用水线草甲素干预动物，实验结果显示：1、灌胃给与6、12、24mg/kg的水线草甲素对香烟烟雾暴露所致COPD大鼠的肺功能有保护作用；2、水线草甲素在体内对香烟烟雾暴露所致COPD模型大鼠的炎症细胞的浸润、促炎细胞因子的表达有抑制作用；3、水线草甲素的上述作用与抑制小鼠血清和BALF中促炎因子IL-6的表达和促进抑炎因子IL-10的表达相关。
具体实施方式
实施例1：本发明所涉及化合物水线草甲素的制备方法如下：
取干燥水线草全草9.0kg，在室温下加90％乙醇(v/v)回流提取,每次回流2小时，回流3次，真空减压浓缩得醇提浸膏920.0g,将浸膏混悬于适量水中,加1.5倍体积的水饱和正丁醇萃取3次,水层弃去。正丁醇萃取物(91.0g)进行硅胶柱层析(氯仿-甲醇15:1→3:1)，得Fr.A-I。Fr.C(5.5g)用Diaion HP-20(甲醇-水1:4→4:1)梯度洗脱，得Fr.C1-5。Fr.C3进行硅胶柱层析(氯仿-异丙醇9:1→6:1)，得Fr.C3.1-3.7。Fr.C3.4经过正反相柱层析(1:SiO2，乙醚-异丙醇15:1→9:1；2:Sephade LH-20，甲醇-水1:1；3:RP-18，甲醇-水2:3→3:2)，再进行制备薄层层析(氯仿-异丙醇3:1)，得水线草甲素(5mg)。
白色无定型粉末，分子式：C24H28O11，分子量：492.47,沸点：712.2±60.0℃(760Torr)，密度：1.48±0.1g/cm3(20℃、760Torr)，pKa：12.80±0.70。水线草甲素的1HNMR(300MHz,DMSO-d6)数据如下δ:8.04(2H，dd，J＝1.3，7.8Hz)，7.48(2H，t，J＝7.8Hz)，7.60(1H，br t，J＝7.8Hz)，4.72(1H，d，J＝7.8Hz)，3.24(1H，t，J＝9.0Hz)，3.36(1H，t，J＝9.0Hz)，3.84(1H，br d，J＝11.5Hz)，3.63(1H，dd，J＝11.5，5.3Hz)，5.24(1H，d，J＝7.8Hz)，7.52(1H，br s)，3.24(1H，br t,J＝8.0Hz)，2.89(1H，dd，J＝16.6，8.0Hz)，2.15(1H，dd，J＝16.6，8.0Hz)，5.94(1H，br s)，2.84(1H，br t，J＝7.8Hz)，5.07(1H，br d，J＝13.6Hz)，5.01(1H，br d，J＝13.6Hz)，3.71(3H，s)，3.38-3.35(m)。
13CNMR(75MHz，DMSO-d6)：98.7(C-1)，153.7(C-3)，112.7(C-4)，36.8(C-5)，40.3(C-6)，131.8(C-7)，139.9(C-8)，47.9(C-9)，64.6(C-10)，169.7(C-11)，100.9(C-1')，75.2(C-2')，78.3(C-3')，71.8(C-4')，78.7(C-5')，63.1(C-6')，131.8(C-1")，130.9(C-2"，6")，129.9(3"，5")，134.6(C-4")，168.2(C-7")。
实施例2:本发明所涉及化合物水线草甲素片剂的制备
取5克水线草甲素，加入淀粉30g，混合均匀，喷入70％乙醇为润湿剂，制成软材；过20目筛网，得湿颗粒；60℃干燥，每30min翻动一遍，水分控制在1％～3％。加入硬脂酸镁粉末，混匀，压制成1000片。
实施例3:本发明所涉及化合物水线草甲素胶囊剂的制备
将原辅料均过五号筛，以利于混合完全、均匀，称取水线草甲素5g，淀粉28g，混合均匀，装胶囊1000粒。
实施例4:水线草甲素对慢性阻塞性肺疾病模型大鼠肺部病理变化的逆转作用
用气管注射脂多糖及熏烟联合造模方法制备COPD大鼠模型：第1、14天大鼠腹腔注射戊巴比妥钠(1％，40mg/kg)，使麻醉，固定，头低位，暴露声门，快速插入18号静脉套管针气管，拔出针芯，用注射器1s内注入0.2mL脂多糖生理盐水溶液(200μg/μL)，然后将大鼠直立左右旋转，使脂多糖均匀分布两肺。第2～28天(第14天除外)将大鼠分组置入自制密闭造模箱内，每日上午，给予大鼠香烟烟熏30m i n，每次4支香烟。
造模成功后，50只大鼠随机分为5组:正常对照组、模型组及水线草甲素低、中、高剂量组(6、12、24mg/kg)。正常对照组、模型组分别灌胃给与纯净水(10mL/kg),水线草甲素各剂量组分别灌胃给于水线草甲素，连续给药14天。苏木素-伊红(HE)染色观察肺组织病理学改变。
结果：模型组大鼠支气管肺组织有慢性阻塞性肺疾病的病理改变,支气管纤毛上皮部分脱落，纤毛粘连倒伏、变性；支气管管腔内有中度渗出物；气管黏膜下层、肌层可见大量嗜酸性细胞、淋巴细胞浸润。水线草甲素中、高剂量组支气管纤毛轻度粘连倒伏、变性，支气管平滑肌厚度轻度增加；气管黏膜下层、肌层可见少量嗜酸性细胞；淋巴细胞及少量浆细胞浸润。
实施例5:水线草甲素对慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠肺功能的影响
雄性Wister大鼠，体重120～150g。实验第1天，第14天采用水合氯醛麻醉大鼠后，手术暴露气管，滴入LPS(1g/L,200μL)，次日将大鼠置于烟室中，点烟熏，每日1次，每次30min，共28天。造模成功后，大鼠随机分为5组:正常对照组、模型组及水线草甲素低、中、高剂量组(6、12、24mg/kg)。正常对照组、模型组分别灌胃给与纯净水(10mL/kg),水线草甲素各剂量组分别灌胃给于水线草甲素，连续给药14天。
肺功能测定：大鼠麻醉，切开颈部皮肤，钝性分离皮下组织暴露气管，在气管软骨间环行剪开一小切口，插入气管插管并扎紧，仰卧头低位置于小动物肺功能测定仪密闭体积描记箱内。气管插管一端与动物呼吸机相连。描记一段平静呼吸后检测用力肺活量(FVC)、0.3s用力呼气容积(FEV0.3)、FEV0.3/FVC、用力呼气峰值流速(PEF)。
结果：与正常对照组比较，模型组大鼠肺功能参数FVC、FEV0.3、FEV0.3/FVC、PEF均显著降低，差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01)，说明造模成功。与模型组比较，水线草甲素低、中、高剂量组肺功能参数FVC、FEV0.3、FEV0.3/FVC、PEF均显著升高，差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01)，结果见表1。
表1 水线草甲素对COPD模型大鼠肺功能的影响(n＝10，X±SD)
△与正常对照组比较，P<0.05；△△与正常对照组比较，P<0.01
*与正常对照组比较，P<0.05；**与正常对照组比较，P<0.01
结论：水线草甲素可改善慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠的肺功能。
实施例6:观察水线草甲素对慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠血清中促炎因子IL-6和抑炎因子IL-10表达的影响
造模方法及给药方法同实施例4。
给药后，腹主动脉取血，3000r/min离心10min，吸取上清液待查，部分血清置于-20℃待测。酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清白细胞介素水平；白细胞介素(IL-6、IL-10)检测试剂盒由美国R&D公司提供(批号2012011202、2011120407)。结果：模型组IL-6表达水平较正常组明显升高(P<0.01)；水线草甲素低、中、高剂量组IL-6表达水平较模型组显著降低(P<0.05)。模型组IL-10表达水平较正常组明显降低(P<0.01)；水线草甲素低、中、高剂量组IL-10表达水平较模型组显著升高(P<0.05)。
表2 水线草甲素对COPD模型大鼠血清中IL-6和IL-10表达的影响(n＝10，X±SD)
△与正常对照组比较，P<0.05；△△与正常对照组比较，P<0.01
*与正常对照组比较，P<0.05
结论：水线草甲素对香烟诱导的COPD大鼠血清中促炎因子IL-6的表达有抑制作用，而对抑炎因子IL-10的表达有促进作用。
实施例7:观察水线草甲素对慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)中促炎因子IL-6和抑炎因子IL-10表达的影响
造模方法及给药方法同实施例4。
大鼠麻醉，仰卧固定，处死、开胸腔，去心脏，用冰冷NS冲洗肺部1-2次，吸干。用动脉钳夹住右肺门，分离颈部气管，于近气管分叉处开T行切口，插管至左支气管下端分叉处，用手术缝线结扎气管插管处，结扎两处。用注射器吸取预热至(37℃)或室温的生理盐水2ml，通过导管以较小的压力将盐水缓慢注入肺内,可见左肺逐渐变得膨隆、苍白，立即缓慢回抽灌洗液，再将所得液体缓缓注回肺内，如此反复抽注2次，得BALF液。
酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清白细胞介素水平.；白细胞介素(IL-6、IL-10)检测试剂盒由美国R&D公司提供(批号2012011202、2011120407)。
结果：模型组IL-6表达水平较正常组明显升高(P<0.01)；水线草甲素低、中、高剂量组IL-6表达水平较模型组显著降低(P<0.05)。模型组IL-10表达水平较正常组明显降低(P<0.01)；水线草甲素低、中、高剂量组IL-10表达水平较模型组显著升高(P<0.05)。
结论：水线草甲素对香烟诱导的COPD大鼠BALF中促炎因子IL-6的表达有抑制作用，而对抑炎因子IL-10的表达有促进作用。
Claims (8)
1.一种水线草甲素在制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物中的应用，所述的水线草甲素具有如下化学结构:
2.按权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的水线草甲素抑制炎症细胞的浸润、促炎因子IL-6的表达以及促进抑炎因子IL-10的表达。
3.按权利要求2所述的应用，其特征在于：所述的水线草甲素具保护实验模型肺的功能。
4.按权利要求3所述的应用，其特征在于：所述的实验模型为香烟烟雾暴露所致的慢性阻塞性肺疾病实验模型。
5.一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物制剂，其特征在于:由有效量的水线草甲素和药学上可接受的辅料组成。
6.根据权利要求5所述一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物制剂，其特征在于:辅料为崩解剂，填充剂，润滑剂，润湿剂，乳化剂，粘合剂。
7.根据权利要求5所述一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物制剂，其特征在于:所述的药物制剂为片剂、胶囊剂、丸剂、溶液剂、注射剂、散剂、吸入制剂、喷雾剂、气雾剂、糖浆剂、口服溶液制剂。
8.含有水线草甲素的提取物在制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物中的应用。
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