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CN116173217A - 维生素d受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用 - Google Patents

维生素d受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用 Download PDF

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CN116173217A CN202310199503.5A CN202310199503A CN116173217A CN 116173217 A CN116173217 A CN 116173217A CN 202310199503 A CN202310199503 A CN 202310199503A CN 116173217 A CN116173217 A CN 116173217A
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Abstract

本发明提供了一种维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用,涉及医药技术领域。经发明人研究发现,维生素D受体激动剂可以显著上调VEGF的转录水平,改善腓骨肌萎缩症周围神经、肌肉病变,以及运动神经功能障碍。因此,维生素D受体激动剂能够用于治疗运动神经元疾病产品的制备。

Description

维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的 应用
技术领域
本发明涉及医药技术领域,尤其是涉及一种维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用。
背景技术
在过去的几十年中,全球神经系统疾病所造成的社会负担呈现出显著的上升趋势。以2015年为例,在世界范围内各类神经系统疾病总计导致940万患者死亡,占死亡总人口的16.8%,是排名第2的致死因素。在这些神经系统疾病中,大部分的致病原因到目前仍然不清楚。腓骨肌萎缩症(Charcot-Marie-Tooth,CMT)是其中最常见的一种遗传性周围神经病,其发病率在全球范围内约为1:2500。患者的临床症状常表现为四肢远端肌无力和肌萎缩,运动和感觉功能受损。腓骨肌萎缩症普遍发病较早,很多病人自少年或青年时期就开始出现临床症状,随着年龄的增长病情逐渐加重,以至丧失劳动与生活自理能力。CMT发病率高,病情严重,给病人家庭和社会带来沉重的负担,但截至到目前临床上仍然缺乏有效的治疗药物。
氨基酰tRNA合成酶是与CMT有关的最大基因家族(Patzko和Shy,2011)。其中,编码甘氨酰tRNA合成酶(GlyRS)的GARS是首先被发现的成员,其突变引起一种显性轴突形式的CMT(CMT2D亚型)。尽管GlyRS的功能在所有细胞中都是必需的,但是这种基因的突变会导致外周轴突的选择性退行性变性,从而导致远端运动/感觉功能的缺失。我们研究发现,CMT2D突变改变了GlyRS的构象,使突变GlyRS(GlyRSCMT2D)能够结合Nrp1受体,并破坏血管内皮生长因子(VEGF)/Nrp1途径,下调Nrp1基因表达使得CMT小鼠表型加重,而增加VEGF的表达可以改善运动功能。许多证据表明,VEGF具有神经保护作用,可以减少氧化应激、营养缺乏、化学毒性等因素对神经元存活和功能的影响。运动神经元表达Nrp1受体,似乎依赖于肌肉来源的VEGF来维持生存,启动子突变会降低VEGF水平,导致迟发性运动神经元退行性变性。这些实验证实了GlyRSCMT2D蛋白是通过与Nrp1异常的相互作用,干扰了VEGF/Nrp1信号通路,从而引起运动神经退行性病变。
然而,针对CMT等周围神经疾病,目前还缺乏有效的治疗药物。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用,以解决上述问题中的至少一种。
本发明的第二目的在于提供一种用于治疗运动神经元疾病的药物。
第一方面,本发明提供了一种维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用。
作为进一步技术方案,所述维生素D受体激动剂包括卡泊三醇。
作为进一步技术方案,所述运动神经元疾病包括腓骨肌萎缩症。
作为进一步技术方案,所述产品包括药物。
第二方面,本发明提供了一种用于治疗运动神经元疾病的药物,所述药物包括维生素D受体激动剂。
作为进一步技术方案,所述维生素D受体激动剂包括卡泊三醇。
作为进一步技术方案,所述运动神经元疾病包括腓骨肌萎缩症。
作为进一步技术方案,所述药物的原料中,还包括药物学上可接受的辅料。
作为进一步技术方案,所述辅料包括稀释剂、填充剂、赋形剂、粘合剂、湿润剂、崩释剂、吸收促进剂、表面活性剂、吸附载体、润滑剂和香味剂中的至少一种。
作为进一步技术方案,所述药物为口服剂或注射剂。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
经发明人研究发现,维生素D受体激动剂可以显著上调VEGF的转录水平,改善腓骨肌萎缩症周围神经、肌肉病变,以及运动神经功能障碍。因此,维生素D受体激动剂能够用于治疗运动神经元疾病产品的制备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为维生素D受体激动剂(卡泊三醇)实现对腓骨肌萎缩症治疗的机制示意图;
图2为维生素D受体激动剂(卡泊三醇)可上调C2C12细胞中VEGF转录水平;
图3为维生素D受体激动剂(卡泊三醇)可上调CMT模型小鼠腓骨肌组织中VEGF转录水平;
图4为卡泊三醇可显著提高腓骨肌萎缩症模型小鼠后肢伸展评分;
图5为维生素D受体激动剂(卡泊三醇)可显著延长腓骨肌萎缩症模型小鼠持续提留在转棒上的时间;
图6为卡泊三醇对小鼠体重没有影响;
图7为卡泊三醇可显著增加腓骨肌萎缩症模型小鼠的腓肠肌的神经支配比率;
图8为卡泊三醇可显著增加腓骨肌萎缩症模型小鼠周围神经大直径轴突的比率。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施方式和实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
经发明人研究发现,维生素D受体(VDR)是VEGF的转录调控因子,VDR的激活可以显著上调VEGF表达,因此,靶向VDR的有望改善CMT的神经病变。据此本发明提供了一种VDR激动剂,卡泊三醇可以显著上调VEGF的转录水平,改善CMT的疾病表型,可用于治疗CMT,为开发有效的治疗和预防CMT神经病变提供参考。
第一方面,本发明提供了一种维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用。
经发明人研究发现,维生素D受体激动剂可以显著上调VEGF的转录水平,改善腓骨肌萎缩症周围神经、肌肉病变,以及运动神经功能障碍。因此,维生素D受体激动剂能够用于治疗运动神经元疾病产品的制备。
在一些优选的实施方式中,所述运动神经元疾病包括腓骨肌萎缩症。
在一些优选的实施方式中,所述维生素D受体激动剂包括但不限于卡泊三醇,优选为卡泊三醇。
维生素D受体激动剂(卡泊三醇)实现对腓骨肌萎缩症治疗的机制如图1所示。经发明研究发现,卡泊三醇可以通过调节周围组织中VEGF的表达,增强运动神经中的VEGF/Nrp1信号,从而对抗GlyRSCMT2D的异常结合活性,改善CMT小鼠的运动功能。
在一些优选的实施方式中,所述产品包括药物。
第二方面,本发明提供了一种用于治疗运动神经元疾病的药物,所述药物包括维生素D受体激动剂。
由于本发明提供的药物含有维生素D受体激动剂,因此该药物对于运动神经元疾病具有治疗作用。
在一些优选的实施方式中,所述维生素D受体激动剂为卡泊三醇。
在一些优选的实施方式中,所述运动神经元疾病为腓骨肌萎缩症。
在一些优选的实施方式中,所述药物的原料中,还包括药物学上可接受的辅料。
在一些优选的实施方式中,所述辅料包括但不限于稀释剂、填充剂、赋形剂、粘合剂、湿润剂、崩释剂、吸收促进剂、表面活性剂、吸附载体、润滑剂或香味剂。
在一些优选的实施方式中,所述药物的剂型为口服剂或注射剂。
优选的,所述口服剂包括:片剂,颗粒剂,滴丸,软胶囊,悬浮剂,溶液剂,以及糖浆中的至少一种;
优选的,所述注射剂包括:干粉剂,溶液型注射剂,混悬型注射剂,以及乳剂型注射剂中的至少一种。
下面通过具体的实施例进一步说明本发明,但是,应当理解为,这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用,而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
以下实施例中,所有统计分析均使用GraphPad Prism软件进行。两个独立实验组的比较采用t检验,单个自变量组的比较采用单因素方差分析,两个自变量组(小鼠模型和处理方法)的比较采用双因素方差分析。所有统计检验至少在3个生物重复上进行。P<0.05被认为是显著的。除非另有说明,图表以均数±标准差表示。
实施例1维生素D受体激动剂可以升高C2C12细胞中VEGF的转录水平
方法:C2C12小鼠成肌细胞培养于DMEM(含有10%热灭活胎牛血清和青霉素-链霉素中)细胞培养基中。实验当天,用10nM卡泊三醇或0.1%DMSO(对照组)处理细胞1小时,收集细胞进行RNA提取,然后使用实时荧光定量PCR(RT-QPCR)检测VEGF的表达水平,如图2(独立重复三次,与对照组相比***p<0.001)所示。
结果:在卡泊三醇处理C2C12细胞1小时内VEGF的表达迅速增加,提示VEGF是VDR的直接下游靶基因。
实施例2维生素D受体激动剂可以升高CMT模型小鼠的腓骨肌组织中VEGF转录水平
方法:模型小鼠的建立方法,对出生后第6天CMT模型小鼠(携带GlyRSP234KY突变基因)进行随机分组,分别腹腔注射生理盐水(0.1% DMSO)和卡泊三醇(60μg/kg)。24h后处死小鼠并取腓骨肌组织,使用Trizol法对组织的mRNA进行提取,然后使用RT-QPCR对不同处理组小鼠组织中VEGF的转录水平进行检测并统计,如图3(各处理组小鼠数量=4只,与对照组相比*p<0.05)所示。
结果:卡泊三醇可以显著上调CMT模型小鼠腓骨肌组织中VEGF转录水平。
实施例3卡泊三醇对CMT模型小鼠的行为学影响
方法:模型小鼠的建立方法,经过基因鉴定的CMT模型小鼠(携带GlyRSP234KY突变基因)和野生型小鼠分别进行分组,动物出生第6天起腹腔注射卡泊三醇(60μg/kg)对照组注射生理盐水(0.1% DMSO),一周给药五天并休息两天,给药至7周龄结束。给药期间每周进行行为学测试一次,用以评价药物对运动功能的作用,包括,后肢伸展评分、转棒实验等。并且检测药物对小鼠体重的影响,以此考察药物的毒性,具体实施方法如下:
采用后肢伸展评分来评价后肢骨骼肌障碍:将小鼠尾巴提起,观察其后肢的伸展情况,后肢可完全伸展开评为2分,可展开但伴有颤抖评为1.5分,可伸展开但伴有偶尔缩回评为1分,基本处于缩回伴偶尔伸展评为0.5分,完全不可伸展评为0分,依据以上标准对每只小鼠后肢伸展情况进行评分,每次获得3个有效数据。在药物注射一小时后进行检测,评价不同处理组小鼠后肢骨骼肌障碍情况,如图4(展示小鼠7周龄时评测结果,各处理组小鼠≥10只,与对照组相比****p<0.0001)所示。
采用转棒实验用于评估协调性、平衡力、运动功能情况:将小鼠放至转棒仪上,转速加速度设置为0.2转/秒,仪器运行后观察并记录小鼠掉落掉时间,每只重复三次,每次间隔应大于30min。在药物注射一小时后进行检测,评价不同处理组小鼠运动功能差异,如图5(展示小鼠7周龄时评测结果,各处理组小鼠≥10只,与对照组相比*p<0.05)所示。
并且实验终期对小鼠体重进行统计分析,结果显示卡波三醇对小鼠体重无显著影响,如图6(展示小鼠7周龄时评测结果,各处理组小鼠≥10只,与对照组相比*p<0.05)所示。
结果:卡泊三醇可以显著改善腓骨肌萎缩症的周围神经功能缺陷,对野生型小鼠无副作用。
实施例4卡泊三醇对CMT模型小鼠外周神经病理形态的影响
方法:动物相关分组及给药处理同实施例3,行为学测评结束后收取7周龄CMT小鼠及其同窝WT小鼠组织进行组织病理学检测,包括,神经肌肉接头神经支配情况、神经轴突横切面大小与数量等,具体实施方法如下:
神经肌肉接头神经支配分析:神经肌肉接头,是运动神经元轴突末梢在骨骼肌肌纤维上的接触点。神经纤维传来的信号通过接头传递给肌纤维,调节肌肉的收缩和紧张。神经纤维退化会出现肌萎缩,是腓骨肌萎缩临床病理特征之一。本实验中将不同处理组小鼠颈椎脱臼处死,解剖其腓骨肌并固定后切片,进行组织免疫荧光染色。使用R-BTX标记突触后乙酰胆碱受体蔟(红色),NF145和synaptophysin抗体标记神经纤维。染色完成后使用共聚焦显微镜对神经纤维与乙酰胆碱受体蔟的形态以及共定位情况进行观察与统计,每只小鼠选取至少5个不重叠视野,包含100个以上神经肌肉接头,统计其肌肉受神经支配情况,如图7(a为神经肌肉接头形态图;b为不同形态的神经肌肉接头神经支配的统计;组小鼠数量=3只,与对照组相比**p<0.01)所示。
神经轴突直径的统计:周围神经突触萎缩是腓骨肌萎缩症的临床病理现象之一,因此以周围神经突触的直径来评价药物对腓骨肌萎缩症的改善:取小鼠坐骨神经,使用1%的锇酸固定1小时,然后使用2%醋酸铀水溶液固定/染色30分钟。不同梯度乙醇脱水后,使用包埋剂+丙酮(3:1)过夜。然后使用包埋剂在30-37℃进行包埋,并进行切片。使用染液A(甲基蓝0.52g,青蓝0.08g,甘油40ml,甲醇40ml,1x的磷酸缓冲液120ml(PH 6.9),纯净水200ml)在66℃下染色30分钟,然后使用染色B(副品红碱0.2g和50%的乙醇20ml,380ml的纯净水)在室温下染色10-15分钟。清洗晾干后使用电镜(790倍镜)对神经横切面进行拍照(选取5个以上不重叠视野);使用ImageJ软件对每个视野中的轴突直径进行统计,并计算整个横切面直径大于2μm的轴突所占比例,如图8(a为神经轴突横切面;b为神经轴突比例统计(直径>2μM);每组小鼠数量=3只,与对照组相比*p<0.05)所示。
结果:卡泊三醇可以显著改善腓骨肌萎缩小鼠外周神经病理改变,并且对野生型小鼠无副作用。
综上所述,本发明在腓骨肌萎缩症动物模型中发现了维生素D受体激动剂卡泊三醇可以显著上调VEGF转录水平,改善腓骨肌萎缩症周围神经、肌肉病变,以及运动神经功能障碍。并且,该药物对正常小鼠无明显毒性。因此,卡泊三醇通过上调VEGF转录水平具有显著的治疗肌肉萎缩症的作用。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.维生素D受体激动剂在制备治疗运动神经元疾病产品中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述维生素D受体激动剂包括卡泊三醇。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述运动神经元疾病包括腓骨肌萎缩症。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述产品包括药物。
5.一种用于治疗运动神经元疾病的药物,其特征在于,所述药物包括维生素D受体激动剂。
6.根据权利要求5所述的药物,其特征在于,所述维生素D受体激动剂包括卡泊三醇。
7.根据权利要求5所述的药物,其特征在于,所述运动神经元疾病包括腓骨肌萎缩症。
8.根据权利要求5所述的药物,其特征在于,所述药物的原料中,还包括药物学上可接受的辅料。
9.根据权利要求8所述的药物,其特征在于,所述辅料包括稀释剂、填充剂、赋形剂、粘合剂、湿润剂、崩释剂、吸收促进剂、表面活性剂、吸附载体、润滑剂和香味剂中的至少一种。
10.根据权利要求5所述的药物,其特征在于,所述药物为口服剂或注射剂。
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