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TWI484971B - 用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物 - Google Patents

用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物 Download PDF

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TWI484971B
TWI484971B TW102107479A TW102107479A TWI484971B TW I484971 B TWI484971 B TW I484971B TW 102107479 A TW102107479 A TW 102107479A TW 102107479 A TW102107479 A TW 102107479A TW I484971 B TWI484971 B TW I484971B
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Taiwan
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paeoniflorin
atxn3
white peony
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TW201434477A (zh
Inventor
Chen Guey Jen Lee
Chiung Mei Chen
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Univ Nat Taiwan Normal
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    • A61K31/7042Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings
    • A61K31/7048Compounds having saccharide radicals and heterocyclic rings having oxygen as a ring hetero atom, e.g. leucoglucosan, hesperidin, erythromycin, nystatin, digitoxin or digoxin
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A61K36/18Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/185Magnoliopsida (dicotyledons)
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Description

用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物
本發明係關於一種用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物,尤指一種包含白芍(Paeonia lactiflora )萃取物並適用於抑制與多麩醯胺(polyglutamine)聚集相關之小腦萎縮症之醫藥組成物。
小腦萎縮症(Spinocerebellar Atrophy),又稱脊髓小腦萎縮症或脊髓小腦失調症(Spinocerebellar Ataxia,簡寫為SCA),是一種複雜的異質性體顯性神經退化性疾病(heterogeneous autosomal dominant neurodegenerative disorders),臨床症狀包括小腦功能退化及來自神經系統其他部份障礙的症狀。
目前市面上並無可治療或減緩多麩醯胺小腦萎縮症病程的藥物,而其症狀是不能逆轉的:患者會由不能妥善地控制行為開始;隨著病情惡化,逐漸變得無法行走和提筆,最終進展至無法言語與吞嚥,最惡劣的情況下患者更會以死亡告終。然而,即使小腦、腦幹、脊髓萎縮,大腦正常的機能以及智力均完全不受影響,使患者能清楚 認知到身體逐漸變得不能活動的事實。
況且,目前西醫療法所使用之外科手術、放射線治療、化學療法、賀爾蒙療法、生物製劑療法等,常常對於患者身體產生強烈副作用,導致患者日趨虛弱。現今,以中藥療法進行治療係屬於比較溫和之治療方法,民眾普遍認同且具有相當高之市場接受度。
有鑒於全球罹患小腦萎縮症之人口逐漸上升,若能自多種中藥材中找出一種用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物,勢必可協助治療小腦萎縮症,進而延緩疾病惡化及獲得較佳的生活品質。
本發明之主要目的係在提供一種用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物,俾能協助小腦萎縮症治療並延緩疾病惡化。
本發明之另一目的係在提供一種減少多麩醯胺聚集之方法,俾能降低不正常之多麩醯胺聚集情形。
為達成上述目的,本發明提供一種用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物,包括:一白芍(Paeonia lactiflora )萃取物;其中,該白芍萃取物之濃度係介於1μ g/mL至80μ g/mL之範圍內。
在小腦萎縮症中,已知有八種是多麩醯胺(polyglutamine,polyQ)之(CAG)n重複擴增所導致,包括SCA1、SCA2、SCA3、SCA6、SCA7、SCA8、SCA17及DRPLA(dentatorubropallidoluy-sianatrophy)。這類與多麩醯胺擴增有 關的SCAs顯示對小腦、腦幹與脊髓有選擇性漸進退化的情形,且在退化的神經中,細胞核內與細胞質皆有顯著地多麩醯胺聚集,進而導致特定神經之功能不全及退化現象。
據此,本發明另提供一種減少多麩醯胺(polyglutamine)聚集之方法,包括:提供一目標物;以及給予該目標物一白芍(Paeonia lactiflora )萃取物;其中,該白芍萃取物之濃度係介於1μ g/mL至80μ g/mL之範圍內。
其中,該白芍萃取物之濃度較佳為介於1.5μ g/mL至55μ g/mL之範圍內,並且該白芍萃取物中包括至少一種活性成份,其可選自由:芍藥甙(Paeoniflorin)和芍藥內酯甙(Albiflorin)所組成之群組,但本發明不受限於此。
當本發明之醫藥組成物包含活性成份芍藥甙及/或芍藥內酯甙時,芍藥甙及芍藥內酯甙的濃度並無特別限制,可依實際使用狀況而加以調整;較佳地,芍藥甙可為50 nM至300 nM,芍藥內酯甙可為3μ M至10μ M。換言之,包含於醫藥組成物中之芍藥甙及芍藥內酯甙的有效劑量可能會根據投藥路徑、使用賦形劑、以及與其它藥劑共同使用的可能性而變化,本領域具有通常知識者可調整能夠對於目標物產生預期療效所需的劑量。
依據使用需求,本發明之醫藥組成物可更包括:至少一種本技術領域中之醫藥學上可接受之載體、稀釋劑或賦形劑,例如將白芍萃取物包埋在脂質體(liposome)中以利於運送、吸收;以水懸浮液、分散液或溶液稀釋以利注射;或製成膠囊、錠片形式以方便存放及攜帶。此外, 本發明之醫藥組成物亦可根據需求而與任何習知藥品或添加劑合併使用,僅需不降低本發明之醫藥組成物之效果即可。
本發明之白芍萃取物可以在市面上購買而得,或可為以水加熱萃取後,濾除藥渣所得之萃取物。舉例而言,可以提供白芍藥材,添加該白芍藥材重量之10倍至20倍之水,形成一混合物後,對該混合物加熱至90℃至100℃並持續30分鐘至1小時,或直至該混合物係加熱至體積成為原始體積之四分之一至二分之一,便可以得到一白芍萃取物;但本發明並未受限於此,可使用任何習知技術來萃取本發明之白芍萃取物。此外,該白芍萃取物亦可經過乾燥製程,如噴霧乾燥法、冷凍乾燥法、科學中藥造粒法等,形成一乾燥形式的萃取物,進而製成預防與治療小腦萎縮症之保健食品與臨床治療用藥。
本文所使用的「抑制」一詞,係指將本發明之含白芍萃取物之醫藥組成物,投予患有小腦萎縮症、具有小腦萎縮症症狀、或具有朝小腦萎縮症發展傾向的目標物,以期達到治療、減輕、減緩、醫治、改善、或改進此病症、症狀之傾向。
為實行本發明所述之方法,上述醫藥組成物可經由口服、非口服、噴霧吸入、局部、經直腸、經鼻、舌下、陰道、或經由植入型藥盒(implanted reservoir)等方式投藥。於此使用之「非口服」(parenteral)係指皮下注射、皮內注射、靜脈內注射、肌肉內注射、關節腔內注射、動 脈內注射、關節液內注射、胸腔內注射、脊髓內注射、疾病部位內注射、及顱內注射或注入技術。
圖1A係本發明一較佳實施例之經四環黴素(doxycycline)誘導之ATXN3/Q14~75 -GFP蛋白表現之西方墨點法分析結果。
圖1B係本發明一較佳實施例之經四環黴素誘導之ATXN3/Q14~75 -GFP 293細胞之RNA表現之即時聚合酶連鎖反應(real-time PCR)分析結果。
圖2A係本發明一較佳實施例之白芍萃取物之高性能液相層析儀(HPLC)分析圖譜。
圖2B係本發明一較佳實施例之白芍萃取物、芍藥甙、沒食子酸、芍藥內酯甙、及組蛋白去乙醯酶抑制劑(SAHA)對HEK-293細胞之細胞毒殺性結果。
圖2C係本發明一較佳實施例之白芍萃取物、芍藥甙、沒食子酸、芍藥內酯甙、及組蛋白去乙醯酶抑制劑(SAHA)對SH-SY5Y細胞之細胞毒殺性結果。
圖3係本發明一較佳實施例之經白芍萃取物、芍藥甙、沒食子酸、芍藥內酯甙、及組蛋白去乙醯酶抑制劑(SAHA)處理之ATXN3/Q75 -GFP細胞之聚集分析結果。
圖4A係本發明一較佳實施例之經四環黴素誘導之ATXN3/Q14~75 -GFP SH-SY5Y細胞之蛋白表現之西方墨點法分析結果。
圖4B係本發明一較佳實施例之經白芍萃取物、芍藥甙 處理之ATXN3/Q75 -GFP SH-SY5Y細胞聚集分析結果。
[製備白芍萃取物及HPLC分析]
以下實驗中所使用的白芍萃取物係由台灣順天堂藥廠股份有限公司提供(Sun-Ten Pharmaceutical Company)。簡言之,將100 g乾燥白芍與1500 mL水混合,在100℃下持續30分鐘,利用100目篩網過篩;接著,將該萃取物濃縮至100 mL,再使用200目篩網過篩;將該萃取物以真空濃縮儀(speed vacuum concentration)乾燥後,儲存在-20℃備用。
使用由光電二極體方陣(photo diode array detector)組成之LaChrom Elite HPLC系統(Hitachi)進行高性能液相層析(HPLC):使用Hypersil ODS(C18)管柱(250×4.6 mm,5 μm)對50 μL(1 mg/mL)之白芍萃取物進行層析分離,並用0.1%(A)甲酸或(B)乙腈析出;A:B(v/v)之線性梯度洗脫程序係設定為在1 mL/min流速下,以95:5(0至10 min)、95:5至70:30(10至40 min)、70:30至15:85(40至55 min)、15:85至95:5(55至60 min)、95:5(60-75 min)進行。之後,在190至400 nm掃描光電二極體方陣,並在230、250、270 nm偵測吸光值。其中2至10 μL(20 mM)之芍藥甙、沒食子酸及芍藥內酯甙係作為白芍萃取物之參考。
[細胞培養及細胞增生試驗]
人類胚胎腎細胞HEK-293(ATCC No.CRL-1573)係使用添加10%胎牛血清DMEM培養液(Dulbecco's modified Eagle's medium)培養,人類神經母細胞瘤細胞SH-SY5Y(ATCC No.CRL-2266)係使用添加10%胎牛血清DMEM F12培養液(Dulbecco's modified Eagle's medium F12)培養;細胞於37℃、5% CO2 條件之培養箱培養,並使用MTT(tetrazolium salt,3,[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide)試驗檢測其增生情形。將細胞種入48孔盤中,每孔種5×104 個細胞,培養20小時後,以不同濃度之白芍萃取物(5至30 mg/mL)或純化合物(100 nM至1 mM)處理;處理1天後,在每孔加入20 μL MTT(5 mg/mL溶於PBS中,購自Sigma),作用2小時後,利用Bio-Tek μQuant全波長微盤分光光度計(Universal Microplate Spectrophotometer)檢測紫色甲臢(formazan)結晶於570 nm之吸光值。
[建立ATXN3之cDNA]
利用SuperScriptTM III反轉錄酶(Invitrogen),將200 ng之自神經母細胞瘤SK-N-SH細胞分離出之聚腺苷酸化(polyadenylated)RNA反轉錄;用於擴增ATXN3/Q14 cDNA(+826至+1152,NM_004993)之正向及反向引子分別為SEQ ID NO:1之5'-ATTCAGCTAAGTATG CAAGGTAGTTCCA(畫線處為Met257密碼子)及SEQ ID NO:2之5'-CATGCCATGG CATGTTTTTTTCCTTCTGTT(畫線處為Nco I位置)。接著,將擴增之含3' polyQ之cDNA片段(轉譯成胺基酸257至361)轉殖入pGEM-T Easy(Promega)並定序;使用Eco RI和Nco I切割ATXN3/Q14 cDNA後再轉殖入pEGFP-N1(Clontech)。然後,使用Hin dIII-Not I切割含 ATXN3/Q14 -EGFP之DNA片段後再轉殖入pcDNA5/FRT/TO。另外,製作ATXN3/Q75 cDNA係將88 bp之ATXN3/Q14 Bsm BI-Bsm FI片段置換成自SCA3患者cDNA株之271 bp ATXN3/Q75 片段。
[等量基因的(isogenic)293與SH-SY5Y細胞株]
人類293衍生之Flp-InTM -293細胞係如上述培養。使用轉殖之pcDNA5/FRT/TO-ATXN3/Q14 及Q75 質體,經標的插入(targeting insertion)Flp-InTM -293細胞以形成等量基因的ATXN3/Q14~75 細胞株;細胞株皆培養於含5 μg/mL殺稻瘟素(blasticidin)及100 μg/mL潮黴素(hygromycin)(InvivoGen)的培養液中。另外,建立人類SH-SY5Y衍生之Flp-In宿主細胞株,並使用上述方法形成等量基因的ATXN3/Q14~75 細胞株,培養方式亦同。
[ATXN3/Q 75 聚集試驗]
將293 ATXN3/Q75 -GFP細胞種入96孔盤中,每孔種2×104 個細胞,培養24小時後,處理不同濃度之2至200 μg/mL之白芍萃取物或100 nM至5 μM之組蛋白去乙醯酶抑制劑(suberoylanilide hydroxamic acid,SAHA;購自Cayman Chemical)、芍藥甙(Sigma)、沒食子酸(gallic acid)及芍藥內酯甙(Chromadex)。處理8小時後,每孔添加10 μg/mL之四環黴素(BD),作用6天以誘導ATXN3/Q75 -GFP表現;另添加5 μM益樂鉑(Oxaliplatin,購自Sigma),以透過抑制細胞分裂來累積聚集量。接著,使用0.1 μg/mL之Hochest 33342(Sigma)染細胞,且利用高通量分析系統在482/536 nm (EGFP)波長之激發/發散下測定聚集量百分比。
將SH-SY5Y ATXN3/Q75 -GFP細胞種入6孔盤中,每孔種2×105 個細胞,同時在每孔添加10 μM反式視黃酸(trans retinoic acid,購自Sigma)。隔天,以100 nM芍藥甙或10 μg/mL白芍萃取物處理8小時,再添加5 μg/mL四環黴素誘導ATXN3/Q75 -GFP表現。之後,細胞係於含10 μM反式視黃酸、四環黴素及芍藥甙/白芍萃取物培養6天。之後,使用0.1 μg/mL之Hochest 33342染細胞,並如上述測定聚集百分比。
[即時聚合酶連鎖反應(real-time PCR)]
使用Trizol試劑(Invitrogen)從293 ATXN3細胞株分離出全部RNA,其經過DNase(Stratagene)處理、定量、並反轉錄成cDNA。利用ABI PRISM® 7000序列偵測系統(Applied Biosystems)進行即時定量PCR,使用100 ng cDNA與基因專一性TaqMan螢光探針Hs00245259_m1(用於ATXN3)及4326321E(用於控制組HPRT1(Applied Biosystems))進行擴增;利用公式2△ Ct 計算倍率變化,其中△Ct=Ct(控制組)-Ct(目標組)且Ct表示週期界值(cycle threshold)。
[西方墨點法(Western Blot)試驗]
使用含50 mM Tris-HCl、150 mM NaCl、1 mM EDTA、1 mM EGTA、0.1% SDS及0.5%去氧膽酸鈉、1% Triton X-100、蛋白分解酶抑制劑混合物(Calbiochem)之裂解緩衝溶液打破細胞,以得到總蛋白。取25 μg總蛋白於10% SDS- 聚丙烯醯胺膠體進行電泳,並轉漬至硝化纖維膜。阻塞表面(blocking)後,加入GFP(以1:500稀釋,購自Santa Cruz)或GAPDH(以1:1000稀釋,購自MDBio)抗體,置放於4℃一晚。接著,使用以1:5000稀釋之結合辣根過氧化物酶(horseradish peroxidase)之山羊抗小鼠(Jackson ImmunoResearch)或山羊抗兔子(Rochland)之IgG抗體(GeneTex)及化學發光基質(Millipore)偵測反應複合物。
[統計分析]
數據皆以平均值±標準差(SD)來表示,各實驗皆分別執行3次獨立實驗,且利用學生t試驗(Student’s t-test)分析比較未分類之變異量,所有P值皆為雙尾(two-tailed)且P<0.05表示具有顯著差異。
[實驗結果]
[表現ATXN3/Q 75 聚集之293細胞]
本實驗建立了包含C端標誌有GFP之ATXN3Q14~75 之片段,以形成誘導模式之表現ATXN3/Q14~75 -GFP之Flp-In 293細胞;其中,ATXN3/Q14 為正常人表現之控制組。如圖1A所示,在四環黴素(Dox)誘導之ATXN3細胞中,GFP抗體偵測到40 kDa之ATXN3/Q14 -GFP及57 kDa之ATXN3/Q75 -GFP蛋白。接著,如圖1B所示,在利用ATXN3專一探針及引子進行即時PCR檢測ATXN3之RNA表現下,兩種ATXN3細胞株在Dox存在下皆比無Dox存在下表現約20倍以上之ATXN3 RNA。而在螢光顯微鏡影像中(圖未示),ATXN3/Q14 -GFP表現情形主要為擴散分佈,而 ATXN3/Q75 -GFP表現出聚集的現象。
[白芍萃取物之組成]
本實驗利用HPLC全光譜分析、定量白芍萃取物之化學性質,由圖2A之圖譜顯示在230 nm時的峰,和芍藥甙、沒食子酸及芍藥內酯甙之對應滯留時間相符。在1 g/mL白芍萃取物中,芍藥甙、沒食子酸及芍藥內酯甙的重量百分比分別是2.27%、0.30%及0.73%,相當於47.33 mM、18.06 mM及15.16 mM。而在MTT試驗中,處理24小時之白芍萃取物、芍藥甙、沒食子酸、芍藥內酯甙、及組蛋白去乙醯酶抑制劑(SAHA)對HEK-293細胞及SH-SY5Y細胞之細胞毒殺性結果分別如圖2B、2C所示;其中,SAHA為已知減少polyQ聚集之對照組。據此,白芍萃取物、芍藥甙、及芍藥內酯甙之細胞毒殺性IC50皆高於測試濃度(白芍萃取物>30 mg/mL、芍藥甙及芍藥內酯>1 mM),表示其細胞毒殺性低,不會傷害細胞。
[白芍萃取物及芍藥甙在293細胞模式中降低ATXN3/Q 75 聚集]
在此實驗中,利用ATXN3/Q75 -GFP細胞檢測白芍萃取物及芍藥甙對ATXN3/Q75 之影響,以四環黴素和益樂鉑處理6天後,利用螢光顯微鏡觀察影像,而利用高通量分析系統分析經白芍萃取物、芍藥甙、沒食子酸、芍藥內酯甙、及組蛋白去乙醯酶抑制劑(SAHA)處理之ATXN3/Q75 -GFP細胞之聚集分析結果係如圖3所示;其中,SAHA為已知減少polyQ聚集之對照組。請參照圖3,SAHA (100 nM)相對未處理組之降低ATXN3/Q75聚集量為85%,藉此,沒食子酸(90至95%於100 nM至1 μM)未具有好的聚集抑制情形,而白芍萃取物(81至82%於2至50 μg/mL)、芍藥甙(73%於100 nM)、芍藥內酯甙(78%於5 μM)則表現出較SAHA更優異之聚集抑制現象。計算SAHA、芍藥甙、芍藥內酯甙及白芍萃取物之細胞毒殺性IC50/有效劑量比例分別為3800、>10000、>200及>15000。依此推估芍藥甙應為白芍萃取物中最主要之活性成分。
[白芍萃取物和芍藥甙在SH-SY5Y細胞模式中降低ATXN3/Q 75 聚集]
圖4A係經四環黴素誘導2天之SH-SY5Y細胞之ATXN3/Q14~75 -GFP蛋白表現之西方墨點法分析結果,可觀察到標誌GFP之40至57 kDa之ATXN3/Q14~75 蛋白表現。接著,使用反式視黃酸分化ATXN3/Q14~75 SH-SY5Y細胞,於螢光顯微鏡下觀察,有約1%神經細胞形成ATXN3/Q75 聚集;請參照圖4B,在表現ATXN3/Q75 之神經細胞中,處理白芍萃取物或芍藥甙可減少21%至16%之聚集量(P=0.013至0.035)。
據此,由上述實驗可確認白芍萃取物及芍藥甙在分化神經元中的抑制聚集效果。此外,上述實驗僅係為了方便說明而舉例而已,本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準,而非僅限於上述實施例。
綜上所述,本發明提供之醫藥組成物可有效減少多麩醯胺(polyglutamine)聚集,進而達到有效抑制小腦萎 縮症,在沒有副作用之中藥療法下,協助疾病治療並延緩惡化,帶給病患較佳的生活品質。
<110> 國立台灣師範大學/National Taiwan Normal University
<120> 用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物/Pharmaceutical Composition for Inhibiting Spinocerebellar Ataxia
<130> S5941
<160> 2
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 28
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> artificial
<400> 1
<210> 2
<211> 30
<212> DNA
<213> Artificial
<220>
<223> Artificial
<400> 2

Claims (10)

  1. 一種醫藥組成物用於製備抑制小腦萎縮症藥物之用途,該醫藥組成物包括:一白芍(Paeonia lactiflora )萃取物;其中,該白芍萃取物之濃度相對於該醫藥組成物之含量係介於1μg/mL至80μg/mL之範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之用途,其中,該白芍萃取物之濃度相對於該醫藥組成物之含量係介於1.5μg/mL至55μg/mL之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之用途,其中,該白芍萃取物包括至少一種活性成份,其係選自由:芍藥甙(Paeoniflorin)和芍藥內酯甙(Albiflorin)所組成之群組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用途,其中該白芍萃取物中,芍藥甙的萃取物濃度係為50nM至300nM,芍藥內酯甙的萃取物濃度係為3μM至10μM。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之用途,該醫藥組成物更包括:至少一種醫藥學上可接受之載體、稀釋劑或賦形劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之用途,其中,該白芍萃取物係以水加熱萃取後,濾除藥渣所得之萃取物。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之用途,其中,該加熱係將水及白芍加熱至90℃至100℃,且持續30分鐘至60分鐘。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之用途,其中,該水的重量為該白芍之10至20倍。
  9. 一種減少多麩醯胺(polyglutamine)聚集之方法,包括: (A)提供一目標物;以及(B)給予該目標物一白芍(Paeonia lactiflora )萃取物;其中,該白芍萃取物之濃度相對於該醫藥組成物之含量係介於1μg/mL至80μg/mL之範圍內;且該目標物係一體外細胞。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中,該白芍萃取物包括至少一種活性成份,其係選自由:芍藥甙(Paeoniflorin)和芍藥內酯甙(Albiflorin)所組成之群組。
TW102107479A 2013-03-04 2013-03-04 用於抑制小腦萎縮症之醫藥組成物 TWI484971B (zh)

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