CN100370988C - (2-咪唑啉-2-基氨基)喹噁啉在制备治疗痴呆症和帕金森病的药物中的用途 - Google Patents

(2-咪唑啉-2-基氨基)喹噁啉在制备治疗痴呆症和帕金森病的药物中的用途 Download PDF

Info

Publication number
CN100370988C
CN100370988C CNB2003801011164A CN200380101116A CN100370988C CN 100370988 C CN100370988 C CN 100370988C CN B2003801011164 A CNB2003801011164 A CN B2003801011164A CN 200380101116 A CN200380101116 A CN 200380101116A CN 100370988 C CN100370988 C CN 100370988C
Authority
CN
China
Prior art keywords
neuron
apoptosis
receptor
brimonidine
disease
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2003801011164A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1703222A (zh
Inventor
W·G·塔顿
L·A·惠勒
D·W·吉尔
J·E·唐奈罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Allergan Inc
Original Assignee
Allergan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allergan Inc filed Critical Allergan Inc
Publication of CN1703222A publication Critical patent/CN1703222A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100370988C publication Critical patent/CN100370988C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/495—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having six-membered rings with two or more nitrogen atoms as the only ring heteroatoms, e.g. piperazine or tetrazines
    • A61K31/498—Pyrazines or piperazines ortho- and peri-condensed with carbocyclic ring systems, e.g. quinoxaline, phenazine
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/41—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with two or more ring hetero atoms, at least one of which being nitrogen, e.g. tetrazole
    • A61K31/4164—1,3-Diazoles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/14—Drugs for disorders of the nervous system for treating abnormal movements, e.g. chorea, dyskinesia
    • A61P25/16—Anti-Parkinson drugs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/28—Drugs for disorders of the nervous system for treating neurodegenerative disorders of the central nervous system, e.g. nootropic agents, cognition enhancers, drugs for treating Alzheimer's disease or other forms of dementia

Abstract

一种预防或延缓神经元变性的方法和/或治疗阿兹海默病或帕金森病的方法，包括给药治疗有效量的溴莫尼定。

Description

(2-咪唑啉-2-基氨基)喹噁啉在制备治疗痴呆症和帕金森病的药物中的用途
发明领域
本发明涉及保护神经细胞的方法，具体而言，涉及保护哺乳动物的中枢神经系统细胞，使其不因包括谷氨酸盐毒性和凋亡在内的有害损伤而遭到破坏。本发明方法使用α2肾上腺素能受体激动剂溴莫尼定预防如帕金森病和阿兹海默病中所观察到的神经细胞的损伤和死亡。
发明背景
本发明涉及药用组合物，具体而言涉及一种包括能影响α2肾上腺素能受体的化合物的药用组合物。本发明还涉及治疗多种症状和病症的方法，具体而言，涉及与中枢神经系统功能障碍相关的症状和病症。
人类的肾上腺素能受体是一种内在膜蛋白质(integral membraneprotein)，分为两大类，即α肾上腺素能受体和β肾上腺素能受体。上述两者均可通过结合儿茶酚胺、去甲肾上腺素和肾上腺素介导外周交感神经系统的作用。
去甲肾上腺素是由肾上腺素能的神经未梢产生的，而肾上腺素是由肾上腺髓质产生的。肾上腺素能受体对所述化合物的结合亲和力是分类的依据之一：α受体与去甲肾上腺素的结合强于与肾上腺素的结合并远远高于与合成化合物异丙肾上腺素的结合。上述激素的优选结合亲和力对于β受体则正好相反。在很多组织中，由α受体激活引起的诸如平滑肌收缩的功能应答与β受体结合引起的应答相反。
其次，α和β受体间的功能差异由从各种动物和组织来源中提取的上述受体的药理特性进一步突出和明确。因此，α和β肾上腺素能受体进一步分为α1、α2、β1和β2亚型。
并且，已意识到上述各受体均具有多个亚型；因此人类的α2受体可进一步分为α2A、α2B和α2C受体亚型。
对α1和α2受体间的功能差异已有认知，对所述两种亚型表现出选择性结合的化合物也已有描述。
例如，在WO 92/0073中，报道了特拉唑嗪的右(+)对映异构体对α1亚型肾上腺素能受体的选择性结合的能力。由于α2受体的激动剂刺激被认为可阻止肾上腺素和去甲肾上腺素的分泌，而α2受体的拮抗作用被认为可提高所述激素的分泌，因此发现上述化合物的α1/α2选择性是引人注明的。故而，一般认为使用非选择性α肾上腺素能阻止剂，如苯氧苄胺和酚妥拉明受到限制，是由于其α2肾上腺素能受体介导引起的血浆中儿茶酚胺浓度的增大及伴随的生理后遗症(心率加快以及平滑肌收缩)。还应注意的是被称为“α1选择性”或“α2选择性”的化合物，其选择性通常是根据KD数据得出的，但该数据仅限于比较上述化合物对受体的结合亲和力，而未比较化合物在所比较受体上的实际生物活性。
相反地，一种测量α受体激动剂选择性的方法包括如Messier等，High Throughput Assays of Cloned Adrenergic，Muscarinic， Neurokinin And Neurotrophin Receptors In Living Mammalian Cells，Pharmacol.Toxicol.76：308-11(1995)所述的RSAT(ReceptorSelection and Amplification Technology，受体选择与扩增技术)检测，经改进已用于α2受体。上述公开出版物在此通过援引的方式纳入。RSAT检测方法测量导致汇合细胞混合群体中含受体细胞选择性增殖的接触抑制的受体介导(receptor-mediated)的缺失。细胞数量的增加用适当的诸如b-半乳糖苷酶等转染标志基因估算，其活性可易于在96孔微量板中测量。激活G蛋白Gq的受体引起所述响应。α2受体通常与Gi偶联，它在与称为Gq/i52的具有Gi受体识别域的杂合Gq蛋白共表达(coexpress)时激活RSAT响应。
据报道多种α肾上腺素能受体激动剂可用于治疗多种症状和病症。例如，α肾上腺素能受体激动剂，如可乐定已有描述并已用作全身和眼部降压剂，以及治疗诸如吸烟和药物滥用等上瘾行为的脱瘾综合征的可用试剂和调经剂。另一种α肾上腺素能受体激动剂，替扎尼定，已用于通过缓解肌肉紧张治疗多发性硬化患者的痉挛症状。上述试剂据报道还具有一定的止痛活性。
虽然所述试剂是有用的，但有时会受到包括镇静作用、诸如低血压和心率降低等心血管作用以及头晕等严重副作用的困扰，上述副作用限制了其对某些适应症的适用性。具体而言，上述试剂的治疗剂量响应曲线和镇静剂量响应曲线易有重叠，从而在体内出现治疗(例如，低血压或止痛)活性的相同剂量下镇静活性也开始变得显著。
文献中将诸如但不限于可乐定、替扎尼定和右美托咪啶(dexmedetomidine)等化合物归为“α2肾上腺素能受体激动剂”主要是基于结合研究。参考Hieble等，J.Med chem 38：3415(1995年9月1日)；Ruffolo等，J.Med.Chem.38：3681(1995年9月15日)，上述两者在这里均以援引的方式纳入。虽然所述试剂确实是α2受体激动剂，但通常忽视的是上述试剂也含有显著量的α1受体激动剂活性。上述α1受体活性对α2活性的影响尚未普遍认知或认识到。
相形之下，化合物溴莫尼定及其功能相似的2-吲唑啉(inidazolin)-2-基亚氨基衍生物(如下所述)均为α2激动剂，它们对α2受体表现出的激动剂活性显著高于对α1受体亚型的活性。
CNS病症是一类神经病症。几种CNS病症可归因于胆碱能短缺、多巴胺能短缺、肾上腺素能短缺和/或血清素能短缺。较常见的CNS病症包括早老性痴呆症(早期发作的阿兹海默病)、老年性痴呆症(阿兹海默型痴呆症)以及帕金森综合征，包括帕金森病。
现在对阿兹海默病认识的依据是基于如下观察结果，即受感染人的脑的某些区域，如海马和大脑皮层，表现出明显的神经细胞缺失。自20世纪70年代以来，研究人员已认识到某些上述垂死神经元是胆碱能性的-即其使用神经递质乙酰胆碱通讯，该乙酰胆碱最终由一种称为乙酰胆碱酯酶的酶分解。参考Jones等，Intern.J.Neurosi.50：147(1990)；Perry，Br.Med.Bull.42：62(1986)；以及Sitaram等，Science 201：274(1978)。
在过去十年里逐渐出现的药物，如他克林和杜尼匹次，均是乙酰胆碱酯酶的抑制剂。通过阻止乙酰胆碱的分解，所述化合物减缓了早期阿兹海默病的发展。然而，一旦胆碱能神经元完全变性并且不再产生乙酰胆碱神经递质，所述药物就会失效。
除了注意到神经细胞的缺失外，患有阿兹海默病的患者的脑部还特征性地含有蛋白簇(cluster)。所述堆积以两种形式出现：即在神经元内部发现的以及在细胞间的空间中发现的。细胞内的簇称为神经纤维缠结并且以类似成对纤维螺旋状相互缠绕的形式出现。分析表明上述缠结是由tau蛋白组成的。由于tau与引起微管形成的微管蛋白结合，因此非常重要。神经纤维缠结的数量似乎与疾病的严重程度有关联。
细胞间的蛋白簇或噬斑(plaque)由沉积的β淀粉状蛋白组成。附近的神经元通常表现有肿胀和变形，并且淀粉状噬斑常伴随着炎性小胶质。上述小胶质是脑免疫系统的一部分，其存在有望降解或除去受损的神经元或者也许噬斑本身。
由于噬斑的密度仅与痴呆症的严重程度微弱关联，因此不清楚上述噬斑内部或附近的神经元是否正常作用。此外，所述噬斑存在于大多数老年人中，而不论其是否患有阿兹海默病。然而，其广泛存在于海马和大脑皮层中却是阿兹海默患者所特有的，并且所述噬斑在出现神经纤维缠结很久以前就出现了。
β淀粉状噬斑含有称为β淀粉样前蛋白(BAPP)的内在膜蛋白的42氨基酸片断。所述片断由BAPP蛋白经两步切割产生，即首先由称为β分泌酶的蛋白酶切割，然后由γ分泌酶切割。β分泌酶和γ分泌酶的正常切割产物是40氨基酸肽，与42氨基酸衍生物不同的是，该氨基酸肽未显示出涉及阿兹海默病的引发或进行。
帕金森病(PD)是一种虚弱性的神经变性疾病，以震颤和肌肉强直为特征，目前尚不知晓其病因。上述疾病的特征表现为包括多巴胺能神经元(即分泌多巴胺的神经元)的变性，特别是在赛梅林神经节(substantia nigra)和中脑的腹侧被盖区(ventralt egmentalarea)。参考Rinne等，Brain Res.54：167(1991)和Clark等，Br.J.Pharm 85：827(1985)。赛梅林神经节涉及协调移动和姿势的神经信号。中脑的腹侧被盖区(VTA)含有投射到以下部位的神经元，所述部位包括前额皮质以及脑部与较高认知功能相关的区域。
为治疗PD已进行了某些尝试。一种推荐的治疗PD的药物是SINEMET，它是一种缓释片，含有卡比多巴和左旋多巴的混合物，可从DuPont Merck Pharmaceutical Co.购得。另一种推荐的治疗PD的药物是ELDEPRYL，它是一种含有盐酸司来吉兰的片剂，可从SomersetPharmaceuticals Inc.购得。另一种推荐的治疗PD的药物是PARLODEL，它是一种含有甲磺酸溴隐亭的片剂，可从SandozPharmaceuticals Corporation购得。通过黑色素疗法治疗PD以及多种其它神经变性疾病的另一种方法见诸于Berliner等的美国专利No.5,210,076。然而，上述治疗均未表现出对神经元的保护作用，使其免于细胞死亡。
发明内容
虽然已知当在神经损伤部位局部给药或注射溴莫尼定及其衍生物时能为眼部或视网膜细胞及脊柱的神经细胞提供神经保护活性，但迄今为止并不认为上述试剂是治疗诸如阿兹海默病和帕金森病等脑神经变性症状的有效试剂，部分是因为血脑屏障，部分是因为给药其它已知的诸如可乐定、替扎尼定和地塞托咪定(dexmetatomidine)等α2肾上腺素能受体激动剂所伴随的显著的镇静活性。因此，以治疗剂量全身给药的上述试剂所伴随的镇静活性严重限制了其作为实用的非局部或全身试剂的用途。
本申请人令人惊奇的发现溴莫尼定及其衍生物在全身给药时，能为脑神经细胞提供神经保护。溴莫尼定及其衍生物的神经保护活性和镇静活性之间的治疗窗带显著宽于大部分以前已知的α肾上腺素能激动剂。
溴莫尼定及其治疗价值公开于Danielewicz等的美国专利No.3,890,319和No.4,029,792。上述专利公开的作为心血管系统调节剂的溴莫尼定具有如下分子式：
Figure C20038010111600071
其中，2-咪唑啉-2-基氨基基团可位于喹噁啉环的5-、6-、7-或8-中的任一位置；x、y和z可位于剩下的5-、6-、7-或8-中的任一位置并可选自氢、卤素、C1-5烷基、C1-5烷氧基或三氟甲基；R是位于喹噁啉环2-或3-位置的可任选的取代基，并且可为氢、C1-5烷基或C1-5烷氧基。本发明可用的化合物可根据专利No.3,890,319和No.4,029,792所述的方法制备，上述专利在这里通过援引的方式纳入。
在Ocular Effects of a Relatively Selective Alpha-2 Agonist(UK-14，304-18)in Cats，Rabbits and Monkeys，J.A.Burke等，Current Eye Rsrch.，5，(9)，665～676页(1986)中，如下所示通用名为溴莫尼定的喹噁啉衍生物显示出可有效降低兔、猫和猴的眼内压。本研究的化合物局部给药到所研究动物的角膜。
Figure C20038010111600081
溴莫尼定
已知α2受体激动剂溴莫尼定在局部或全身给药时，可保护视网膜神经细胞，包括光感受器和视网膜神经节细胞，使其在下述症状中不受损伤，如青光眼、色素性视网膜炎和年龄相关性黄斑(age-relatedmacular)变性。参考美国专利6,194,415。
本发明一方面涉及治疗脑神经变性症状的方法，包括向需要其的哺乳动物的脑给药治疗有效量的溴莫尼定。
溴莫尼定的α1受体活性低于其它已熟知的α2受体激动剂。虽然这些激动剂通常认为是α2“选择性”激动剂，但实际上所述化合物在α1A受体上的活性大于在至少一种α2受体亚型上的活性。相形之下，溴莫尼定在各α2受体亚型上的活性为在α1A受体上的至少5.5倍。下列数据是使用上述RSAT检测采集到的。
化合物 EC<sub>50</sub>
1A 2A 2B 2C
可乐定 13 13 22 65
替扎尼定 351 207 127 1693
右美托咪啶 11 2 2 1
溴莫尼定 850 17 60 33
本发明人还注意到溴莫尼定的治疗窗带宽于其它具有较高α1受体活性的化合物-即与导致镇静作用所需的浓度相比，提供由α2受体介导的治疗效果所需的浓度差别较大。
例如，当替扎尼定和可乐定IP给药时，其治疗效果和镇静作用均开始出现于约100微克/kg的浓度下。相反地，溴莫尼定在10微克/kg即可开始测量到治疗效果，而其镇静作用在约30微克/kg才开始察觉到。因此溴莫尼定可全身使用以提供神经保护活性，而不用太担心患者会过度镇静。
本发明给定的受体或受体亚型的功效采用上述RSAT检测方法测定。
虽然申请人不希望受到理论的限制，但应理解相对于α1受体活性较高的相似化合物，减少α1受体的刺激将在不改变其镇静剂量-响应曲线的情况下导致溴莫尼定EC50的降低(导致在较低的药物浓度下出现治疗效果)。
另一方面，本发明涉及预防神经细胞死亡或变性的方法，所述神经细胞投射到或投射自包括蓝斑(locus ceruleus)在内的脑部区域，所述方法包括向所述细胞给药治疗量的溴莫尼定。
所述方法在作为预防疗法给药时特别有效，即在神经损伤尚未发生前，或在发病状态，如阿兹海默病或帕金森病长期进行发生以前给药。不希望局限于某一具体理论，关于本发明化合物在神经保护中所起的作用，申请人推测当溴莫尼定按照所述方法使用时，可刺激bcl-2家族某些因子的产生；所述因子的增强表达已通过编码其产生的mRNA的增强表达得以衡量；所述因子(bcl-2和bcl-XL)可抑制凋亡程序。上述因子可平衡bcl-2凋亡因子，如bad和bax的存在或诱导，所述凋亡因子可在神经细胞受到有害激发后产生。因此，进一步设想向神经提供细胞存活信号(survival signal)的本发明化合物在与抑制细胞死亡的化合物组合使用是有利的。所述抑制细胞死亡的化合物包括NMDA拮抗剂，特别是阻断过量谷氨酸盐的兴奋作用的二甲金刚烷、氧化氮合成酶抑制剂、自由基清除剂和钙通道阻断剂。
可使用任何适宜的向待治疗哺乳动物的脑部给药溴莫尼定的方法。在所有方法中，优选的哺乳动物是人类。所选择的给药的具体方法优选以有效方式使溴莫尼定具有所需的治疗效果，例如，低有效浓度和低副作用的发生率。
溴莫尼定以与本发明方法一致的方式给药，所述给药方式可包括，但不限于口服、肠胃外、静脉内、皮下和其它全身给药模式。化合物以治疗有效量单独给药或与适宜的可药用载体或赋形剂结合给药。
根据给药的预定模式，治疗量的溴莫尼定可包括在任何可药用的剂型中，例如，片剂、栓剂、丸剂、胶囊、粉末、液体、溶液、冲剂、悬浊液、乳剂、气溶胶等，对于单剂量给药优选适宜的精确剂量的剂型，或对于连续控制给药，优选缓释剂型。优选的剂型将包括可药用的赋形剂和本发明可用的一种或多种化合物，还可含有其它药剂(medicinal agent)、制药剂(pharmaceutical agent)、载体、助剂(adjutant)等。
对于固体剂型，非毒性固体载体包括，但不限于，药用级的甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、聚亚烷基二醇、滑石、纤维素、葡萄糖、蔗糖和碳酸镁。实施本发明的固体剂型的一个实例是含有丙二醇作为载体的栓剂。
液体药用给药剂型可包括，例如，一种或多种本发明可用的化合物及可任选的药用助剂在载体中的溶液或悬浊液，所述载体有，例如，水、盐水、葡萄糖水溶液、甘油、乙醇等，从而形成溶液或悬浊液。如果需要，待给药的药用组合物还可含有微量的非毒性辅助物质，如湿润剂或乳化剂、pH缓冲剂等。所述辅助剂的典型实例有乙酸钠、山梨聚糖单月桂酸酯、三乙醇胺、乙酸钠、三乙醇胺油酸酯等。所属技术领域的技术人员已知或易于知晓制备上述剂型的实际方法；例如，参考在这里通过援引方式纳入的Remington’s PharmaceuticalSciences，Mack Publishing Company，伊斯顿，宾夕法尼亚州，第16版，1980。待给药的组合物制剂肯定包括有效量的一种或多种本发明化合物以提供所需的治疗效果。
肠胃外给药通常指皮下、肌肉或静脉注射。注射剂可制成如下常规剂型：液体溶液或悬浊液、注射前适宜于在液体中形成溶液或悬浊液的固体剂型、或乳剂或冲剂。适宜的赋形剂有，例如，水、盐水、葡萄糖、甘油、乙醇等。此外，如果需要，待给药的注射性或难溶性药用组合物还可含有微量的非毒性辅助物质，如湿润剂或乳化剂、pH缓冲剂等。
溴莫尼定的给药量当然取决于下列因素：明确的治疗效果或所需的治疗效果、受治疗的特定哺乳动物、哺乳动物症状的严重程度和性质、给药方式、所使用的具体化合物的效能和药效以及处方医师的判断。通常，治疗有效剂量优选在约0.5或约1～约100mg/kg/天的范围内。
具体实施方式
本发明一方面涉及治疗脑神经变性症状的方法，包括向需要其的哺乳动物的脑给药治疗有效量的溴莫尼定或其药用活性盐。
与本发明上述方面相关的是：申请人发现溴莫尼定在保护脑神经细胞不受损伤或不死亡(包括凋亡)方面的功效出人意料地高于具有α1受体激动剂活性的化合物。虽然申请人不希望受到理论的限制，但申请人相信刺激α1肾上腺素能受体将干扰由α2激动剂活性提供的神经保护活性，从而使诸如可乐定或替扎尼定等试剂可能具有的任何镇静作用的EC50与所述化合物的神经保护活性相似，或落在其约三倍范围内。因此，由非选择性试剂，如可乐定、替扎尼定和地塞托咪定提供的任何神经保护活性均出现在在易于使患者镇静或对其有毒性的浓度。
部分基于上述原因，α肾上腺素能试剂在过去未广泛用作神经保护试剂，除了局部应用(如眼部应用)，这种情况下该试剂通常不全身给药。
虽然本申请人不希望受到理论的限制，但他们相信溴莫尼定的大部分或全部神经保护功效都是由α2B和/或α2C受体的刺激提供的。通常不认为脑具有丰富的α2B或α2C受体。然而，申请人发现本发明方法可为神经元提供神经保护作用，所述神经元投射自或投射到蓝斑，即在阿兹海默病中注意到的最初广泛损伤的部位。因此，按照本发明方式使用溴莫尼定可治疗诸如阿兹海默病和帕金森病等症状中的神经损伤。
青光眼和阿兹海默病之间的联系
虽然申请人不希望受到理论的限制，但他们提出如下内容作为假定为什么溴莫尼定在诸如阿兹海默病和帕金森病等脑神经变性症状中是一种有效的神经保护剂。
近期的研究提出在阿兹海默病(AD)中视网膜神经节细胞(RGC)及其轴突有青光眼缺失。淀粉状β肽和磷酸化的tau蛋白牵涉AD的选择性区域神经元缺失和蛋白堆积特征。而青光眼RGC中没有相似的蛋白堆积。虽然，神经元降解的信号传导途径在AD和青光眼中似有不同，但神经元在两种疾病中均通过凋亡死亡。AD的特征在于蓝斑去甲肾上腺素能神经元的缺失，所述神经元将轴突末端送到患有神经元凋亡的脑部区域，从而导致去甲肾上腺素(NA)和神经元α2肾上腺素能受体水平的区域性降低。α2肾上腺素能受体的激活通过蛋白激酶B(Akt)依赖的信号传导途径减少神经元凋亡。NA神经支配的缺失可促进AD和青光眼中的神经元凋亡。α2肾上腺素能受体激动剂通过补偿损失的NA神经支配有可能减缓上述两种疾病中的神经元缺失。
神经变性疾病最通常地是使患者残疾而不是杀死他们。神经变性的进行性特征和更长的时程(time course)对社会造成了显著的经济负担，这在很大程度上是由于照顾感染者需要大量看护人员。青光眼满足典型神经变性疾病的判断标准。在所述疾病中，视网膜神经节细胞(RGC)逐渐进行性死亡，并常伴随着眼内压(IOP)增大。由于在外侧膝状体核中，甚至视皮层中似乎均有神经元缺失，因此青光眼的神经元死亡可能并不局限于视网膜中。对青光眼神经变性的病理学认识尚不确定。大量证据指出在筛板上有IOP诱导的视神经轴突压缩所引起的受损RGC轴突蛋白运输。营养因子，如脑衍生神经营养因子(BDNF)从RGC轴突末端逆向运输到神经元的细胞体，并且所述营养因子的运输对RGC的存活是必需的。RGC轴突压缩或压伤可降低营养因子的水平，从而导致RGC因营养不足而死亡。其它证据指出促使青光眼神经元缺失的可能因素有：局部缺血-低氧、谷氨酸受体的过度激活、由氧化氮引起的氧化自由基的过量生成或免疫相关受体的激活。
青光眼和阿兹海默病(AD)之间的关系
与青光眼相似，营养不足、氧化自由基损伤、低氧和免疫相关机制均被认为是阿兹海默病(AD)中促使神经元缺失的可能因素。在AD中主要缺失的是皮层、海马、隔膜、丘脑和脑干的神经元，但RGC也有可能缺失。对死后视网膜和视神经的组织检查发现在AD中有RGC及其轴突的萎缩和死亡。在几个研究中，视神经轴突有大量缺失，AD视神经中轴突的平均数量(68/1000μm2)低于年龄匹配对照中平均数量(116/1000μm2)的一半。视神经轴突的尺寸分布表明在AD中大轴突优先缺失，这与先天性青光眼的有关报导相似。死后AD视神经的其它研究并未发现RGC轴突变性的证据。对死后研究的不同结论很难评估，因为各研究仅诊查了少数AD患者和年龄匹配对照(n＝7～10)；并且AD进行的阶段没有完全控制，在各研究中很可能不同；而各研究所采用的组织学方法和计算方法也不相同。不同研究在AD患者体内采用的测量视网膜神经纤维层厚度、神经头苍白(nerve head pallor)和杯状窝(cupping)等的技术也有很大差异。研究结果包括从没有发现青光眼变化的证据到发现可准确定义的青光眼变化，并且变化的程度似与各患者识别力下降的水平有关联。最令人信服的有关AD和青光眼之间联系的证据是由Bayer等人的大量研究提供的。他们发现约26％的AD患者(n＝112)的视网膜有青光眼变化，特别是出现视野缺失和视神经杯状窝，而仅有5％的年龄匹配对照(n＝116)有青光眼变化。
神经纤维缠结(NFT)和淀粉状噬斑(amyloid plaque)是AD中神经变性的病理特征。淀粉样前蛋白(APP)是一种膜蛋白，它在经α分泌酶和β淀粉状切割酶(BACE)切割后可分别得到分泌型APP(sAPPα)或Aβ1-40肽(Aβ1-40)。在大部分细胞类型中，sAppα是主要的APP衍生物。较大形式的Aβ肽即Aβ1-42易于聚集并且是淀粉状噬斑核心的主要成份。缺损APP的加工或降解可能导致AD中高水平的Aβ1-42肽。Aβ1-42肽对培养细胞有毒性并且可能导致AD神经元缺失。遗传研究证实了AAP中的突变有可能引发AD的发病机理。其它基因，如早老蛋白1和2(PS1/2)以及载脂蛋白E(APOE)可能通过提高Aβ水平促进AD。
NFT主要包括tau，一种与微管相关的蛋白质。在AD中，tau高度磷酸化，并在神经元细胞体中聚集成纤丝。磷酸化的tau似乎具有较弱的结合微管的能力，并与神经丝蛋白聚集形成NFT。磷酸化的tau在Aβ毒性中可能具有关键性作用，而Aβ1-42肽可通过tau蛋白激酶II促进tau的聚集和过磷酸化作用(hyperphosphorylation)。因此两种蛋白质Aβ1-42肽和磷酸化的tau均可促进彼此的构象，并且提高AD神经元毒性。
tau、APP和Aβ肽免疫反应的某些增强据报道存在于老年人视网膜的RGC层和色素上皮中以及色素性视网膜炎和年龄相关性黄斑变性患者的视网膜中。所述免疫反应水平的增强并未伴有NFT或淀粉状噬斑。相似地，据报道对大鼠眼高压模型应用免疫细胞化学发现RGC中Aβ肽免疫反应也有增强。相同高压模型的完整视网膜免疫印迹表明增强的Aβ肽免疫反应伴有全长APP的减少以及含有Aβ的片断的增多。已假定青光眼中RGC轴突压缩可促进神经丝蛋白的异常以及Aβ肽诱导的神经元损伤。不论有关大鼠青光眼模型和几种非青光眼视网膜症状中APP、Aβ肽和tau异常的证据如何，没有报道表明AD中的视神经轴突缺失和RGC变性包括NFT或淀粉状噬斑。因此，不能确定AD中的RGC变性是否由APP和tau异常引起的，而所述异常被认为是AD内中枢神经系统(CNS)神经元缺失的起因。
神经元在青光眼和AD中可通过凋亡死亡
称为凋亡的死亡过程似乎促进青光眼和AD中的神经元缺失。凋亡包括细胞逐渐降解的过程，该过程的特点在于细胞核收缩和细胞收缩以及核酸内切酶和蛋白酶切割核酸和细胞骨架蛋白。虽然大部分研究支持凋亡在青光眼或AD中所发现的神经元缺失中所起的作用，但其它研究怀疑所述疾病是否涉及凋亡。上述不同观点主要是基于被认为是限定凋亡必需的形态学标准和/或对使用末端脱氧核苷酸转移酶介导的三磷酸脱氧尿苷切口末端标记法(TUNEL)得到的细胞核DNA切割证据的解释。由于受感染神经元的收缩、降解和吞噬作用，在神经病理学检查中可能难以探测到凋亡的细胞核降解。降解过程在培养中的表观寿命小于24小时，而在完整的神经组织中的表观寿命为约数天。因此，在任何单次检查中，仅有小部分神经元有望在时程为数年的疾病中显现出凋亡降解的证据。
可使用DNA凝胶电泳或脉冲场电泳探测作为凋亡降解标记的细胞核DNA切割。上述方法检测从组织匀浆中提取的DNA。该方法需要匀浆包括105个或更多的细胞，并且所述细胞在细胞核DNA切割可检测前处于凋亡降解状态。鉴于AD或青光眼的时程较长，仅有少数神经元有望在时程中的任何一天经历细胞核降解，结果在从AD脑或青光眼视网膜中提取的匀浆中存在有未充分片断化的DNA。用附着在荧光染料上的d-UTP标记切下的3’DNA末端已用于在由死后AD脑或青光眼视网膜制成的组织切片或整个标本中原位显示细胞核DNA切割。在人类青光眼视网膜和青光眼动物模型的视网膜中已发现有TUNEL阳性的RGC细胞核。小部分的TUNEL阳性RGC细胞核似乎适于青光眼中RGC的逐渐缺失。有关AD中TUNEL阳性神经元的发现并不相同，如某些研究发现受到疾病感染的脑区中TUNEL阳性神经元的数量较多，而其它研究则未探测到AD脑中TUNEL阳性神经元的数量与年龄匹配对照中的数量相比有任何提高。此外，有几个研究发现AD脑中TUNEL阳性神经元的数量反常地高，例如，据报道在某些皮层区中有25％的神经元是TUNEL阳性的。
AD中有关TUNEL结论的差异很可能源于已知对标记技术有影响的方法上的困难，特别是将标记技术用于死后神经组织中时。所述困难包括：1)活性氧中间体对DNA的损伤不依赖于DNA的核酸内切酶切割，但却可以被TUNEL探测到；2)组织的延时固定、过度固定或延长固定均可诱导TUNEL标记；3)进入有丝分裂的细胞可为TUNEL标记的；4)不同的核酸内切酶对DNA的切割可不同，从而显著影响TUNEL的标记效率；5)二价阳离子，如Mg2+或Co2+浓度的变化对TUNEL标记有显著影响。因此，如果单独使用TUNEL标记确定凋亡降解，应谨慎地解释其结果是阳性的还是阴性的。如果将TUNEL标记与其它降解标记，特别是DNA结合染料一起使用，则其在辨别凋亡降解上可有很大价值，所述DNA结合染料显示降解信号蛋白的染色质缩合或免疫细胞化学。
青光眼和AD中的凋亡降解信号
凋亡的信号过程可认为包括三个阶段：1)前线粒体阶段；2)线粒体阶段和3)后线粒体阶段或降解阶段。细胞核DNA切割和涉及细胞核的凋亡降解可包括：1)从细胞核DNA上分离组蛋白和纤层蛋白；2)缩合或压缩片断化的DNA；3)形成含有片断化DNA和压缩DNA的膜包裹的亚核体。凋亡细胞核降解的程度、模式和时程对不同的细胞表型和不同的细胞损伤表现不同。我们在不同的研究对象中使用多降解标记以显示凋亡细胞核变化模式的差异，所述研究对象包括死后青光眼眼睛中或青光眼动物模型中的RGC；MPTP暴露的鼠科黑质神经元、猪的海马中的低氧神经元、以及PD死后脑中含有神经元的黑质神经黑色素(neuromelanin)。因此，在根据细胞核的形态将一种形式的细胞核降解标记为凋亡，而将其它的标记为非凋亡时，可发生混淆。
目前已知凋亡细胞降解依赖于大量的相互作用信号传导途径。不同的损伤和/或细胞表型可激活不同的降解信号，这反映为不同的细胞核变化形态，特别是染色质的缩合和/或DNA的片段化。蛋白酶的半胱氨酸蛋白酶(caspase)家族在很多凋亡信号传导途径中起着重要作用。目前在哺乳动物中已有表征的半胱氨酸蛋白酶有一打以上。半胱氨酸蛋白酶作为无活性的酶原表达，所述酶原由蛋白酶解激活并可切割其它半胱氨酸蛋白酶、细胞骨架蛋白、核蛋白或抗凋亡信号蛋白。已知有四种不同的信号传导途径促使细胞核染色质的缩合以及DNA的片断化。其中有两种传导途径依赖于半胱氨酸蛋白酶：1)细胞色素C、凋亡蛋白酶激活因子1(Apaf-1)和半胱氨酸蛋白酶原9途径；以及2)半胱氨酸蛋白酶的第二线粒体衍生的激活剂(SMAC)/直接IAP结合蛋白(Diablo)途径。其它的两种途径不依赖于半胱氨酸蛋白酶1)凋亡诱导因子(AIF)途径以及2)核酸内切酶G途径。
首次发现由线粒体释放的细胞色素C与Apaf-1和dATP相互作用以转化半胱氨酸蛋白酶原9，从而激活半胱氨酸蛋白酶9。活化的半胱氨酸蛋白酶9也是由线粒体释放的。活化的半胱氨酸蛋白酶9通过将半胱氨酸蛋白酶原3转化为活化的半胱氨酸蛋白酶3实施很多凋亡降解形式中的关键步骤。活化的半胱氨酸蛋白酶3将半胱氨酸蛋白酶活化的DNase的抑制剂(ICAD)切割成半胱氨酸蛋白酶活化的DNase(CAD)，而CAD可使细胞核DNA片断化。活化的半胱氨酸蛋白酶3还可发信号表示凋亡细胞降解的其它方面，包括使细胞核染色质通过腺泡的蛋白酶激活而发生的缩合、由蛋白酶凝块引起的肌动蛋白细胞骨架的消化以及细胞核纤层蛋白的半胱氨酸蛋白酶6切割。
据报道在青光眼RGC中有半胱氨酸蛋白酶3的激活。虽然有几个研究发现在AD中有神经元半胱氨酸蛋白酶3的激活，但其它研究均未在AD中发现细胞色素C-半胱氨酸蛋白酶3-CAD传导途径参与神经元DNA片断化的证据。半胱氨酸蛋白酶，如半胱氨酸蛋白酶3可由组成型活性蛋白家族中的一个或多个成员抑制，所述活性蛋白是凋亡的抑制剂(IAP)。IAP与半胱氨酸蛋白酶结合，并使其失活，从而通过细胞色素C-半胱氨酸蛋白酶3-CAD传导途径防止或降低细胞核降解。而由线粒体释放的SMAC/Diablo可与IAP结合，并使其失活，从而使半胱氨酸蛋白酶9、3和6发出凋亡降解信号。虽然IAP经轴索显微外科术后在唐氏综合征和大鼠RGC中牵涉AD样神经降解，但并不清楚在AD或青光眼中IAP或SMAC/Diablo对半胱氨酸蛋白酶3降解传导途径是否有影响。
在某些形式的凋亡中，可溶性黄素蛋白AIF从线粒体的膜间空间中释放出来，并转运到细胞核，然后在该细胞核中诱导DNA片断化并促使染色质缩合。AIF可独立于细胞色素C和半胱氨酸蛋白酶原9从线粒体中释放出来。对AIF从线粒体中选择性释放出来的基础尚不清楚。用重组体AIF对细胞进行微注射仅在细胞核外部引起染色质缩合，而用激活的半胱氨酸蛋白酶3或其下游靶CAD微注射则引起整个细胞核的染色质缩合。在一些其它形式的凋亡中，AIF诱导细胞色素C从线粒体中的释放。因此细胞核DNA切割和染色质缩合可由单独的半胱氨酸蛋白酶3、单独的AIF和/或先AIF后半胱氨酸蛋白酶3以不同的亚核分布诱导。在某些形式的凋亡中，线粒体DNase即通常用于切割线粒体DNA的核酸内切酶G也可从线粒体中释放出来并用于直接诱导细胞核DNA的片断化。由核酸内切酶G引起的细胞核DNA的片断化不依赖于半胱氨酸蛋白酶或CAD活性。核酸内切酶G可通过BID从线粒体中释放出来，并且是FAS配体(如下所述)诱导的凋亡的特征之一。有关核酸内切酶G诱导的DNA片断化的亚核模式知道的不多，但它很可能为涉及半胱氨酸蛋白酶3和/或AIF的凋亡细胞核降解的可能模式添加了一种变换。
鉴于对凋亡中降解的信号传导途径的认识不断增加，因此观察到大量不同的细胞核降解的形态形式并不奇怪。根据现有信息，青光眼RGC凋亡降解似乎至少部分涉及半胱氨酸蛋白酶3信号传导途径而AD凋亡降解可能是依赖于半胱氨酸蛋白酶或不依赖于半胱氨酸蛋白酶的，因此可能反应AIF和/或核酸内切酶G信号传导以及半胱氨酸蛋白酶3的激活。
青光眼和AD中的线粒体凋亡信号
神经元如何决定激活凋亡降解信号传导途径？线粒体膜的渗透性随着发出凋亡降解信号的因子的释放而变化，所述变化在很多凋亡信号传导途径中构成关键的决定性步骤。一个或多个凋亡降解信号因子(细胞色素C、半胱氨酸蛋白酶原9、AIF、SMAC/Diablo或核酸内切酶G)从分隔线粒体内部和外部的膜间空间或线粒体基质中释放出来。提出了两种导致外部膜渗透性提高的机理：1)孔的形成或外部膜中现有孔的开放(openning).(观察到的)；以及2)多蛋白大孔的开放，所述多蛋白大孔是一种横跨线粒体膜内部和外部的透性转变孔复合物(PTPC)。
如图1所示，虽然对BAX诱导的外部线粒体膜渗透的变化还尚不清楚，但BAX与其促凋亡相关的BAK一起，可促进PTPC开口或外膜的渗透作用。BAX低聚体可嵌入平面磷脂双层膜中，并促进膜的溶解。在某些凋亡模型中，BID可诱导BAX的低聚作用，从而促使细胞色素C或SMAC/Diablo从脂质体或线粒体中释放出来。BID可促使BAX嵌入到外部线粒体膜中或导致BAX与PTPC结合。在凋亡的其它形式中，BID可能不需要BAX在线粒体中堆积。
PTPC的开口可导致内部线粒体膜中的渗透变化(osmotic shift)，从而引起线粒体基质肿胀以及外部线粒体膜的破裂，使得凋亡降解因子从线粒体中释放出来。在某些形式的凋亡中，诸如环孢霉素A等促进PTPC闭合的试剂可减少细胞色素C的释放和凋亡。已证明BAX可与PTPC的腺嘌呤核苷酸转运蛋白(ANT)或依赖电压的阴离子通道(VDAC)结合。与ANT或VDAC结合的BAX显著提高分离膜的电导。累积数据表明ANT或VDAC可在不同形式的凋亡中提高内部线粒体的渗透性。细胞色素C可储存在由内部膜形成的线粒体嵴中，所述线粒体嵴与外部膜融合，使得细胞色素C通过PTPC释放出来。因此，PTPC的开口以及外部膜孔的形成可引起细胞色素C的释放。
死后青光眼视网膜的免疫细胞化学表明少数RGC中有增加的BAX，并且这与大鼠眼高压模型中的发现相似。由BAX引起的内部线粒体膜渗透性的增强导致线粒体膜电位的下降并且在大鼠眼高压模型的RGC中，线粒体膜电位也有下降。对死后AD脑的研究或者发现一部分神经元中BAX有所增加，或者发现神经元BAX的水平相对于对照脑中的水平没有任何差异。有一个研究报导BAK有增加，而BAX没有增加。因此，不确定依赖于BAX的线粒体膜渗透性的提高是否在AD中促进凋亡。有可能存在几种形式的AD—一种涉及增加的BAX和活化的半胱氨酸蛋白酶3(如上所述)，而另一种不依赖于线粒体膜渗透性的提高。
青光眼和AD中的前线粒体凋亡信号
图1表示可能的前线粒体和线粒体凋亡信号传导的示意图，所述信号传导促进青光眼和AD中的神经元缺失。图1中所示的两种不同的传导途径被认为是促进RGC青光眼缺失的因素：1)p53-甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)-BAX传导途径；以及2)FAS或TNF受体-FADD-半胱氨酸蛋白酶8-BAX传导途径。类似地，AD中已表明有p53和FAS或TNF信号。
肿瘤抑制蛋白p53牵涉多种凋亡形式，并且可通过转录机理或翻译后机理发出凋亡信号。在某些形式的凋亡中，p53引起转录介导的GAPDH和BAX的增加。GAPDH是一种多功能蛋白质，作为糖酵解酶而广为知晓，但其还可用作凋亡信号蛋白。对反义寡核苷酸的研究表明GAPDH对由多种不同的神经元细胞损伤引发的凋亡的进行可能是必需的。GAPDH可减少抗凋亡蛋白BCL-2和BCL-XL的转录。BCL-2和BCL-XL可对抗线粒体膜渗透性的提高和由BAX诱导的凋亡降解因子的释放，从而可降低凋亡降解。
肿瘤坏死因子(TNF)受体超家族，包括TNF受体和FAS受体，通过依赖于半胱氨酸蛋白酶的传导途径导致凋亡，所述传导途径不涉及转录的变化。如图1所示，与激活半胱氨酸蛋白酶，特别是半胱氨酸蛋白酶8的衔接蛋白(adapter protein)，如FADD相连的受体可激活依赖于BAX的线粒体膜渗透性的提高或可绕过线粒体直接诱导凋亡降解。FAS以及可能的TNF诱导的凋亡可通过jun N端激酶(JNK)激活与p53诱导的凋亡连接(见图1)。并且还表明FAS受体可在某些细胞损伤后，特别是由DNA损伤剂引起的损伤后通过p53上调。p53引起的上调可通过FAS/FAS配体依赖的传导途径以及p53和免疫/细胞因子传导途径诱导凋亡。
AD和青光眼神经元凋亡中的去甲肾上腺素
在AD中，蓝斑(LC)中的去甲肾上腺素能神经元在早期大量缺失，并表现出AD特有的NFT形成。LC神经元向头部投射的轴突在前脑区形成致密末端树状结构(dense terminal arboration)，所述前脑区在AD中有显著的神经元缺失，包括皮层、隔膜、海马和丘脑。在AD中，与含有LC神经元的去甲肾上腺素(NA)的缺失一致的是，所述区域的NA浓度也有显著降低。LC末端含有酪氨酸羟化酶(TH)，它催化酪氨酸向多巴和多巴胺-β-羟化酶(DBH)的转化，从而将多巴胺转化为NA。免疫细胞化学发现在AD中，变性区如皮层和海马中的TH和DBH免疫阳性末端有显著减少。最初提出AD中去甲肾上腺素能LC末端缺失的主要作用是由肾上腺素能受体的NA激活的缺失引起的。LC末端使脑微管和毛细管通过α肾上腺素能受体受到神经支配并使它们的敏感性随着局部血流量的可能降低而提高。
目前已知去甲肾上腺素能末端还可止于神经元上或其附近，并释放在神经元上激活α肾上腺素能或α肾上腺素能受体的去甲肾上腺素。α2肾上腺素能受体已证实存在于多种不同的神经元和/或其末端上，包括交感神经节、脊柱、脑干、隔膜、海马和皮层神经元。α肾上腺素能受体广泛但不均匀地分布于脑中。大脑皮层、海马和多种下丘脑核中均有丰富的下丘脑α肾上腺素能受体，但在丘脑(除了皮层和内侧膝状核以外)和隔膜核中却非常缺乏。
α2肾上腺素能受体可能与AD特别有关。在AD死后脑的皮层和海马中，C2肾上腺素能受体结合有所下降；LC神经元及其去甲肾上腺素能末端的缺失很可能伴随着所支配的神经元上某些α2肾上腺素能受体的减少，或者具有这些α2肾上腺素能受体的神经元在AD中缺失。已发现α2肾上腺素能受体的药理激活在暴露于诸如缺血等损伤后可提高人类的认知并降低中枢神经元缺失。
α2肾上腺素能受体可通过G蛋白依赖的信号传导途径或不依赖于G蛋白的信号传导机理介导大量不同的细胞内作用。涉及凋亡时，受体的激活可通过依赖于磷脂酰纤维醇-3-激酶(PI3-激酶)的传导途径引起蛋白激酶B(Akt)的磷酸化作用。磷酸化的Akt通过大量依赖于转录的翻译后的信号传导途径介导抗凋亡作用。磷酸化的Akt的主要作用在于防止或减少线粒体膜渗透性的提高，所述提高是造成某些形式的凋亡降解的原因。例如，磷酸化的Akt维持或提高BCL-2和BCL-XL合成并通过形成BCL-2/BAD或BCL-XL/BAD杂二聚体防止BAD使所述蛋白质失活。BCL-2和BCL-XL对抗由BAX、BAK和BID作用引起的线粒体膜渗透性的提高，从而防止或减少发出凋亡降解信号的线粒体因子的释放。因此，我们认为去甲肾上腺素、2肾上腺素能受体激动剂和BDNF可因此降低表达α2肾上腺素能受体或Trk B受体(BDNF的神经营养受体)的神经元的凋亡，从而在AD中防止神经元凋亡。还有可能有争议的是在AD中由LC神经元缺失引起的NA释放的降低可能使得皮层、隔膜、海马和丘脑中的神经元更容易发生由A肽机理和/或磷酸化的tau机理引起的凋亡，所述机理被认为有助于AD的发病机理。
虽然不希望受到理论的限制，但我们进一步假定由NA介导的RGC抗凋亡作用的类似缺失或降低可解释AD中RGC的缺失和所述疾病中青光眼的高发病率。肾上腺素能α受体激动剂，如B-HT920或UK14304(溴莫尼定)，或α1拮抗剂，如倍他索洛尔(betaxolol)、美托洛尔(metoprolol)或噻吗洛尔(timolol)已用于在青光眼中降低IOP，所述试剂通过至少部分作用于纤毛上皮(ciliary epithelium)而减少房水的产生或增大其流出，从而降低IOP。除了纤毛上皮中的肾上腺素能受体外，已发现视网膜组织中也含有β2、α1和α2肾上腺素能受体。
α2肾上腺素能受体激动剂，如溴莫尼定或可乐定可在视网膜缺血、视神经压伤和IOP升高后减少RGC缺失。类似地，α1拮抗剂，如倍他索洛尔据报道可在视网膜缺血或暴露于兴奋毒素后减少RGC缺失。类似地，视网膜培养的近期研究表明溴莫尼定和倍他索洛尔可减少由兴奋毒素引起的RGC缺失。因此，激活α2肾上腺素能受体，但不阻断α肾上腺素能受体可减少RGC的死亡。我们实验室的研究表明α2肾上腺素能受体激动剂可降低培养的神经元样细胞和原代神经元培养物中由营养停供(trophic withdrawal)、激酶抑制剂、线粒体毒素和兴奋毒素引起的凋亡，并且抗凋亡作用可被α2肾上腺素能受体拮抗剂完全阻断。抗凋亡作用依赖于线粒体膜不渗透性的维持以及BCL-2和磷酸化Akt水平的提高。
中枢神经元和RGC在AD中如何具有相同的凋亡机理？虽然NA在视网膜中的作用尚有争议性，但DBH免疫细胞化学已提供了在牛、猴和人类视网膜的内部丛状层和神经节细胞层中含NA轴突的证据，表明NA纤维止于RGC细胞体或树突上或附近。已证实在牛的视网膜中，NA存在于内部丛状层和内核层上。已证实在离解的牛或猴的视网膜中存在有α2肾上腺素能受体结合。综合上述发现表明内部视网膜含有去甲肾上腺素能末端，所述末端在RGC上的α2肾上腺素能受体区释放NA。在内部视网膜中含NA轴突末端的来源尚不知晓。在视网膜中尚未发现含有NA的细胞体，这表明有视网膜外神经元将去甲肾上腺素能轴突送到视网膜。令人信服的是，含有NA的轴突可在血管表面或通过视神经到达视网膜。已证实在牛的视神经中有DBH免疫反应性轴突，这表明含有NA的轴突可通过视神经到达视网膜。重要的是，确定在LC、下丘脑或交感神经节中不论含有NA的神经元是否将含NA的轴突送到视网膜，特别是考虑到LC神经元及其含NA的轴突在AD中有缺失，并且它们还可使视网膜受到神经支配。AD中RGC和中枢神经元的去甲肾上腺素能神经支配的共同缺失或许可以解释AD中RGC的青光眼性缺失。此外，用α2肾上腺素能受体激动剂对AD患者进行全身治疗可通过作用于α2肾上腺素能受体减缓AD中RGC和中枢神经元凋亡，所述受体由存活的神经元保留。
实施例1
方法：
户外(open-field)试验
将各动物置于明亮的塑料户外箱中，在箱子的侧面装有两行发光光束(photo-beam)以区分水平运动(即移动距离)和垂直运动(即“直立(rear)”)。环境条件噪声低，灯光昏暗。动物在箱子中的运动每5分钟测量一次，并根据所记录的“光束打断”或发光光束交叉的数量和类型进行计算。在最后一次户外试验中，仅计算直立，并将其分为“有支撑的”或“无支撑的”。有支撑的直立指在记录直立时，动物将至少一只前肢放在箱子的侧壁上。而在无支撑的直立中，小鼠仅靠后肢支撑。上述直立通过录像区分。在本试验中，无支撑直立的数量是最可靠的测量多巴胺神经元缺失的方式。
尾巴悬挂试验
将小鼠通过其尾巴悬挂3次，每次约10秒。将小鼠通过其尾巴的根部悬挂起来，距工作台的表面约30cm，直至小鼠向左转或向右转。左转计0分，右转计1分。
在尾巴悬挂的过程中还注意了前肢的放置。前肢的放置分4个级别计分。伸展的前肢，或其置于头部以上计0分。前肢紧握或抱握着靠在身上计3分。两极端之间的相对阶段计1分或2分。对后肢的放置也进行了计分，如下所示。
建巢试验
将一组中性别相同的4只小鼠置于塑料桶中。在桶的前部整齐地堆放有八条纸巾。对由纸巾搭建而成的巢在处理后24小时、48小时、72小时和96小时进行评分。计分如下：0＝纸被撕碎并形成完整的有天花板的巢；1＝纸被撕碎并形成完整的但没有天花板的巢；2＝有少量纸被撕碎或咬碎并松散地聚集在一个区域中；3＝有少量纸被咬碎，但没有明显地聚集起来；4＝没有明显的聚集。
神经元计数
在注射MPTP后的55～60天内，采用戊巴比妥钠使小鼠死亡。将磷酸盐缓冲的盐水输注到小鼠的脑中，然后输注Lana固定剂(多聚甲醛和苦味酸)。移除脑并置于Lana固定剂中7～10天。使用振动切片机将脑做成50微米的冠状切片。切片用一种多巴胺合成中的限速酶，酪氨酸羟化酶的抗体染色。然后在放大率为100X的显微镜下观察切片。在SN和VTA中选择用于计算细胞数的组织切片(Bregma后面-2.9mm和-3.6mm)。所述切片分别位于SN的嘴(rostral)半部中点和尾半部中点。各TH标记的细胞如清晰可见并具有2～6个神经突则被认为是神经元。各动物的总平均数是根据四个切片(嘴和尾，左和右)计算出的，从而得到四个切片的平均。对由SN和VTA得到的神经元数进行独立分析。使用重复测量ANOVA分析所述得数，然后使用费希尔HSD方法测试组间结果。
实验方法
接受吡啶毒素1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(MPTP)全身注射的小鼠在赛梅林神经节(SN)和腹侧被盖区(VTA)选择性缺失大量多巴胺神经元。SN中多巴胺细胞的缺失酷似帕金森病中所见的临床症状。由于神经元投射到额皮质，因此VTA中所述细胞的缺失可促成帕金森病和阿兹海默病中所见的识别力短缺症。
使30只C57B1/B6型小鼠(8～12周龄)在用于实验前先适应环境12～14天。然后将小鼠随机分为以下几组：MPTP和DMSO赋形剂、单独的赋形剂以及MPTP与溴莫尼定(3mg/kg/天)。
然后在所述检测中对各小鼠进行初次户外试验和尾巴悬挂试验。户外试验是MPTP治疗小鼠最常用的行为检测方法，它对来自赛梅林神经节的多巴胺输入的缺失表现出敏感性。尾巴悬挂试验对直接的纹状体损伤敏感；建巢试验对来自额皮质的纹状体输入的缺失敏感。
对3组小鼠中的两组输注受试化合物(或不含化合物的赋形剂)。所述输注经由皮下植入的渗透微型泵在14天内以0.25微升/小时的流速进行。在植入泵后三天，对上述小鼠和未植入微型泵的对照小鼠组进行户外试验和尾巴悬挂试验。试验后即刻对含有泵的小鼠皮下注射MPTP40mg/kg。在MPTP治疗后10～12天以及30～40天对所有组进行户外试验和尾巴悬挂试验。在MPTP治疗后50～55天进行户外试验和尾巴悬挂试验。
对于所有的行为试验，其结果先使用重复测量ANOVA进行分析，然后使用费希尔HSD方法测试组间结果。
试验结果
户外试验
MPTP治疗前，3组在移动距离或直立数量上没有显著差异。
在MPTP治疗后10天和30天，赋形剂组显著地比对照组活泼。溴莫尼定治疗的小鼠在上述活性提高上没有表现出任何变化，因此所述组和赋形剂组之间没有显著差异。
在MPTP治疗后10天，所述治疗似乎导致直立总数的减少。而在30天，MPTP对总直立数没有影响(与赋形剂组相比)，直立数相对于对照组仅有微弱减少。
赋形剂组无支撑的直立少于正常小鼠。MPTP或化合物对有支撑的直立均无影响。
尾巴悬挂试验
MPTP治疗前在尾巴悬挂试验中未观察到各组之间有显著差异，并且在MPTP治疗后，后肢也没有任何差异。MPTPO在所有三个时间点均显著影响前肢伸展。因此，这种影响未因时间进行逆转。溴莫尼定在化合物给药期间未降低所述影响。然而，在给药后的测量中(即化合物给药后14天)，溴莫尼定确实有降低该影响的倾向。
神经元计数
在赛梅林神经节中，MPTP治疗的动物，其神经元比未治疗的动物少58％。而接受溴莫尼定的动物，其神经元减少显然低得多。
治疗组 平均神经元计数(统计误差)
对照组 60(±5)
赋形剂+MPTP 25(±2)
溴莫尼定 32(±1)
在腹侧被盖区，发现MPTP使神经元比对照组平均减少28％。溴莫尼定使所述减少平均降低约10％。
上述实施例仅说明本发明的优选实施方案，而不用于限制其范围。本发明由对说明书进行总结的权利要求限定。

Claims (6)

1.溴莫尼定或其有药效的盐在生产用于治疗哺乳动物脑神经变性症状的药物中的用途，所述症状使投射到或投射自选自赛梅林神经节和腹侧被盖区的脑部区域的神经元受到损伤。
2.权利要求1的用途，其中含有所述溴莫尼定或其有药效的盐的所述药物通过全身递释给药到所述哺乳动物的脑。
3.权利要求2的用途，其中给药所述药物可有效防止投射到或投射自赛梅林神经节的神经元的死亡或变性。
4.权利要求2的用途，其中给药所述药物可有效防止投射到或投射自腹侧被盖区的神经元的死亡或变性。
5.权利要求1的用途，其中所述神经变性症状为帕金森病。
6.权利要求1的用途，其中所述神经变性症状为阿兹海默病。
CNB2003801011164A 2002-10-08 2003-10-07 (2-咪唑啉-2-基氨基)喹噁啉在制备治疗痴呆症和帕金森病的药物中的用途 Expired - Fee Related CN100370988C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US41703102P 2002-10-08 2002-10-08
US60/417,031 2002-10-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1703222A CN1703222A (zh) 2005-11-30
CN100370988C true CN100370988C (zh) 2008-02-27

Family

ID=32093952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2003801011164A Expired - Fee Related CN100370988C (zh) 2002-10-08 2003-10-07 (2-咪唑啉-2-基氨基)喹噁啉在制备治疗痴呆症和帕金森病的药物中的用途

Country Status (20)

Country Link
US (1) US20040116436A1 (zh)
EP (1) EP1549314B1 (zh)
JP (1) JP2006504741A (zh)
KR (1) KR20050056235A (zh)
CN (1) CN100370988C (zh)
AT (1) ATE380551T1 (zh)
AU (2) AU2003279874A1 (zh)
BR (1) BR0314541A (zh)
CA (1) CA2501348A1 (zh)
DE (1) DE60318081T2 (zh)
ES (1) ES2297233T3 (zh)
HK (1) HK1080408B (zh)
IL (1) IL167848A (zh)
MX (1) MXPA05003665A (zh)
NO (1) NO20051664L (zh)
NZ (1) NZ539329A (zh)
PL (1) PL376347A1 (zh)
RU (1) RU2332218C2 (zh)
WO (1) WO2004032934A1 (zh)
ZA (1) ZA200502745B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7512436B2 (en) * 2004-02-12 2009-03-31 The Regents Of The University Of Michigan Method of evaluating metabolism of the eye
US9095506B2 (en) 2008-11-17 2015-08-04 Allergan, Inc. Biodegradable alpha-2 agonist polymeric implants and therapeutic uses thereof
US20100298305A1 (en) * 2008-11-26 2010-11-25 The United States Government, As Represented By The Department Of Veterans Affairs Tizanidine for the treatment of post-traumatic stress disorder and nightmares
DE102009043750A1 (de) * 2009-09-30 2011-08-04 Carl Zeiss Meditec AG, 07745 Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Ablagerungen im Auge
US10022341B2 (en) * 2014-12-02 2018-07-17 Yale University Methods of preventing neurodegeneration of association cortex in a mammal
RU2680526C1 (ru) * 2016-07-05 2019-02-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" (Томский НИМЦ) Нейропротекторное средство, обладающее свойствами антиоксиданта и донатора оксида азота
EP3491391A4 (en) * 2016-08-01 2020-04-29 Cognoptix, Inc. SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING TAU PROTEIN IN EYE TISSUE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1284066A (zh) * 1997-12-04 2001-02-14 阿勒根销售公司 对α2B或2B/2C肾上腺素能受体具有激动剂样活性的取代咪唑衍生物
CN1335773A (zh) * 1999-01-04 2002-02-13 阿勒根销售公司 使用(2－咪唑啉－2－基氨基)喹喔啉治疗神经损伤的方法
WO2002076950A2 (en) * 2001-03-21 2002-10-03 Allergan, Inc. Imidiazole derivatives and their use as agonists selective at alpha 2b or 2b/2c adrenergic receptors

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE795970A (fr) * 1972-02-29 1973-08-27 Pfizer Nouveaux derives de quinoleine, quinoxaline et quinazoline er composition pharmaceutiques les contenant
US4029792A (en) * 1972-02-29 1977-06-14 Pfizer Inc. (2-Imidazolin-2-ylamino) substituted -quinoxalines and -quinazolines as antihypertensive agents
US5210076A (en) * 1988-09-13 1993-05-11 Berliner David L Methods of treating Parkinson's disease using melanin
RU2176145C2 (ru) * 1995-05-26 2001-11-27 Пфайзер Инк. Синергическое лечение паркинсонизма
US6329369B1 (en) * 1997-12-04 2001-12-11 Allergan Sales, Inc. Methods of treating pain and other conditions
US6313172B1 (en) * 2000-04-13 2001-11-06 Allergan Sales, Inc. Methods and compositions for modulating alpha adrenergic receptor activity
WO2002005853A2 (en) * 2000-07-14 2002-01-24 Allergan, Inc. Compositions containing alpha-2-adrenergic agonist components

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1284066A (zh) * 1997-12-04 2001-02-14 阿勒根销售公司 对α2B或2B/2C肾上腺素能受体具有激动剂样活性的取代咪唑衍生物
CN1335773A (zh) * 1999-01-04 2002-02-13 阿勒根销售公司 使用(2－咪唑啉－2－基氨基)喹喔啉治疗神经损伤的方法
WO2002076950A2 (en) * 2001-03-21 2002-10-03 Allergan, Inc. Imidiazole derivatives and their use as agonists selective at alpha 2b or 2b/2c adrenergic receptors

Also Published As

Publication number Publication date
ES2297233T3 (es) 2008-05-01
ATE380551T1 (de) 2007-12-15
DE60318081D1 (de) 2008-01-24
NO20051664L (no) 2005-05-31
RU2005114505A (ru) 2005-10-27
AU2003279874A1 (en) 2004-05-04
NZ539329A (en) 2007-11-30
WO2004032934A1 (en) 2004-04-22
DE60318081T2 (de) 2008-11-06
HK1080408A1 (en) 2006-04-28
BR0314541A (pt) 2005-07-26
MXPA05003665A (es) 2005-06-08
ZA200502745B (en) 2006-07-26
IL167848A (en) 2010-11-30
CN1703222A (zh) 2005-11-30
US20040116436A1 (en) 2004-06-17
AU2010200730A1 (en) 2010-03-18
HK1080408B (zh) 2008-08-08
KR20050056235A (ko) 2005-06-14
EP1549314B1 (en) 2007-12-12
CA2501348A1 (en) 2004-04-22
PL376347A1 (en) 2005-12-27
EP1549314A1 (en) 2005-07-06
JP2006504741A (ja) 2006-02-09
RU2332218C2 (ru) 2008-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10799552B2 (en) Methods for treating diabetic neurotherapy
AU2009238370B2 (en) Alpha 2B or 2B/2C adrenoceptor agonists for the treatment of neurodegeneration
JP2006070039A (ja) 緑内障の治療
AU2010200730A1 (en) Method of using (2-imidazolin-2-ylamino) quinoxalines in the treatment of dementia and parkinsons
KR20210135272A (ko) 질환을 치료하기 위한 류신, 아세틸 류신, 및 관련된 유사체
DE60018186T2 (de) Arzneimittel zur vorbeugung / behandlung / inhibierung des fortschritts für einfache oder preproliferative retinopathie
US20030232741A1 (en) Methods of treatment of glaucoma and other conditions mediated by NOS-2 expression via inhibition of the EGFR pathway
US20200215068A1 (en) Treatment of type i and type ii diabetes
CN102458399A (zh) 使用centhaquin的新治疗法
CN112641784A (zh) 一种具有治疗神经元损伤及/或神经炎症相关的神经退行性疾病作用的药物组合物
KR100585299B1 (ko) 시신경유두 순환 개선제
US20190314379A1 (en) Methods of using cannabinoid cb2 receptor agonist compositions to suppress and prevent opioid tolerance and withdrawal in a subject
AU2011239265A1 (en) Alpha 2B or 2B/2C adrenoceptor agonists for the treatment of neurodegeneration
Tucker Pharmacology Of Ophthalmologically Important Drugs

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080227

Termination date: 20121007