CN101347421A

CN101347421A - 磺化杯[5]芳烃在制备治疗百草枯中毒药物方面的用途

Info

Publication number: CN101347421A
Application number: CNA2008101513343A
Authority: CN
Inventors: 刘育; 王魁; 郭东升; 张弘青
Original assignee: Nankai University
Current assignee: Nankai University
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: CN101347421B

Abstract

本发明提供一种磺化杯[5]芳烃在制备治疗百草枯中毒药物中的新用途。磺化杯[5]芳烃通过与百草枯的包结配位作用降低了百草枯与体内NAD(P)H的接触几率，并降低了百草枯的氧化能力，从而抑制体内对细胞有毒害作用的自由基(HO^·)的生成。此外，磺化杯[5]芳烃下缘含有丰富的酚羟基结构，可以提供活泼氢使HO^·自由基失去活性。小鼠实验表明磺化杯[5]芳烃是无毒或低毒性的，对于百草枯的毒性有较大的降低作用，小鼠口服百草枯(剂量：106.99mg/kg)中毒后，仅一次口服二倍量的磺化杯[5]芳烃就会对百草枯中毒起到良好的治疗效果，将总致死率由90％降至了30％，最低致死率甚至降至0％，且在小鼠中毒后的两个小时区间内口服磺化杯[5]芳烃进行治疗均能起到很好的效果。

Description

磺化杯[5]芳烃在制备治疗百草枯中毒药物方面的用途

【技术领域】

本发明属于生物化学技术领域，涉及水溶性磺化杯[5]芳烃对于百草枯在生物体内毒性的治疗。该发明发现磺化杯[5]芳烃能够显著降低百草枯在体内的毒性。因此，磺化杯[5]芳烃可以作为一种临床治疗百草枯中毒的药物。

【背景技术】

百草枯最初合成于十九世纪，当时用作化学指示剂(氧化还原指示剂)，1962年，作为除草剂用于农业。它可以作用于数百万种生长物和一百多种农作物，并且现在仍然被全球120多个国家广泛使用。作为一类重要的非选择性触杀性除草剂，百草枯具有如下特点：a)具有非选择性，也就是说，它能杀灭大部分一年生禾本科及阔叶杂草，以及已生长的多年生杂草的顶叶；b)起效极快；c)施药几分钟后遇雨，其药效不受影响；d)接触土壤后其生物活性即发生钝化(http://www.paraquat.com/)。正是基于上述特点，百草枯给农户、环境和社会都带来了许多利益。尽管如此，百草枯也被指责会带来严重的急性和慢性的健康问题，例如：皮炎，肾衰竭，呼吸衰竭，心率过快，二度烧伤，皮癌以及帕金森病。此外，百草枯在许多国家(特别是发展中国家)被普遍用作自杀试剂。因而对于百草枯的使用引起了包括世界卫生组织(WHO)、美国环境保护局(US EPA)和欧洲化学品局(ECB)在内的世界众多组织的关注。来自于亚洲、美洲和欧洲的一些非政府组织在2002年还发动了“停止百草枯”的运动(Paraquat and Suicide，PAN Germany)。既便如此，由于百草枯的广泛使用，以及其具有广泛易得，低的中毒剂量(对于人类的最低致命剂量规定为35mg/kg)(Pederson et al.，1981，Bismuth et al.，1982)和相对廉价的特点，还是有大量因为百草枯导致意外中毒和自杀的案例不断地被报道。1966年英国医学家Bullivant首先描述了2例因为百草枯意外中毒而导致死亡的事件，随后，世界各地相继报道了百草枯中毒的病例。美国、加拿大、欧洲、日本、新加坡、香港等地区至今有约上万例死亡报道。每年全世界由于摄取百草枯而导致自杀的大约要有数千人，虽然实际的数字由于发展中国家报道和统计的不完全而不得而知。百草枯导致如此高的死亡率(总病死率为25％～75％，口服20％原液者则高达95％，口服大于15ml以上者鲜见存活报道)的根本原因在于迄今为止百草枯中毒尚无特效解毒剂和有效治疗措施(A.L.Jones，R.Elton，R.Flanagan，QJM-Int.J.Med.1999，92：573-578；郑贵新，中国工业医学2004，17(2)：104-106)。因此，研究可以治疗百草枯中毒的有效药物是当前的一个热门研究课题。

百草枯的氧化还原循环是其毒性的先决条件。进入体内的百草枯首先在酶的作用下主要被NAD(P)H还原为自由基阳离子的形式(L.Clejan，A.I.Cederbaum，Biochem.Pharmacol.1989，38：1779-1786；K.Yamada，T.Fukushima，Exp.Toxicol.Pathol.1993，45：375-380；T.Fukushima，K.Yamada，A.Isobe，K.Shiwaku，Y.Yamane，Exp.Toxicol.Pathol.1993，45：345-349)，然后在氧气存在下快速丢掉电子恢复原态，而氧气则变成O₂ ^-·的形式存在(J.S.Bus，S.D.Aust，J.E.Gibson，Biochem.Biophys.Res.Commun.1974，58：749-755；E.Dicker，A.I.Cederbaum，Biochem.Pharmacol.1991，42：529-535)。百草枯在这一过程当中起到了一个催化剂的作用。生成的O₂ ^-·将会导致其它活性氧的生成，主要为过氧化氢和对细胞有毒害作用的HO^·(L.L.Smith，Hum.Toxicol.1987，6：31-36)。HO^·的生成速度能因微量过渡金属离子(例如Fe²⁺)的催化而被加快(R.Richmond，B.Halliwell，J.Inorg.Biochem.1982，17：95-107；C.C.Winterbourn，FEBS Lett.1981，128：339-342；R.Kohen，M.Chevion，Biochem.Pharmacol.1985，34：1841-1843；R.Kohen，M.Chevion，Biological and InorganicCopper Chemistry 1985，pp.159-172.Adenine Press，New York；R.Kohen，M.Chevion，FreeRadical Res.Commun.1985，1：79-88)。

具有多酚羟基和大环结构特点的水溶性磺化杯[5]芳烃虽然早已被合成，但其在应用方面的报道甚少，主要集中在晶体工程和热力学研究两个方面，我们也曾报道过磺化杯[5]芳烃与百草枯的键合相互作用，发现磺化杯[5]芳烃能够有效键合百草枯，形成稳定的包结配合物，而且被磺化杯[5]芳烃包结后的百草枯的氧化能力将有所下降(D.-S.Guo，L.-H.Wang，Y.Liu，J.Org.Chem.2007，72：7775-7778)。然而，我们还没有发现关于磺化杯[5]芳烃应用于解毒剂的报道。

【发明内容】

本发明的目的是解决迄今为止百草枯中毒尚无特效解毒剂和有效治疗措施的问题，提供一种磺化杯[5]芳烃在制备治疗百草枯中毒药物中的新用途。

本发明提供的磺化杯[5]芳烃通过与百草枯的包结配位相互作用，能够降低百草枯与体内NAD(P)H的接触几率，并降低百草枯的氧化能力，从而抑制体内对细胞有毒害作用的自由基(HO^·)的生成。此外，磺化杯[5]芳烃下缘含有丰富的酚羟基结构，可以提供活泼氢使HO^·自由基失去活性。因此，磺化杯[5]芳烃能够显著降低百草枯在体内的毒性，使其成为一种临床治疗百草枯中毒的药物。此外，由于敌草快的致毒机理与百草枯极其相似，因此，磺化杯[5]芳烃对于敌草快的中毒也有望起到良好的治疗效果。

本发明提供的磺化杯[5]芳烃在制备上述治疗百草枯中毒药物时，可以是以单独的磺化杯[5]芳烃为原料制备成药剂，也可以将磺化杯[5]芳烃与其他药物配合制成复方制剂。

本发明中磺化杯[5]芳烃被小鼠实验证实为是无毒或低毒性的。

本发明中磺化杯[5]芳烃和百草枯包结配位后对于百草枯的毒性有较大的降低作用这一事实被小鼠实验所证实。

本发明中磺化杯[5]芳烃对于百草枯中毒有较好的治疗效果这一事实被小鼠实验所证实。这归因于磺化杯[5]芳烃通过与百草枯的包结配位作用降低了百草枯与体内NAD(P)H的接触几率，并降低了百草枯的氧化能力，从而抑制体内对细胞有毒害作用的自由基(HO^·)的生成。此外，磺化杯[5]芳烃下缘含有丰富的酚羟基结构，可以提供活泼氢使HO^·自由基失去活性。因此，磺化杯[5]芳烃可以作为一种潜在的临床治疗百草枯中毒的药物，具有广泛的应用前景。

【附图说明】

图1A是磺化杯[5]芳烃结构示意图，图1B是百草枯结构示意图。

图2是实施例1小鼠生存曲线。横坐标表示时间，例如：1-9代表灌胃后第一天的九点，起始点为灌胃结束时间。纵坐标表示存活小鼠数量。图3-图9坐标含义相同。

图3是实施例2小鼠生存曲线。

图4是实施例3小鼠生存曲线。

图5是实施例4小鼠生存曲线。

图6是实施例5小鼠生存曲线。

图7是实施例6小鼠生存曲线。

图8是实施例7小鼠生存曲线。

图9是实施例8小鼠生存曲线。

图10是实施例1-4第十四天存活小鼠(随机抽取1只)处死后的照片。

图11是实施例5-8第十四天存活小鼠(随机抽取1只)处死后的照片。

【具体实施方式】

实施例1

将第一组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服100μL生理盐水作为对照组实验，连续观察13天，我们发现小鼠并未发生死亡现象(见图2小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为32.8g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。

实施例2

将第二组10只18～20g健康雄性昆明小鼠按106.99mg/kg剂量灌服百草枯，连续观察13天，我们发现小鼠的死亡率高达90％，并且死亡都发生在灌药后的前三天(见图3小鼠生存曲线)。第十四天将唯一一只存活小鼠处死称重并且解剖，其体重为14.0g，肝部暗红，肺部充血严重，肝部和肺部的肉眼观病变十分明显。

实施例3

将第三组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服与第二组等摩尔剂量的磺化杯[5]芳烃，连续观察13天，我们发现小鼠并未发生死亡现象(见图4小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为33.4g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。这说明了该化合物是无毒或低毒性的。

实施例4

将第四组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服与第二组等摩尔剂量的磺化杯[5]芳烃和百草枯的包合物，连续观察13天，我们发现小鼠的死亡率仅为20％，死亡均发生在灌药后的前四天(见图5小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为30.8g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。这表明了磺化杯[5]芳烃和百草枯包结配位后对于百草枯的毒性有较大的降低作用。

实施例5

将第五组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服与第二组等摩尔剂量百草枯，随即灌服二倍量的磺化杯[5]芳烃进行治疗，连续观察13天，我们发现小鼠的死亡率仅为40％，死亡均发生在灌药后的前两天(见图6小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为32.8g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。

实施例6

将第六组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服与第二组等摩尔剂量百草枯，半小时后灌服二倍量的磺化杯[5]芳烃进行治疗，连续观察13天，我们发现小鼠的死亡率也为40％，死亡均发生在灌药后的前四天(见图7小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为31.8g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。

实施例7

将第七组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服与第二组等摩尔剂量百草枯，一小时后灌服二倍量的磺化杯[5]芳烃进行治疗，连续观察13天，我们发现小鼠并未发生死亡现象(见图8小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为31.0g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。

实施例8

将第八组10只18～20g健康雄性昆明小鼠灌服与第二组等摩尔剂量百草枯，两小时后灌服二倍量的磺化杯[5]芳烃进行治疗，连续观察13天，我们发现小鼠的死亡率仅为40％，死亡均发生在灌药后的前两天(见图9小鼠生存曲线)。第十四天将存活小鼠处死称重并且解剖，其平均体重为31.1g(随机抽取4只计算所得)，肝部和肺部状态良好，肉眼观无病变发生。

实施例5～8的结果表明在小鼠口服百草枯(剂量：106.99mg/kg)中毒后，仅一次口服二倍量的磺化杯[5]芳烃就会对于百草枯中毒的治疗起到良好的效果，将总致死率由90％降至了30％(其中三组致死率由90％降至了40％，一组致死率由90％降至了0％)，且在小鼠中毒后的两个小时区间内给予磺化杯[5]芳烃进行治疗均能起到很好的效果，这将为磺化杯[5]芳烃用作治疗百草枯中毒的一种有效药物应用于临床提供了可能。

Claims

1、一种磺化杯[5]芳烃在制备治疗百草枯中毒药物中的新用途。

2、根据权利要求1所述的磺化杯[5]芳烃在制备治疗百草枯中毒药物中的新用途，其特征在于所述的治疗百草枯中毒的药物是以单独的磺化杯[5]芳烃为原料制备成药剂，或将磺化杯[5]芳烃与其他药物配合制成复方制剂。