CN102813659A - 20α-二甲胺基- 2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷的用途,具体地说,20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷可作为乙酰胆碱酯酶抑制剂,亦可用于预防或治疗老年性痴呆,且效果明显,具有开发利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷的用途,具体涉及20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷作为乙酰胆碱酯酶抑制剂以及在制备预防或治疗老年性痴呆的药物中的应用。
背景技术
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)又称老年性痴呆,是一种进行性神经退行性疾病,以隐匿起病,记忆力逐渐减退,认知障碍、行为异常和社会障碍等为主要临床表现。以细胞外出现β-淀粉样肽(β-Amyloid protein,Aβ)聚集形成的老年斑(senile plaque,SP)、细胞内tau蛋白异常磷酸化形成的神经纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)及神经细胞和突触数量减少等为主要病理特征。据统计,全球老年痴呆患者已超过1700万,我国有500多万,占全世界的四分之一,65岁以上老年人痴呆患病率高达10.1%,死亡率仅次于心脑血管疾病和癌症,且发病率随年龄的增长而增加。近年来,随着老龄化人口的不断增加,对老年性痴呆的研究也越来越受到更多的关注。因此,对AD治疗药物的深入研究具有十分重要的意义并成为国内外的一个研究热点。研究证实,老年性痴呆的发生与患者大脑内神经递质——乙酰胆碱的缺失密切相关,胆碱酯酶会催化乙酰胆碱的裂解反应,导致乙酰胆碱的缺失,神经信号传递失败,目前对老年痴呆的药物治疗主要是通过抑制胆碱酯酶来提高患者体内的乙酰胆碱水平。
1907年,德国学者Alois Alzheimer首次报道AD的临床表现和病理改变后,经过无数科研人员不断深入的研究与探索,仍然没有找到一种发病机制可以确切地解释AD,也没找到一种特效的药物对AD进行治疗。苗药三两银为黄杨科野扇花属植物野扇花Sarcococca ruacifolia Stapf.的干燥根或全株,苗药名:bubjid ngongx,又名清香桂、山豆根等,分布于我国西南及广西、湖南等地,是《贵州省中药材、民族药材质量标准》收载品种。主要用于治疗胃病、跌打劳伤、头晕心悸、喉咙肿痛、凉血化瘀、解毒敛疮。由于该药的分布广,产量较大,因此对三两银中的有效成分进行深入的药理研究具有特别的现实意义。申请人经过大 量的实验,成功从苗药三两银中分离出20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷,并经过药理研究证实其对老年性痴呆具有治疗作用,且有望成为新的乙酰胆碱酯酶抑制剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷作为乙酰胆碱酯酶抑制剂的应用;以及20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷在制备预防或治疗老年性痴呆的药物中的应用。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案实现:
20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷作为乙酰胆碱酯酶抑制剂的应用。
20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷在制备预防或治疗老年性痴呆的药物中的应用。
一种抗胆碱酯酶药,所述药物中包括20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷。
具体地说,前述的抗胆碱酯酶药主要由20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷制备而成。
一种预防或治疗老年性痴呆的药物,所述药物中包括20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷。
具体地说,前述预防或治疗老年性痴呆的药物主要由20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷制备而成。
上述药物的给药途径为口服,皮下、静脉或肌肉注射。
所述的20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷的分子式为:C28H48N2O2,为白色结晶,结构式为:
所述的20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷可以这样制备:取三两银,风干,粉碎,用95%乙醇回流提取三次,第一次4小时,第二、三次3小时,合并提取液,浓缩成浸膏,所得浸膏加蒸馏水溶解,用石油醚萃取3-5次,合并水层萃取液,用氨水调pH值到10,再用氯仿提取3-5次,氯仿提取液减压浓缩得到浸膏,用硅胶柱层析分离,用石油醚-丙酮-二乙氨100:1:1,100:5:1,100:10:1,100:20:1,100:50:1,100:100:1进行梯度洗脱,洗脱液按顺序分为6个部份,依次编号为1-6流份;取流份4用石油醚-乙酸乙酯-二乙氨10:1:0.110:3:0.110:5:0.110:10;0.1梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯-二乙氨10:5:0.1和10:1:0.1洗脱液,用氯仿重结晶,即得。
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)(即老年性痴呆),是一种多发生在老年,以大脑β样淀粉变性、神经元缠结为主要病理改变的进行性神经变性疾病。1907年,德国学者Alois Alzheimer首次报道AD的临床表现和病理改变,其病理学特征是出现大量的老年斑(SPs)和神经原纤维缠结(NFTs),生化上主要表现为胆碱乙酰基转移酶(ChAT)和乙酰胆碱(Ach)含量的减少和合成不足。老年性痴呆的发病机制十分复杂,其产生原因与胆碱能损伤、β样淀粉蛋白(Aβ)异常沉积、tau蛋白异常磷酸化、炎症机制等因素密切相关。
其中,胆碱能损伤是由于胆碱能神经递质是脑组织中的重要化学物质,患AD时,基底前脑区的胆碱能神经元减少,导致乙酰胆碱(ACh)合成、储存和释放减少,进而引起以记忆和识别功能障碍等一系列临床表现,还能选择性地损坏乙酰胆碱能神经,从而影响人的认识学习记忆等功能,所以AD的发生与患者大脑内神经递质——乙酰胆碱的缺失密切相关,目前对老年痴呆的药物治疗主要是通过 抑制胆碱酯酶来提高患者体内的乙酰胆碱水平。Aβ是由淀粉样前体蛋白(APP)裂解而来,其异常沉积可引起神经元凋亡、损伤线粒体功能、诱导星形胶质细胞氧化损伤、致细胞内毒性作用,是老年痴呆症的重要病因。AD患者脑内标志性病理变化之一是神经细胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs),NFFs的主要成分是过度磷酸化的Tau蛋白,当tau蛋白被过度磷酸化,并在细胞内形成了聚积后,则会失去其自身的功能,导致微管功能的损害。炎症机制在AD的发病过程中具有一定的作用,其中,小胶质细胞和星形胶质细胞的活化是炎症反应的两个重要环节,研究发现,在AD患者脑内胞质磷脂酶A2(cytosolic phosphor lipase A2,cPLA2)免疫活性的星形胶质细胞比对照组明显增加,其存在区域与Aβ沉积区域相一致,提示其脑内存在着急性炎症反应,同时,还证实cPLA2对脑内炎症介质和第二信使的产生过程起着重要作用。
鉴于此,申请人对20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷抗胆碱酯酶的活性、干预Aβ表达、降低Tau蛋白过磷酸化、改善局灶性炎症反应等抗AD的作用机制进行了实验研究。并通过以下实施来进一步阐述本发明。
实验例1:对大鼠血清胆碱酯酶的抑制作用
1.材料与方法
1.1药品与试剂
20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷(以下简称HY3),来源于贵阳中医学院药学系;胆碱酯酶测定试剂盒(上海荣盛生物技术有限公司,许可证号20030955);二甲基亚砜(DMSO);pH7.4磷酸缓冲液。
1.2仪器
全自动生化分析仪(魅力2000),台式离心机
1.3血清中胆碱酯酶的制备
SD大鼠1只,雄性,300g(购于贵阳医学院实验动物中心,许可证号:SCXK(黔)2002—0001),短头取血8ml,在常温下静置6h以后以3000r/min离心15min,取上清液3ml,用磷酸缓冲液按1∶9稀释备用。
1.4大鼠血清胆碱酯酶活性的测定
共分为4组,每组10份,分别为对照组,HY3大、小剂量组,DMSO组。待测药品的大、小剂量组按生药量1g/1ml、0.5g/1ml换算用等量DMSO溶解,检测 操作按试剂盒说明进行,以胆碱酯酶活力(U/L)为指标评价受试药的抗胆碱酯酶活性。
1.5统计学处理
2.结果
组别 | 胆碱酯酶活力(U/L) |
对照组 | 253.55±37.65 |
HY3大剂量 | 159.63±41.78★ |
HY3小剂量 | 133.62±44.08★ |
DMSO | 221.32±29.51 |
注:与对照组比较,★P<0.05
3.结论
从本次实验结果可以看出,20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷在体外对大鼠血清胆碱酯酶有明显的抑制作用,说明其具有抗胆碱酯酶的活性,而溶媒DMSO对实验结果无明显影响。实验例2中继续考察其对脑内胆碱酯酶的影响,并针对药物对β淀粉样蛋白及前体蛋白(APP)的影响,对tau蛋白变性的影响等方面进行研究。
实验例2:抗AD大鼠作用机制研究
1实验材料
1.1实验动物
健康SPF级SD雄性大鼠,体重(200±10)g,由中国军事科学院实验动物中心提供,许可证号:SCXK-(军)2007-004。饲料、垫料均由动物中心提供,自由摄食和饮水,自然昼夜节律光照,室内温度控制在25℃左右,相对湿度为60-70%。
1.2实验药物
20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷(以下简称HY3),来源于贵阳中医学院药学系。
盐酸多奈哌齐片(商品名:安理申):5mg/片,卫材(北京)药业有限公司,批号:091223A。
1.3实验试剂
D-半乳糖(D-gal,批号:100508),上海博奥森生物科技有限公司;亚硝酸钠(NaNO2,批号:100901),西陇化工股份有限公司;苦味酸(批号:20081201),台山市化工有限公司。
1.4主要仪器
普通光学显微镜((CK-2型),日本OLYMPUS公司生产;摄影显微镜((CH型),日本OLYMPUS公司生产;电子精密天平(Libror AEL-200型),日本Shimadzu生产;TGL-16G台式离心机,上海安亭科学仪器厂生产;酶标仪(biorad680),美国biorad伯乐生产。
2方法与结果
2.1实验方法
2.1.1药物配制
2.1.1.1HY3的配制
将HY3溶入蒸馏水中(加一定量的乳化剂吐温-80),分别配制成高、中、低剂量,4℃保存,备用。
2.1.1.2阳性药物配制
取盐酸多奈哌齐片,放入研钵内研成粉末,溶入蒸馏水中,4℃保存,备用。
2.1.1.3其他药物
取D-gal、NaNO2溶入生理盐水中,D-gal(D-半乳糖)按85mg·kg-1腹腔注射,NaNO2(亚硝酸钠)按45mg·kg-1腹腔注射。
2.1.2动物分组、造模及给药
2.1.2.1动物分组
在用木板构成的自制旷场分析箱(1m×1m×40cm,底部划分为25个方格20cm×20cm)中,通过观察每只大鼠在5min内跨格次数、抬爪次数、排便粒数,筛选出符合条件的大鼠,适应性喂养一周后进行排序,然后采用随机数字表法将其 分为正常对照组(10只)、模型组(10只),阳性对照组(10只),HY3(高、中、低剂量组,每组10只)。
2.1.2.2动物造模
除正常对照组给予同计量生理盐水腹腔注射外,其余大鼠每日腹腔注射D-gal和NaNO2,持续60天。
2.1.2.3给药方式与剂量
按照动物实验方法学的方法根据人临床用药剂量换算大鼠的用药量,换算公式如下:每只大鼠的用药量=(人用剂量×人与鼠的换算系数)/大鼠重量。在具体实施过程中,实际体重在标准体重的±20%范围内均采用此方法进行给药。
从造模第21天开始,同时进行灌胃给药干预。空白组、模型组均以同剂量生理盐水灌胃,以排除灌胃刺激与损伤的差异性,连续40天。
2.1.3行为学检测
采用Morris水迷宫对大鼠的定位航行与空间探索学习记忆能力进行检测,并从行为学方面探讨HY3对大鼠学习记忆能力的影响。
2.1.3.1定位航行学习记忆实验
Morris水迷宫主要由圆形水池、自动摄像及分析系统组成,图像自动采集和处理系统主要由摄像机、计算机、图像监视器组成,动物入水后启动监测装置,记录动物运动轨迹,试验完毕自动分析报告相关参数。圆形水池由不锈钢制成,直径120cm,高50cm,水池中有一圆形站台,直径10cm,高28cm。沿水迷宫中心原点划分为四个象限,将站台设置在第一象限内,即目标象限,其中站台的圆心距池壁20cm,在水池里注入自来水,水温为23-25℃,水面高出站台2cm。水池上空通过一摄像机和计算机连接,当设定的训练时间已到或大鼠己爬到平台,计算机停止跟踪并记录大鼠游泳轨迹、时间等。训练期间环境保持相对安静,把大鼠放入水池后即离开。定位航行学习记忆实验:从同一池壁入水点将实验大鼠面向池壁放入水池,自动记录大鼠找到站台的时间,作为大鼠逃避潜伏期。大鼠爬上站台后,让大鼠在站台上站立10s;若大鼠在120s内未找到水池中的站台或未能爬上站台,则将大鼠轻轻拖动,引至站台上站立10s。将大鼠从站台上取下,连续测试4d,作为训练大鼠学习记忆能力。第5d记录大鼠逃避潜伏期,检测大鼠定位航行记忆能力。
2.1.3.2空间探索学习记忆实验
定位航行实验后,将站台移出水池,并按定位航行实验的方法,计算机跟踪并记录大鼠120s内游泳探索站台的轨迹,并记录大鼠自入水后在120s内游过原站台所在位置区域的次数,作为穿台次数。
2.1.4血清及脑组织的制备
行为学检测后,进行血清及脑组织的制备,实验前12h大鼠禁食不禁水。
2.1.4.1血清制备
称取实验大鼠体重,用左手固定鼠,尽量捏紧头部皮肤,使头固定,并轻轻向下压迫颈部两侧,引起头部静脉血液回流困难,使眼球充分外突(示眼眶后静脉丛充血),右手持弯钳,沿内眦眼眶后壁向喉头方向插入旋转取血,取出的血液2500r·min-1离心10min,取血清,放入-20℃冰箱,备用。
2.1.4.2脑组织匀浆制备
取血后,快速断头,打开颅腔,在冰台上迅速取出全脑,用冷生理盐水冲洗血液,滤纸吸干冲洗液后,放入匀浆器中,加入约9倍量浓度为0.9%的生理盐水,研磨成脑组织匀浆,2500r·min-1离心10min,取上清夜,置EP管中,放入-20℃冰箱,备用。
2.1.4.3脑组织灌注固定
按体重量表抽取等量的3.5%的水合氯醛腹腔注射麻醉,仰卧固定于鼠解剖台上,用剪刀剪开胸腔,并用弯钳夹住胸腔骨外翻,充分暴露胸腔。把输液器内充满生理盐水,并使特异磨钝的20ml注射器的针头滴出生理盐水,用中号无齿镊子夹住心脏,使针头从心尖处迅速穿进,并进入主动脉脉管内,用无齿钳子固定,剪开大鼠的右心耳,快速打开输液器的阀闸,速度先快后慢,直到红色的肝脏变成苍白时,快速换成4%多聚甲醛溶液灌注。把灌好的大鼠放在断头架上立即断头,用剪刀剪开头皮,再用碎骨钳断开头颅骨,暴露脑组织,用小号的镊子夹出脑组织,投入4%的多聚甲醛溶液,备用。
2.1.5生化指标的检测
生化指标的检测均采用ELISA法对大鼠脑组织中所选指标Aβ、Tau蛋白、AchE、ChAT、GSK-3β及血清中iNOS、IL-1的含量进行了生化检测,用定量的方法得到各生化指标的变化,从而为我们提供数据支持。
2.1.5.1Aβ1-42
2.1.5.1.1原理
采用生物素双抗体夹心酶联免疫吸附法(ELISA)测定样品中大鼠Aβ1-42的水平。向预先包被了Aβ1-42单克隆抗体的酶标孔中加入Aβ1-42,温育后,加入生物素标记的抗Aβ1-42抗体,再与链霉亲和素-HRP结合,形成免疫复合物,再经过温育和洗涤,去除未结合的酶,然后加入底物A、B,产生蓝色,并在酸的作用下转化成最终的黄色。颜色的深浅与样品中Aβ1-42的浓度呈正相关。
2.1.5.1.2操作步骤
稀释标准品:将标准品稀释液加入原倍标准品中倍比稀释为1200pg·mL-1、600pg·mL-1、300pg·mL-1、150pg·mL-1、75pg·mL-1;
加样:空白孔:空白对照孔不加样品,生物素标记的抗Aβ1-42抗体,链霉亲和素-HRP,只加显色剂A&B和终止液,其余各步操作相同;
标准品孔:加入标准品50μL,链霉素-HRP50μL;
待测样品孔:加入样本40μL,然后各加入抗Aβ1-42抗体10μL、链酶亲和素-HRP50μL,盖上封板膜,轻轻振荡混匀,37℃温育60分钟;
配液:将20倍浓缩洗涤液用蒸馏水20倍稀释后备用;
洗涤:小心揭掉封板膜,弃去液体,甩干,每孔加满洗涤液,静置30秒后弃去,如此重复5次,拍干;
显色:每孔先加入显色剂A50μL,再加入显色剂B50μL,轻轻震荡混匀,37℃避光显色10min;
终止:每孔加终止液50μL,终止反应(此时蓝色立转黄色);
测定:以空白孔调零,450nm波长依序测量各孔的吸光度;
计算:根据标准品的浓度及对应的OD值计算出标准曲线的直线回归方程,再根据样品的OD值在回归方程上计算出对应的样品浓度。
2.1.5.2Tau蛋白
2.1.5.2.1原理:同2.1.5.1.1项。
2.1.5.2.2操作步骤
稀释标准品:将标准品稀释液加入原倍标准品中倍比稀释为640pg·mL-1、320pg·mL-1、160pg·mL-1、80pg·mL-1、40pg·mL-1。按2.1.5.1.2项下方法操作即得。
2.1.5.3AChE
2.1.5.3.1原理:同2.1.5.1.1项。
2.1.5.3.2操作步骤
稀释标准品:将标准品稀释液加入原倍标准品中倍比稀释为80U·L-1、40U·L-1、20U·L-1、10U·L-1、5U·L-1。按2.1.5.1.2项下方法操作即得。
2.1.5.4IL-1
2.1.5.4.1原理:同2.1.5.1.1项。
2.1.5.4.2操作步骤
稀释标准品:将标准品稀释液加入原倍标准品中倍比稀释为400ng·L-1、200ng·L-1、100ng·L-1、50ng·L-1、25ng·L-1。按2.1.5.1.2项下方法操作即得。
2.1.5.5GSK-3β
2.1.5.5.1原理:同2.1.5.1.1项。
2.1.5.5.2操作步骤
稀释标准品:将标准品稀释液加入原倍标准品中倍比稀释为150pmol·L-1,100pmol·L-1,50pmol·L-1,25pmol·L-1,12.5pmol·L-1。按2.1.5.1.2项下方法操作即得。
2.1.5.6iNOS
2.1.5.6.1原理:同2.1.5.1.1项。
2.1.5.6.2操作步骤
稀释标准品:将标准品稀释液加入原倍标准品中倍比稀释为50nmol·mL-1、25nmol·mL-1、12.5nmol·mL-1、6.25nmol·mL-1、3.12nmol·mL-1。按2.1.5.1.2项下方法操作即得。
2.1.5形态学测定
形态学检测采用HE染色、免疫组化染色两种方法,采用病理图文分析系统对图像进行采集,分别对脑组织中Aβ(老年斑)、Tau蛋白(神经纤维缠结)进 行定性分析,并利用病理真彩图像采集系统对图像中Aβ、Tau蛋白表达平均光密度值进行相对定量分析。
2.1.5.1标本制备
取常规固定左脑组织,酒精脱水、浸蜡、石蜡包埋,切片,每个组织连续切片15张,连续取6张,进行HE染色、免疫组化染色。
2.1.5.2HE染色
选取海马石蜡切片;二甲苯脱蜡10min,2次;用梯度乙醇溶液脱水:100%乙醇2次,每次3min,95%、85%、75%乙醇各1次,每次1min;蒸馏水洗1min;苏木精染液6min染细胞核;蒸馏水洗10s;入1%盐酸乙醇溶液5s,脱去胞质的着色;蒸馏水洗10s;入氨水溶液5s;蒸馏水洗10s;入伊红染液30s染细胞浆;用梯度乙醇溶液依次脱水:75%、85%、95%、100%乙醇各一次,每次10s;二甲苯透明3min;吹干切片,用中性树胶封片。
2.1.5.3免疫组化染色
选取海马石蜡切片;60℃烤片2h;脱蜡:二甲苯脱蜡15min,三次;水化:依次经过无水乙醇、95%、90%、80%、70%,各2min,蒸馏水(或自来水)5min;PBS洗5min,三次;3%双氧水封闭20min,PBS洗5min,三次;抗原修复:枸橼酸缓冲液煮沸修复15min,自然凉至室温。PBS洗5min,三次;正常山羊血清封闭,37℃,15-20min;一抗孵育,4℃过夜。复温20min,PBS洗5min,三次;二抗孵育,37℃20min(二抗为生物素标记的羊抗兔IgG),PBS洗5min,三次;三抗孵育,37℃20min(三抗为辣根酶标记的链酶亲和素),PBS洗5min,三次;DAB显色,镜下观察结果,适时终止;苏木素复染5min,自来水冲洗片刻,75%的盐酸酒精溶液分化30s,自来水冲洗5min蓝化;脱水:依次经过70%、80%、90%、95%、无水乙醇,各2min;二甲苯15min;封片:中性树胶封片。
2.1.6.4图像处理方法
免疫组化染色结果利用显微镜,每组每只大鼠随机选取相同部位的6张切片,采用病理图文分析系统对图像进行采集,并利用病理真彩图像采集系统对图像中蛋白表达平均光密度值进行分析,作为切片的实验数据。
2.1.7统计方法
实验数据采用SPSS17.0统计软件进行处理,数据采用均数±标准差( )表示,当各样本不满足方差分析条件即不满足正态性时采用Friedman秩和检验,当各样本均服从正态分布时则采用One-Way ANOVA(单因素方差分析)检验,并用Dunnett T3分析。
2.2结果
2.2.1行为学检测结果
由表2可以看出:与空白组比较,模型组大鼠逃避潜伏期延长,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,HY3三个组大鼠逃避潜伏期缩短,差异具有统计学意义(P<0.05);与阳性组比较,各供试药组大鼠逃避潜伏期均无明显差异(p>0.05)。与空白组比较,模型组大鼠穿台次数减少,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,给药组与模型组比较穿台次数增多,差异有统计学意义(P<0.05);与阳性组比较,供试药组大鼠穿台次数均无明显差异(p>0.05)。
注:与模型组比较,★p<0.05。
2.2.2生化检测结果
2.2.2.1Aβ1-42量与Tau蛋白量
结果如表3显示:与空白组比较,模型组大鼠脑组织中Aβ1-42量增加,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,其他组大鼠脑组织中Aβ1-42量减少,差异具有统计学意义(P<0.05);与阳性组比较,HY3高中低组差异均无统计学意 义(p>0.05),提示其大鼠脑组织Aβ1-42含量与阳性组无差异。与空白组比较,模型组大鼠脑组织中Tau蛋白量增加,差异具有统计学意义(P<0.05);模型组大鼠脑组织中Tau蛋白量与其他组比较明显增加,差异有统计学意义(P<0.05);各药物组与阳性组比较,Tau蛋白的量无显著性差异(p>0.05);HY3各组3个剂量比较,Tau蛋白的量差异无显著意义(p>0.05)。
注:与模型组比较,★p<0.05。
2.2.2.2AChE量与GSK-3β量
结果如表4显示:与空白组比较,模型组大鼠脑组织中AChE含量增加,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,其他组大鼠脑组织AChE含量明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);与阳性组比较,HY3高组显示AChE含量有降低,且差异有统计学意义(P<0.05);HY3各组3个剂量比较,HY3高组较其他两个剂量组含量显著减少;与空白组比较,模型组大鼠脑组织中GSK-3β量增加,差异无统计学意义(p>0.05);与模型组比较,其他组大鼠脑组织GSK-3β量变化无显著差异(p>0.05);与阳性组比较,给药组大鼠脑组织GSK-3β量差异无统计学意义(p>0.05)。
表4各组AChE量与GSK-3β量比较( n=10)
组别 | 剂量/(mg·kg-1) | AChE量/(U·L-1) | GSK-3β量/(pmol·L-1) |
空白组 | - | 456.31±15.99★ | 6.38±0.44 |
[0143]
模型组 | - | 572.80±23.72 | 6.86±0.36 |
阳性组 | 0.45 | 500.95±15.00★ | 6.97±0.54 |
HY3低组 | 4.5 | 455.85±21.25★ | 6.24±0.55 |
HY3中组 | 9 | 463.92±18.39★ | 6.32±0.42 |
HY3高组 | 18 | 432.18±12.75★◆ | 6.51±0.59 |
注:与模型组比较,★p<0.05;与阳性组比较,◆p<0.05。
2.2.2.3IL-1量与iNOS量
结果如表5显示:与空白组比较,模型组大鼠血清中IL-1量增加,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,其他组大鼠血清中IL-1量降低,差异有统计学意义(P<0.05);与阳性组比较,血清中IL-1量差异不明显(p>0.05);HY3各组3个剂量比较,IL-1量差异无显著意义(p>0.05)。与空白组比较,模型组大鼠血清中iNOS量增加,差异无统计学意义(p>0.05);与模型组比较,其他组大鼠血清中iNOS量变化无显著差异(p>0.05);与阳性组比较,给药组大鼠iNOS量差异无统计学意义(p>0.05)。
注:与模型组比较,★p<0.05。
2.2.3HE染色结果
对所采标本进行HE染色后,经显微镜观察,图像采集可见。
空白组:海马区区域较大,神经元结构正常、清晰,数目较多且细胞排列整齐,有少数神经胶质细胞;细胞核呈圆形,胞体胞浆淡蓝色,突起胞浆淡红色。
模型组:海马区区域缩小,神经细胞损伤变形、数目减少、排列紊乱无序,出现细胞颗粒空泡变性,胶质细胞增生明显,细胞体积增大,胞核染色加重,胞质增多;并出现嗜伊红染色的团块状物质即类老年斑的形成,偶尔可见神经原纤维增粗扭曲现象。
阳性药组:与模型组比较,海马区区域较大,神经元数目较多,细胞排列基本整齐,胶质细胞增生不明显。
HY3组:与模型组比较,神经元数目多且细胞排列基本整齐、结构较清晰。
2.2.4免疫组化染色结果
对所采标本进行免疫组化染色后,显微镜观察,图像采集。阳性神经元主要分布在海马、颞叶、额叶皮层、基底前脑等部位,神经元呈梭形、椭圆形、锥形或多边形,细胞大小不等。阳性染色部位细胞膜呈棕色细胞颗粒,蛋白表达的多少表现为染色强度的强弱,染色强度则是光密度,染色越深,光密度值越大,阳性染色部位越多,蛋白表达越多。各组Aβ与Tau蛋白表达平均光密度值分析见表6。
表6各组Aβ与Tau蛋白表达平均光密度值比较( n=10)
注:与模型组比较,★p<0.05;与阳性组比较,◆p<0.05。
由上表可以看出:与空白组比较,模型组大鼠脑组织中AChE含量增加,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,其他组大鼠脑组织A β表达平均光密度值明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);他给药组与阳性组比较蛋白表达减少,差异具有统计学意义(P<0.05);与空白组比较,模型组大鼠脑组织中AChE含量增加,差异具有统计学意义(P<0.05);模型组大鼠脑组织Tau蛋白表达平均光密度值与其他组比较蛋白表达增多,差异有统计学意义(P<0.05);给药组与阳性组比较无明显差异(p>0.05)。
3结论与讨论
3.1结论
3.1.1采用腹腔注射D-半乳糖和NaNO2成功建立了AD动物模型,实验结果说明该模型稳定、可靠,可应用于AD的药理研究。
3.1.2通过Morris水迷宫实验对大鼠学习记忆能力检测,从定位航行学习记忆的逃避潜伏期缩短和空间探索学习记忆的穿环次数的增多,可知HY3能改善AD大鼠的学习记忆障碍。
3.1.3ELISA法、HE染色、免疫组化染色检测大鼠Aβ、Tau蛋白的含量,证实HY3可以改善AD大鼠脑组织的病理学改变,延缓老年性痴呆的病理进程。
3.1.4ELISA法检测大鼠AChE的含量结果显示HY3对胆碱能神经功能有显著改善,具有保护神经元作用。
3.1.5ELISA法检测大鼠IL-1的含量提示HY3对AD患者脑内局灶性炎症反应有所改善,具有保护神经细胞作用。
3.2讨论
3.2.1动物模型的建立
目前,还没有一个完全模拟AD特征的动物模型。其中,单一模型只是针对AD某一方面的病因来制作,只能模拟AD的部分特征。而AD的病因与发病机制复杂,试验模型的建立将直接影响AD的基础研究和药物开发。复合型模型是综合两种或两种以上单一模型方法获得的一种复合模型,可综合获得各种已有模型特点,符合AD的多因素发病机制,是制备AD模型的一个比较实际而有效的方法。
本实验采用D-gal致亚急性衰老模型,并联合NaNO2腹腔注射制备复合型AD模型。在一定时间内,连续给动物注射D-gal,细胞内D-gal浓度升高,导致机 体产生多器官、多系统的功能衰退,最终导致机体衰老的发生,已有比较肯定的证据表明D-gal产生拟衰老反应,目前在国内外已得到普遍认可并使用。但衰老只是AD发病的危险因素,并不能保证老龄动物就一定会发生发展成AD,且一般不出现AD的SP与NFT等特征。因此,同时再加以NaNO2使大鼠长时期的反复脑缺氧。从而贴近AD复杂的病理变化过程,用于探讨中药多靶点作用机制和有效药物筛选的研究模型。
该复合型AD模型能有效地避免对大鼠大脑物理损伤造成的死亡,保证了实验研究的顺利进行,且本实验结果也证明该模型的稳定性。各指标显示:与空白组比较,模型组行为学上学习记忆能力明显下降,而且模型组大鼠脑切片中也出现了老年斑与神经纤维缠结等病理变化,对Aβ和Tau蛋白的生化定量检测也显示模型组Aβ和Tau蛋白的表达显著增多。
3.2.2对照药物的运用
AD的一线治疗药物目前是乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂,盐酸多奈哌齐(安理申)是唯一一种同时被美国FDA和英国MCA批准上市的用于轻、中度AD对症治疗的新药,是第二代胆碱酯酶(ChE)抑制剂,具有可逆性地抑制AChE引起的乙酰胆酰水解而增加受体部位的乙酰胆碱含量的作用,可能还包括对肽、神经递质受体或Ca2+通道的直接作用,从而改善AD胆碱能神经元的进行性退变引起的记忆力减退、定向力丧失、行为和个性改变等。
研究证实,安理申治疗轻、中度AD,可显著改变AD患者的认知功能,且安全性良好。因此本实验选用安理申作对照药物。
3.2.3HY3对AD大鼠学习记忆能力的影响
AD是一种大脑退行性疾病,临床特征上首先表现为近期记忆力障碍,继而出现持续性智能衰退,判断推理能力丧失,运动障碍。保护AD病人的神经细胞免受损伤,改善记忆,阻止病人的智能衰退是治疗AD的重要措施。Morris水迷宫实验是常用的学习记忆测定方法,分为定位航行实验和空间搜索实验。定位航行实验是训练大鼠经过反复训练后能利用环境中的空间线索来定位水下平台,可以达到测定空间参考记忆获得的目的,定位航行实验中以大鼠逃避潜伏期代表学习能力,随着训练时间的增加,大鼠逃避潜伏期时间越短,表明其学习能力越强。而空间搜索实验用于测量动物对平台空间位置的准确记忆,在定位航行试验的基 础上,通过设定搜索时间上限,大鼠在平台位置穿越次数越多,表明其记忆能力越好。
水迷宫定位航行实验研究结果显示:与空白组比较,模型组逃避潜伏期的时间显著延长(P<0.05);在空间搜索实验中,模型组较空白组大鼠跨平台次数少,差异有统计学意义(P<0.05)。从行为学检测来看,证实模型组大鼠学习记忆能力减弱,提示由D-gal+NaNO2联合成功制成AD模型。同时,与模型组比较,HY3三个组大鼠逃避潜伏期显著缩短(P<0.05),HY3三个组大鼠穿台次数显著增多(P<0.05)。与阳性组比较,各供试药组大鼠逃避潜伏期均无明显差异(p>0.05),各供试药组大鼠穿台次数均无明显差异(p>0.05)。综合定位航行实验与空间搜索实验结果,各供试药组和阳性药组大鼠经过药物干预后学习记忆能力得到了明显改善,使得AD模型大鼠的认知能力得以恢复。
3.2.4HY3抗AD大鼠的作用机制
3.2.4.1干预Aβ表达,保护海马组织
Aβ是I型跨膜蛋白淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)的酶解产物,它的沉积导致老年斑的形成,是导致AD产生的重要途径之一,由于神经细胞异常产生大量Aβ,不仅会产生老年斑,而且会引起大脑神经纤维缠结和神经细胞死亡等病理变化,从而导致AD,目前医学界大多认为Aβ是导致人类罹患阿尔茨海默症的“罪魁祸首”。以往的实验研究证实了海马区内β淀粉样蛋白沉积导致神经细胞明显的损伤和丢失。鉴于此,本发明通过检测Aβ含量来验证造模情况,同时也说明HY3对大鼠脑Aβ蛋白的干扰情况。
Aβ定量分析结果证实:与空白组比较,模型组Aβ量确有增加,且两者差异显著(P<0.05);HE染色图片也显示:模型组出现相应的老年斑与细胞死亡等病理改变;同时免疫组化结果表明:通过对蛋白的平均光密度值进行分析,模型组Aβ表达确有显著增加(P<0.05);以上这三点提示Aβ量产生的变化是造模产生的结果,所以在一定程度上说明了造模成功。ELISA法结果显示,与阳性对照组比较,HY3高中低剂量组减少相对显著,此外,通过平均光密度值来看A β量,发现各给药组与阳性组比较无显著差异,提示HY3对大鼠脑Aβ蛋白均有干扰,而HY3高中低组干扰较大,从而对海马组织进行了保护。
3.2.4.2降低Tau蛋白过磷酸化,保护微管功能
Tau蛋白的主要生理功能是促进微管自聚集和稳定微管,这对于神经元胞内物质的传输至关重要。有研究发现Tau蛋白主要分布于中枢和周围神经系统神经细胞的轴突中,也可参与细胞发育的调节。AD患者脑内标志性病理变化之一是神经细胞内NFTs,NFFs的主要成分是过度磷酸化的Tau蛋白。当tau蛋白被过度磷酸化,并在细胞内形成了聚积后,则会失去其自身的功能,导致微管功能的损害。有相关研究显示,病人脑中的神经纤维缠结数量可作为临床检测AD程度的一个重要指标。
本实验结果显示:与空白组比较,模型组Tau量增加显著,从病理图片结果也可以看出,产生了神经纤维缠结,并对Tau蛋白表达的平均光密度值进行分析,显示大鼠脑中的神经纤维缠结数量增加,因此Tau蛋白可作为临床检测AD程度一个重要指标得到了进一步证实。同时,与模型组比较,各组Tau蛋白表达的平均光密度值较小,且差异显著(P<0.05),提示给药组与阳性组大鼠脑中的神经纤维缠结数量都有相对的减少,在一定程度上抑制了Tau蛋白过磷酸化,保护了微管功能,由此说明HY3对AD在一定程度上具有抑制作用。
3.2.4.3改善模型大鼠胆碱能神经功能,保护神经元
胆碱能神经递质是脑组织中的重要化学物质,患AD时,基底前脑区的胆碱能神经元减少,导致Ach合成、储存和释放减少,进而引起以记忆和识别功能障碍等一系列临床表现。还能选择性地损坏乙酰胆碱能神经,从而影响人的认识学习记忆等功能。因此,对体内AChE的测定,可以得知机体对AChE的活性及体内乙酰胆碱功能的情况。
实验结果显示:与空白组比较,模型组AChE含量显著增加(p<0.05),说明ACh的分解增加,降低了ACh的含量,从而引起记忆功能障碍。与模型组比较,给药组大鼠AChE含量显著减少,说明ACh含量相对增加,降低了脑组织过氧化脂质(LPO)含量,从而改善胆碱能系统功能、增强神经细胞的抗损伤能力,抑制大脑以及海马的锥体细胞退化变性,从而改善AD大鼠认知障碍。而与阳性组比较,HY3高组AChE含量显著降低,提示其保护神经元效果更好。
3.2.4.4改善模型大鼠局灶性炎症反应,保护神经细胞
有研究表明AD患者脑内存在强烈的局灶性炎症反应,淀粉样斑块附近激活的小胶质细胞可表达IL-1、IL-6及TNF-α等多种CK及补体分子。研究证实AD 的神经慢性退行性变可能是脑内免疫和炎症反应不适当激活所致,超强的免疫反应可造成细胞损伤和死亡。正常情况下血清中IL-1、IL-6、TNF-α水平较低,活化的小胶质细胞可分泌IL-1、IL-6,其中多数围绕AD脑内神经病理损害的小胶质细胞可见IL-1、IL-6免疫反应性。IL-1、IL-6阳性的小胶质细胞的分布与淀粉样斑块相关。
本实验结果也显示,与模型组比较,空白组大鼠IL-1量降低,差异有统计学意义(P<0.05),而与阳性组比较,HY3组IL-1含量降低,说明给药组能改善AD伴随的一个缓慢炎性病理过程。
3.2.4.5对GSK-3β、iNOS含量的影响
糖原合成酶激酶-3(包括GSK-3α、GSK-3β)、周期蛋白依赖性激酶-5(cyclin dependent kinase-5,CDK-5)是重要的蛋白激酶,可催化Tau蛋白发生磷酸化反应,其增多可能引起Tau蛋白异常磷酸化,使得Tau蛋白功能的丧失,从而导致AD。研究结果显示,模型组大鼠脑内GSK-3β水平无明显变化,说明本实验所造模型没有对该磷酸激酶产生可能的变化,或者Tau蛋白的异常磷酸化是其他磷酸激酶的影响所造成的。
一氧化氮(NO)是目前公认的一种信息传递分子,在脑缺血损伤中具有神经保护和神经毒性两种不同作用。iNOS是一种气体性细胞间信息传递的载体,iNOS一旦生成,其活性持续时间较长,能够持续大量地催化NO产生,而NO具有潜在神经毒性,是AD中氧化应激的有效来源,过量NO可通过多种途径损伤膜性结构、蛋白质及DNA,导致神经元坏死或凋亡。实验结果显示,模型组大鼠iNOS水平无明显变化,说明本模型没有对iNOS产生一定的影响。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、实验例1证实20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷在体外对大鼠血清胆碱酯酶有明显抑制作用,实验例2在体内实验通过ELISA法检测大鼠AChE的含量,结果显示20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷对胆碱能神经功能有显著改善,具有保护神经元作用。以上证明20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷具有抗胆碱酯酶的活性,可以成为新的乙酰胆碱酯酶抑制剂。
2、证实了20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷对AD具 有治疗效果,结合多指标结果来看20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷效果好,具有开发利用价值;
3、实验结果证实20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷抗AD的作用可能与其干预Aβ表达、降低Tau蛋白过度磷酸化、改善胆碱能神经功能、改善局灶性炎症反应等有关。
具体实施方式
实施例1。
工艺:取20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷100g,与40g的淀粉混合,装入胶囊,制成1000粒,即得。
20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷这样制备:取三两银,风干,粉碎,用95%乙醇回流提取三次,第一次4小时,第二、三次3小时,合并提取液,浓缩成浸膏,所得浸膏加蒸馏水溶解,用石油醚萃取3次,合并水层萃取液,用氨水调pH值到10,再用氯仿提取3次,氯仿提取液减压浓缩得到浸膏,用硅胶柱层析分离,用石油醚-丙酮-二乙氨100:1:1,100:5:1,100:10:1,100:20:1,100:50:1,100:100:1进行梯度洗脱,洗脱液按顺序分为6个部份,依次编号为1-6流份;取流份4用石油醚-乙酸乙酯-二乙氨10:1:0.110:3:0.110:5:0.110:10;0.1梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯-二乙氨10:5:0.1和10:1:0.1洗脱液,用氯仿重结晶,即得。
用法用量:口服,一日3次,每次使用剂量以20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为3mg。
功能与主治:乙酰胆碱酯酶抑制剂;亦可用于治疗老年性痴呆,改善记忆,延缓患者的智能衰退等。
实施例2:
工艺:取20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷,加注射用水溶解并灌封于相应容器内,115℃热压灭菌30分钟,冷却后,抽滤,滤液加注射用水稀释,垂熔滤球过滤,灌封,115℃再热压灭菌30分钟,制备成注射液。
用法用量:肌肉注射,静脉注射或静脉滴注,每日使用量以20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为2mg。
功能与主治:用于治疗老年性痴呆,改善记忆,阻止患者的智能衰退等。
实施例3:
工艺:取20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷,加注射用水溶解,加入2%的甘露醇,干燥,制备成注射用冻干粉针剂。
20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷的制备方法同实施例1。
用法用量:肌内注射、静脉注射或静脉滴注,每日使用量以20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为3mg。
功能与主治:乙酰胆碱酯酶抑制剂。
实施例4:
工艺:取20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷,加入聚乙二醇400混匀,然后将料液转移到制丸机的料斗内,滴制或压制成胶丸即得软胶囊剂。
用法用量:口服,每日3次,每次使用剂量以20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为2mg。
功能与主治:乙酰胆碱酯酶抑制剂;亦可用于治疗老年性痴呆,改善记忆,延缓患者的智能衰退等。
实施例5:
工艺:取20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷,与药物制成量7%的淀粉混匀,制丸,干燥,包糖衣,即得丸剂。
用法用量:口服,每日2次,每次使用剂量以20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为4mg。。
功能与主治:乙酰胆碱酯酶抑制剂;亦可用于治疗老年性痴呆,改善记忆,延缓患者的智能衰退等。
实施例6:
工艺:取20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷,与药物制成量1%的硬脂酸镁混匀,压片,包薄膜衣,即得片剂。
用法用量:口服,每日3次,每次使用剂量以20α-二甲胺基-2α羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为6mg。。
功能与主治:乙酰胆碱酯酶抑制剂;亦可用于治疗老年性痴呆,改善记忆, 延缓患者的智能衰退等。
实施例7:
工艺:取蔗糖加入煮沸的水中使溶解均匀,过滤,制成单糖浆,将20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷加入单糖浆中,加入苯甲酸钠,溶解,加水至1000ml,用氢氧化钠调PH至5.00-5.25,搅匀,滤过,灌封,即得口服液。
用法用量:口服,每日2次,每次使用剂量以20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷计为5mg。
功能与主治:乙酰胆碱酯酶抑制剂;亦可用于治疗老年性痴呆,改善记忆,延缓患者的智能衰退等。
Claims (7)
1.20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷作为乙酰胆碱酯酶抑制剂的应用。
2.20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷在制备预防或治疗老年性痴呆的药物中的应用。
3.如权利要求1或2所述的应用,其特征在于:所述20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷这样制备:取三两银,风干,粉碎,用95%乙醇回流提取三次,第一次4小时,第二、三次3小时,合并提取液,浓缩成浸膏,所得浸膏加蒸馏水溶解,用石油醚萃取3-5次,合并水层萃取液,用氨水调pH值到10,再用氯仿提取3-5次,氯仿提取液减压浓缩得到浸膏,用硅胶柱层析分离,用石油醚-丙酮-二乙氨100:1:1,100:5:1,100:10:1,100:20:1,100:50:1,100:100:1进行梯度洗脱,洗脱液按顺序分为6个部份,依次编号为1-6流份;取流份4用石油醚-乙酸乙酯-二乙氨10:1:0.1 10:3:0.1 10:5:0.1 10:10;0.1梯度洗脱,收集石油醚-乙酸乙酯-二乙氨10:5:0.1和10:1:0.1洗脱液,用氯仿重结晶,即得。
4.一种抗胆碱酯酶药,其特征在于:所述药物中包括20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷。
5.如权利要求4所述的抗胆碱酯酶药,其特征在于:所述药物主要由20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷制备而成。
6.一种预防或治疗老年性痴呆的药物,其特征在于:所述药物中包括20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷。
7.如权利要求6所述预防或治疗老年性痴呆的药物,其特征在于:所述药物主要由20α-二甲胺基-2α-羟基-3β-惕洛酰胺基-5α-孕甾烷制备而成。
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