CN103622953B - 茜素紫在制备治疗肾脏囊肿药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及茜素紫在制备治疗肾脏囊肿药物中的应用，所述药物的主要化学成分是茜素紫，化学式是C20H12O7。此化学合成药物此前初步用于心脏领域治疗，但是从未涉及到肾脏相关疾病的治疗。本发明第一次将此化学合成药物用于肾脏囊肿疾病的治疗，在小鼠体内注射可以有效地抑制肾囊肿的发生，并且大大提升了小鼠的存活率。这将是目前已知的第一次提出的针对于肾囊肿疾病有疗效化学合成药物，也将为将来最终攻克此类顽疾提供了非常有价值的参考，也终将会造福广大肾囊肿患者。
Description
技术领域
本发明涉及到一种化学合成物在制备治疗肾囊肿药物中的具体用途，药物的几种制备方法，多样化药物疗效检测，属于生物制药领域。
背景技术
肾囊肿(英文名称：renal cyst),或肾脏囊性疾病。肾囊肿是肾脏内出现大小不等的与外界不相通的囊性肿块总称。目前为止，常见的肾囊肿可分为几大类型：先天性肾囊肿；后天性肾囊肿以及一些其他的少见特殊性肾囊肿，先天性的肾囊肿是其中的多发类型。先天性肾囊肿又包含多囊肾、髓质海绵肾、肾多房性囊肿。多囊肾占据先天性肾囊肿患者的绝大部分。本发明主要涉及的是多囊肾(英文名称PKD：Polycystic Kidney Disease)。多囊肾包括常染色体隐性多囊肾病(ARPKD:autosomal recessive polycytic kidney disease)以及常染色体显性多囊肾病(ADPKD:autosomal dominant polycystic kidney disease)。常染色体隐性多囊肾病发病率较低，目前已经证实是人体第6对染色体上PKHD1(polycystickidney and hepatic disease 1)基因缺失所致。此类疾病患病率约为1/10,000-1/40,000，主要发病于新生儿，男女之比约为2：1。在病理上，常染色体隐性多囊肾病双肾呈弥漫性肿大，内部充满数毫米大小的囊肿。临床上，尽管少数患儿可存活到儿童期，甚至青年期，但一般存活时间较短。相对于常染色体隐性多囊肾病，常染色体显性多囊肾病发病率较高，其发病率为1/400-1/1000左右，存在于各个年龄段落。其临床症状表现为肾脏的皮质以及髓质出现的数目极多、大小不等的囊肿，这些囊肿随着年龄的增长逐年增大增多，压迫肾脏组织，造成了肾脏功能性损害，造成肾脏功能缺失，同时伴有血尿，蛋白尿，白细胞尿以及高血压等症状，最终导致肾脏功能完全缺失患者死亡。常染色体显性多囊肾(以下均简化为多囊肾)还会累及患者全身多个脏器包括肝脏囊肿，颅内动脉瘤、肝囊肿、结肠憩室、腹壁疝、二尖瓣脱垂及胰脾囊肿。
目前多囊肾是医学界的一大难关，人们对于多囊肾的病理原因以及治疗手段还知之甚少。对于多囊肾的的发病机制，截止到目前公认本病为先天性基因缺陷所致。所缺少的两个基因为PKD1(polycytic kidney disease 1)或者PKD2(polycytic kidney disease 2)基因。单基因或者双基因缺失均可导致多囊肾，但是病变的严重程度有所不同。在目前世界范围内统计患者中，PKD1单基因缺失患者约占全部患者的80-90％。目前针对于PKD1以及PKD2基因的功能还存在许多争议，而且关于他们的分子学路径也缺乏足够的证据。正是由于对于PKD1以及PKD2基因的功能认识有限，临床上针对于多囊肾的疗法目前都是保守外源性治疗。当下尚无可阻止囊性疾病进展或诱导囊肿退化的有效手段，改正危险因素、提早检测、避免摄入潜在肾毒性物质是主要治疗策略。国内外针对此类疾病主要采用是穿刺疗法。国内对穿刺肾囊肿的治疗基本是在B超、CT引导下进行的，直接注射硬化剂或囊腔内置入引流管引流后再注射硬化剂例如无水乙醇。这种治疗方法的机理在于无水乙醇经注射进入肾脏后可以促使肾脏上皮细胞蛋白凝固变性，细胞破坏，使囊腔凝固、硬化、闭合，最后吸收消失。此类治疗方法的优势是安全、费用低、经济。但是肾囊肿穿刺操作难度高，穿刺时存在肾实质出血、尿漏、以及术后囊肿的复发或残留的问题。另外如果穿刺针硬，柔韧性差时，有可能刺破囊壁，给患者带来生命危险。以此同时，目前国内手术穿刺治疗中存在合并囊内出血，形成血肿的病例或者产生其他的并发症。
发明内容
本发明的目的是提供茜素紫在制备治疗肾囊肿疾病中的具体应用及其制备方法。
本发明提供的治疗肾脏囊肿的药物，是由如下结构式的药效成分茜素紫(化学式是C20H12O7)和药剂学上可接受的辅料组成，
所述药物的剂型为注射型剂型，口服固体溶解型剂型或者口服液体胶囊型剂型；制成具有药效成分的最终药物由茜素紫溶解在PBS磷酸盐缓冲液。
茜素紫原药保存于零下80度(保存期限约为2年左右)。需要进行药物实验时，先将药物从低温取出，室温加热进行配制。100mg茜素紫溶解在200ml磷酸盐缓冲液中。对于腹腔注射的药物，药物要溶解在酸碱度7.7的磷酸盐缓冲液中(PBS,PH＝7.7)。进行口服固体药物检测时，药物以0.5mg/g的比例均匀混合在小鼠食物中。进行口服液体药物检测时，药物以0.25mg/ml的比例添加到小鼠日常饮用水中。以上所进行的实验中，药物每天现配以保证计量的准确以及药品的新鲜度。
本发明的优点和有益效果：
我们经过多年的基础和临床试验发现了PKD1基因调控的新的分子学路径，而且经过我们证实也是其主要的功能路径。我们发现PKD1的功能主要是作为G蛋白(G-protein)外源抗原的细胞膜受体，而且调节G蛋白下游非典型性信号通道(non-canonical signalingpathway)。根据这一个创新性发现，我们利用下游非典型信号通道抑制剂(茜素紫)处理多囊肾小鼠。经过抑制剂处理，多囊肾小鼠的存活率有着大幅度的提升而且多囊肾的病情有着明显的好转。基于这个创新的发现，我们尝试了多种药物处理方法包括了腹腔注射，口服固体溶解型剂型以及口服液体胶囊型剂型。几种不同的药物出料方法均呈现出显著疗效。在此之前，茜素紫主要试用于心力衰竭以及神经性疾病，从未应用于肾脏疾病的治疗。这将是第一次将茜素紫应用到肾脏疾病特别是多囊肾的治疗，同时也是第一次针对于多囊肾的外源性药物尝试。
附图说明
图1是实验设计流程图。
图2是经过茜素紫的腹腔注射7天后小鼠存活率统计。
图3是经过茜素紫的口腔固态给药7天后小鼠存活率统计。
图4是经过茜素紫的口腔液态给药7天后小鼠存活率统计。
图5是小鼠阳性对照组和阳性给药组的肾脏部位组织学切片，其中，A是没有给药的阳性对照组肾囊肿小鼠肾部组织学切片，B是经过茜紫素给药的阳性给药组肾部组织学切片。
具体实施方式
本发明采用的多囊肾模式动物是PKD1基因选择性敲除的小鼠系。
PKD1基因完全敲除的小鼠具有致死性，小鼠一般死于胚胎时期无法进行后期的药物性实验。基于此，我们选择两个小鼠体系进行杂交，一个是PKD1Fl/Fl小鼠系，另外一个是PKHD1-Cre驱动的小鼠系。两个系小鼠杂交以后，可以选择性敲除PKD1基因(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠)，这样的小鼠可以存活到21天左右(P21)。我们选择在出生后14天(P14)左右给药，这个时期小鼠可以独立进食，另外多囊肾也在这个时期形成。从P14到P21，我们给药7天，然后统计小鼠的存活率(见图1)。同时，我们从其中随机取出样本小鼠进行解剖，检测多囊肾的发展情况。
本发明涉及的实验均分为四组，阴性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，不给药)；阴性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，给药)；阳性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，不给药)；阳性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，给药)。
本发明中主要比对是阳性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，不给药)；阳性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，给药)两组的肾脏表型用来证实茜素紫的药物疗效。同时，对比阴性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，不给药)；阴性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，给药)两组的肾脏表型用来证实茜素紫是否存在副作用以及是否给机体带来任何伤害。
第一部分：茜素紫可以大幅度提升多囊肾小鼠的存活率
实验例1、茜素紫的腹腔注射检验
腹腔注射的小鼠注射前要进行称重(从出生后14天到21天)，按照每千克小鼠每天腹腔注射茜素紫100mg给药。茜素紫提前溶解在200ml磷酸盐缓冲液(0.5mg/ml),连续注射一个疗程(一周)。例如：出生后14天的小鼠大约为10g左右体重，根据这个体重要给药1mg(腹腔注射2ml)。
各个实验组小鼠数目如下：阴性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，不给药，34只)；阴性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，给药,36只)；阳性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，不给药，37只)；阳性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，给药，39只)。通过统计，我们发现多囊肾的致死率很高，21天的小鼠存活率仅有5％。但是经过茜素紫腹腔注射以后，多囊肾小鼠的存活率大大提升，仅有3只小鼠死亡(对比图2的阳性对照组和阳性给药组)。这表明茜素紫可以快速的抑制多囊肾的发展，同时可以有效的恢复机体功能，大幅度提升多囊肾小鼠的存活率。与此同时，我们可以发现茜素紫对于机体没有任何可观的副作用(对比图2的阴性对照组和阴性给药组)。相比于未经处理的阴性对照组，阴性给药组的小鼠没有任何外部以及内在的区别。而且，小鼠的行为精神都没有任何的异常。截止到21天，没有任何小鼠出现死亡的迹象以及任何表征的区别。这说明，茜素紫对机体是无害的，不存在目前可检测的副作用。
实验例2、口服固态茜素紫检验
对于口服固态茜素紫检测时，药物以0.5mg/g的比例均匀混合在小鼠食物中。经过我们事先统计，本发明涉及的小鼠系每天进食为2g左右，因此每天的药物摄取量约为1mg(等同于腹腔注射剂量)。小鼠连续摄取固态茜素紫一个疗程(一周)。
各个实验组小鼠数目如下：阴性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，不给药，29只)；阴性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，给药,31只)；阳性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，不给药，31只)；阳性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，给药，30只)。类似于实验例1，我们发现多囊肾的致死率很高，21天的小鼠存活率仅有6％。但是经过一个疗程的口服固态茜素紫以后，多囊肾小鼠的存活率大大提升，仅有2只小鼠死亡(对比图3的阳性对照组和阳性给药组)。这表明口服固态茜素紫同样可以快速的抑制多囊肾的发展，极大的提高多囊肾的存活率。与此同时，我们可以发现口服固态茜素紫对于机体没有任何可观的副作用(对比图3的阴性对照组和阴性给药组)。相比于未经处理的阴性对照组，阴性给药组组的小鼠没有任何外部以及内在的区别。而且，小鼠的行为精神都没有任何的异常。截止到21天，没有任何小鼠出现死亡的迹象以及任何表征的区别。这说明，口服固态的茜素紫对机体是无害的，不存在目前可检测的副作用。
实验例3、口服液态茜素紫检验
对于口服液态茜素紫检测时，药物以0.25mg/ml的比例添加到小鼠日常饮用水中。经过我们事先统计，本发明涉及的小鼠系每天饮水量约为4ml左右，因此每天的药物摄取量约为1mg(等同于腹腔注射剂量以及口服固态茜素紫)。小鼠连续饮用液态茜素紫一个疗程(一周)。
各个实验组小鼠数目如下：阴性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，不给药，29只)；阴性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre-基因型小鼠，无多囊肾表型，给药,35只)；阳性对照组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，不给药，35只)；阳性给药组(PKD1Fl/FlPKHD1-Cre+基因型小鼠，有多囊肾表型，给药，35只)。类似于实验例1和实验例2，经过一个疗程的口服液态茜素紫以后，多囊肾小鼠的存活率大大提升，也仅有3只小鼠死亡(对比图4的阳性对照组和阳性给药组)。这表明口服液态茜素紫同样可以快速的抑制多囊肾的发展，极大的提高多囊肾的存活率。与此同时，我们可以发现口服液态茜素紫对于机体也没有任何可观的副作用(对比图4的阴性对照组和阴性给药组)。相比于未经处理的阴性对照组，阴性给药组组的小鼠没有任何外部以及内在的区别。而且，小鼠的行为精神都没有任何的异常。截止到21天，没有任何小鼠出现死亡的迹象以及任何表征的区别。这说明，口服液态的茜素紫对机体是无害的，不存在目前可检测的副作用。
第二部分：茜素紫可以强烈抑制多囊肾的发展
除了存活率检测，我们有针对性的对小鼠的肾脏进行专门检测。我们从四个实验组21天小鼠中随机抽取若干小鼠进行肾脏切片(每组选取10只小鼠)。我们将所有的切片进行组织学染色检测。从切片可以看出，多囊肾小鼠类似于人类多囊肾患者，多囊肾小鼠的肾脏呈现出多个液性囊泡,囊肿进行性增大,造成肾脏结构和功能的损害(具体见图5中A所示)，这个也是多囊肾小鼠致死的最大原因。相比于阳性对照组，阳性给药组的小鼠经过茜素紫处理后(腹腔注射，口服固态药，口服液态药)，肾部囊肿病情大大缓解，液态的囊泡基本上消失，而且肾脏的肿胀情况有了极大的缓解(对比图5中B和图5中A，图5中B是三种药物摄取方法处理小鼠的随机切片染色，具有代表性)。这表明：
1、茜素紫可以通过腹腔注射，口服摄取等多种方法进入体内，并且被机体有效的吸收。茜素紫在体内可以发挥其功效。这将是首次提出有效治疗多囊肾的外源性药物并且首次研究出药物的多种摄取方式。
2、茜素紫可以有效抑制多囊肾的发生并且可以帮助肾脏恢复表观以及其多样性的功能。
3、茜素紫可以大幅度提升小鼠的存活率。
综上所述，本发明根据实验室发现的多囊肾基因新的分子通路，创新性的将化学合成药物茜素紫用于治疗多囊肾疾病。茜素紫通过腹腔注射，固态口服，液态口服等多种方式实验于多囊肾的小鼠模型中。本发明发现茜素紫可以有效的治愈多囊肾症状，大大减少肾脏液态囊肿的数目，提升肾脏的功能性。与此同时，茜素紫还可以提升小鼠的存活率。基于目前多囊肾患者缺乏有效的治疗手段，而且手术治疗易复发的情况。本发明将会为下一步茜素紫用于多囊肾患者的临床试验，并且最终发现具有疗效的药物提供了非常有价值的基础参考。
Claims (2)
1.茜素紫在制备治疗肾脏囊肿药物中的应用，所述茜素紫结构式如下，
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述治疗肾脏囊肿药物的药效成分为茜素紫以及药剂学上可接受的辅料，所述药物的剂型为注射型剂型，口服固体溶解型剂型或者口服液体胶囊型剂型；制成具有药效成分的最终药物由茜素紫溶解在PBS磷酸盐缓冲液。
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