CN104997777A

CN104997777A - 去铁酮的2比1锌络合物作为制备抗癌药物的应用

Info

Publication number: CN104997777A
Application number: CN201510442904.4A
Authority: CN
Inventors: 孔小乐
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2015-10-28

Abstract

“去铁酮的2比1锌络合物作为制备抗癌药物的应用”属于医药领域。本发明公开了一种能抑制癌细胞铁吸收从而治愈癌症的药物分子结构即1，2二甲基三羟基吡啶四酮的2比1锌络合物。

Description

去铁酮的2比1锌络合物作为制备抗癌药物的应用

技术领域

本发明涉及医学领域，公开了去铁酮的锌络合物作为治疗癌症药物的应用。

背景技术

铁螯合剂一直用于治疗因长期输血导致的铁超载，目的是将体内累积的铁排出体外。典型的铁螯合剂有去铁胺(DFO)，去铁酮商品名(奥贝安可)，去铁斯诺(Exjade)等。本发明所涉及的去铁酮早在1996年就在印度上市(美国专利US20030158234)，目前作为用于血色素沉着症和长期输血导致的铁超载的专利已过期。其专利权人的新专利(去铁酮的新用途的制作方法CN201010272148)强调去铁酮祛除心脏中铁的用途。此两专利的权利要求和说明书均只字未提对于癌症的治疗用途。去铁酮目前存在的最大问题是其主要部分在肝脏通过葡萄糖醛酸化代谢而失去了药效；该酶系β-glucuronidase将去铁酮的3-羟基共价键连接葡萄糖，使其失去螯合铁的能力。去铁酮主要通过肾脏消除，在服用后24小时，总剂量的75％-90％以去铁酮原形，葡萄糖醛酸化代谢产物以及铁-去铁酮复合物形式由尿排出。

发明内容

本发明创造性地应用去铁酮的锌络合物作为抗癌药物的应用的主要原因是：通过锌原子配位保护去铁酮3位的羟基不受葡萄糖醛酸化代谢可以大大提高和延长去铁酮的有效血药浓度，达到提高药物的利用率的技术效果。正2价锌原子与去铁酮在中性pH下形成2∶1的络合物，分子量341，小于500，根据吸收5原则(Lipinski’s rule of five)可以被吸收。同时因为正2价锌原子在血浆中的浓度有较大的波动范围，对人体的毒性几乎为零，如果使用其他正3价金属原子(如铝原子)保护去铁酮3位的羟基，不仅会牵扯到毒性问题，而且形成的3∶1的络合物由于分子量更大而难于吸收，并且由于去铁酮与3价金属原子的高亲和力还会影响去铁酮对铁的螯合并产生竞争，从而降低利用率。图1显示的是pH5-10下采用去铁酮(1，2二甲基三羟基吡啶四酮)2mM配制2比1锌(1mM)络合物的溶液中物种存在图。具体计算采用的稳定常数数据去铁酮锌13.5(MARTELL，A.E.&SMITH，R.M.(19741989).Critical Stability Constant，Vols.1-6，.London：PlenμM Press.)显示在pH7.4时约90％的锌是以2∶1的络合物的形式存在的，约10％的锌是以1∶1的络合物的形式存在的。由于去铁酮2∶1的锌络合物是电中性的，整个分子极化率小，电荷配平均分布在整个分子上，促使去铁酮2∶1的锌络合物更容易的被吸收。特别是通过直肠给药的方式，即使是在病患睡眠的情况下仍可以连续的保持血药浓度。从新颖性方面来说，去铁酮虽然已使用了20多年，但与锌配位形成络合物的研究甚少，特别是作为抗癌药物的应用未见报道。近年的报道Nutrients 2013，5：2836-2856只提到采用DFO用于癌症的治疗显示了很好的效果。本发明认为癌细胞表面具有浓度远超正常细胞的转铁蛋白受体，该受体用于获取血浆中结合了铁的转铁蛋白。这些铁是癌细胞分裂不可缺少的重要营养。本发明是利用锌原子保护去铁酮少受葡萄糖醛酸化代谢，或采用直肠给药的方式绕过肝胆循环，以减少去铁酮被葡萄糖醛酸化代谢浪费掉，继而利用去铁酮对铁原子极高的亲和力阻断转铁蛋白对铁的吸附，从而截断癌细胞通过转铁蛋白受体获取铁的途径，进而在铁营养方面“饿死”癌细胞，达到治愈癌症的目的。本发明通过理论模拟估算去铁酮的合理用药浓度如下：正常人血清中转铁蛋白含量约25μM(Clinical Chemistry.2003；49：175-178.)在计算中采用25μM。在pH7.4转铁蛋白和三价铁离子条件稳定常数22.1(Clinical Chemistry；1987；33：405-407.)。去铁酮与铁形成3∶1络合物的稳定常数数据37.1(自测)，计算程序使用HYSS软件(Coordination Chemistry Reviews，184(1999)311-318)分析1μM铁存在下去铁酮与转铁蛋白的竞争情况。计算结果在图2显示，由图可知在当血液中有100μM去铁酮存在时，在pH7.4有超过80％的铁(即0.8μM)被去铁酮螯合，如果采用200μM去铁酮存在时在pH7.4将有超过96％的铁(即0.8μM)被去铁酮螯合。而在没有去铁酮干预的情况下100％的铁原子会被转铁蛋白吸收继而供应癌细胞生长。本发明的实用性体现在癌细胞在加有去铁酮锌络合物(锌110μM)的生长液中癌细胞1天后减慢了分裂。根据以上的实验结果，有理由推测在控制保持去铁酮锌络合物血药浓度不低于115μM的情况下，生长在人体内的癌细胞也会因不能通过转铁蛋白获取铁而停止分裂。虽然这样的人体临床实验在本发明申请专利时还没有能力获取试验数据，但本发明公开的物理化学试验以及细胞实验都有利的证明本发明是能够用于人类癌症治疗的。本发明涉及治疗各种癌症包括但不限于：膀胱癌、乳癌、结肠直肠癌、肾癌、黑素瘤、非霍奇金氏淋巴瘤、白血病、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌以及子宫癌。

附图说明

图1，为理论模拟不同的pH下采用去铁酮(1，2二甲基三羟基吡啶四酮)2mM配制2比1锌(1mM)络合物的溶液中物种存在图。

图2，为理论模拟不同的pH下采用去铁酮(1，2二甲基三羟基吡啶四酮)100μM与转铁蛋白(25μM)竞争铁(1μM)的溶液中物种存在图。

具体实施方式

实施例1

采用葡萄糖酸锌制备：取0.5g葡萄糖酸锌(D-gluconic acid-zinc分子量454)(含锌原子70mg)和0.31g去铁酮(分子量139)，溶解在0.1L去离子水中，使用125mg氢氧化钾(2.3mmol)调节pH到8左右即可确定生成去铁酮的2比1锌络合物，其中锌的浓度11mM，去铁酮的浓度22mM。该溶液即可口服或通过滴定泵直肠给药的方式给癌症患者治疗。采用其他锌盐制备(锌目标1.1mmol)：取氯化锌147.5mg(分子量134)或无水硫酸锌178mg(分子量161)或七水硫酸锌316mg(皓矾，分子量287)和0.31g去铁酮(分子量139)，溶解在0.1L水中，使用125mg氢氧化钾(2.3mmol)调节pH到8左右即可确定生成去铁酮的2比1锌络合物，其中锌11mM，去铁酮22mM。如使用或其他锌源含有酸时，如二水乙酸锌，草酸锌等，需要额外的氢氧化钾或使氢氧化钠或其他碱通过滴定的方式中和相应的酸使pH到8左右即可确定生成本发明所描述的去铁酮的2比1锌络合物。

实施例2

1，2二甲基三羟基吡啶四酮的2比1锌络合物(其中锌浓度115μM，去铁酮230μM)对肺癌细胞株A549的抑制效果。

去铁酮锌络合物溶液的配制方法采用实施例1葡萄糖酸锌制备的溶液用PBS稀释10倍获得(去铁酮的浓度0.00022M)。

MTT溶液的配制方法：称取MTT 0.5克，溶于100ml的磷酸缓冲液(PBS)中，用0.22μm滤膜过滤以除去溶液里的细菌，放4℃避光保存。

(1)细胞培养：A549细胞株。培养条件：加10％小牛血清的PRMI-1640培养液，相对湿度94％，5％CO₂，37℃，细胞浓度为2×10⁶5mL传代。(2)细胞处理：肺癌细胞株A549用常规方法培养，实验时收集对数生长期细胞，调整细胞悬液浓度，每孔加入100μL，铺板使待测细胞密度1000-10000/孔。5％CO₂，37℃孵育，至细胞单层铺满孔底，加入浓度0.00022M的锌络合物溶液，每孔27μL，设3个复孔(孔中HBED浓度50μM)。参照孔3个，加入27μL PBS缓冲液。继续培养24小时后，每孔加入20μL MTT溶液，继续培养4小时。然后终止培养，吸去孔内培养液。每孔加入150μL二甲基亚砜，置摇床上低速振荡10min，使结晶物充分溶解。用酶联免疫检测仪(测定波长492nm)测定每孔的吸光(OD)值，同时设置调零孔(培养基、MTT、二甲基亚砜)，对照孔(细胞、相同浓度的药物溶解介质、培养液、MTT、二甲基亚砜)。计算各组细胞的生长抑制率。生长抑制率＝[(参照组平均OD值-实验组平均OD值)/对照组平均OD值]×100％。测得结果得生长抑制百分率：61±19。

Claims

1.去铁酮的2比1锌络合物作为制备抗癌药物的应用，其特征是具备以下化学结构式，中文名1，2二甲基三羟基吡啶四酮的2比1锌络合物：

。

2.根据权利要求一所述的去铁酮的2比1锌络合物，其特征是用于治疗癌症。

3.根据权利要求二所述的去铁酮的2比1锌络合物，其特征是给药路径是口服和直肠给药。