CN105560220A - 新型sgk1抑制剂emd638683在制备治疗急性心肌梗死药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了EMD638683在保护急性心肌梗死后心脏中的应用。本发明提供了EMD638683在制备具有如下1)或2)功能产品中的应用：1)预防和/或治疗动物心肌梗死；2)预防和/或治疗动物心肌梗死后引发的心力衰竭；3)抑制动物心肌梗死后心肌组织中SGK1蛋白表达。本发明的实验证明EMD638683对心肌梗死小鼠的治疗作用，为EMD638683治疗心肌梗死的临床应用提供了实验数据；这对于防治心肌梗死后心力衰竭药物的研发具有重要的理论意义和良好的应用前景。

Description

新型SGK1抑制剂EMD638683在制备治疗急性心肌梗死药物中的应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种新型SGK1抑制剂EMD638683在制备治疗急性心肌梗死药物中的应用。

背景技术

在世界范围内，心肌梗死(myocardialinfarction，MI)一直是人类因病住院和死亡的主要原因之一。随着经济社会发展和人们生活方式的改变，我国心肌梗死的患病率、发病率呈逐年上升趋势，其死亡率也高于欧美国家。心肌梗死因其难以预防，发病急迫，预后凶险已成为危害我国人民群众生命安全的重要疾患。近年来，随着介入治疗和药物溶栓抗凝等干预措施不断应用于心血管疾病的治疗，急性心肌梗死患者的死亡率开始出现下降，但是心肌梗死的并发症，特别是心力衰竭风险日益凸现，已成为现代社会高危人群的严重健康负担。大量的临床研究和基础实验证实，心肌梗死后过度激活的炎症反应是心肌梗死后引发心室重构，导致心力衰竭发生发展的主要原因。因此，如何控制心肌梗死后心脏的炎症反应过度激活，并以心脏炎症反应为靶点的治疗则可能成为未来临床治疗的潜在亮点。然而，炎症免疫系统的调节机制是极其复杂和精密的，非特异性抑制心肌梗死后免疫炎症反应，如采用糖皮质激素类药物，无疑会产生无法预测的严重后果和并发症。截至目前，炎症免疫调节药物治疗心肌梗死尚未应用于临床。因此，研发在特定时间窗内有针对性的调节失衡的免疫炎症反应的药物，对于以炎症为靶点的预防心肌梗死后心力衰竭至关重要。

血清和糖皮质激素诱导的蛋白激酶1(serumglucocorticoid-induciblekinase1,SGK1)是新近发现的一种快速诱导型蛋白激酶，与蛋白激酶B(PKB/AKT)有极高的同源性。SGK1存在于人体的多种组织细胞中，生理条件下表达较低，在应激条件刺激下(高糖、高渗、皮质激素、炎症介质等)均可诱导其转录表达。与目前己发现的绝大多数蛋白激酶只受磷酸化/去磷酸化调节机制显著不同的是，SGK1还存在快速转录水平上的调节机制。它可能作为多种细胞信号传导通路和细胞磷酸化级联反应的一个功能性交汇点，参与离子通道调节、细胞增殖、存活的信号传导。

EMD638683己被德国FlorianLang的研究团队证实为新型和高效特异的SGK1抑制剂,体内研究发现在果糖和高盐饮水诱导的小鼠高血压模型中，EMD638683可明显降低小鼠的血压；相反，EMD638683并不影响正常小鼠和SGK1敲除小鼠的血压，研究结果提示EMD638683可能对于合并II型糖尿病和代谢综合征的高血压患者有良好的降压作用。此外，研究还发现新型特异的SGK1抑制剂EMD638683可明显阻滞小鼠体内结肠癌的发生发展。

由于SGK1是应激条件下快速诱导产生的蛋白激酶，SGK1抑制剂EMD638683在生理下不影响组织和细胞的功能。因此EMD638683具有作用靶点清楚，药效确切，特异性好，毒副作用小的特点。

发明内容

EMD638683是否能抑制心肌梗死后心脏的炎症反应，是否对心肌梗死后心脏重塑及心功能的改善发挥保护作用，目前未见相关报道。

本发明的一个目的是提供EMD638683的新用途。

本发明提供的EMD638683在制备具有如下1)或2)或3)功能产品中的应用：

1)预防和/或治疗动物心肌梗死；

2)预防和/或治疗动物心肌梗死后引发的心力衰竭；

3)抑制动物心肌梗死后心肌组织中SGK1蛋白表达；

所述EMD638683的化学结构式如式Ⅰ所示：

上述应用中，所述预防和/或治疗动物心肌梗死体现在提高动物心肌梗死后生存率；

所述预防和/或治疗动物心肌梗死后引发的心力衰竭体现在抑制心肌梗死后心脏的炎症反应、抑制心肌梗死后心脏重塑和/或改善心肌梗死后的心功能。

上述应用中，所述提高动物心肌梗死后生存率体现在减少动物心肌梗死后心脏破裂的发生；

所述抑制心肌梗死后心脏的炎症反应体现在抑制心肌梗死后心肌组织中炎症细胞浸润，减少心肌细胞坏死；

所述抑制心肌梗死后心脏重塑体现在减少心肌梗死后纤维瘢痕的延展和扩张。

上述应用中，所述动物为人或小鼠。

上述应用中，所述产品为药物。

本发明另一个目的是提供EMD638683的另一个新用途。

本发明提供的EMD638683在制备具有如下1或2)功能产品中的应用：

1)提高动物心肌梗死后生存率；

2)抑制心肌梗死后心脏的炎症反应；

3)抑制心肌梗死后心脏重塑；

4)改善心肌梗死后的心功能；

5)减少动物心肌梗死后心脏破裂的发生；

6)抑制心肌梗死后心肌组织中炎症细胞浸润，减少心肌细胞坏死；

7)减少心肌梗死后纤维瘢痕的延展和扩张。

上述应用中，所述动物为人或小鼠。

上述应用中，所述产品为药物。

本发明的实验证明，本研究采用冠状动脉左前降支结扎建立小鼠心肌梗死模型，观察新型SGK1抑制剂EMD638683对于心梗术后小鼠存活率的影响，进一步检测心梗术后心脏炎症反应、心室重构及心功能的变化；本研究验证了EMD638683对心肌梗死小鼠的治疗作用，为EMD638683治疗心肌梗死的临床应用提供了实验数据。因此，EMD638683能用于制备治疗急性心肌梗死的药物，具有良好的开发应用前景。

附图说明

图1为HE染色观察EMD638683对心梗术后3天梗死心肌组织炎症反应的影响

图2为EMD638683对小鼠心肌梗死后生存率及发生心脏破裂的影响

图3为Masson染色检测EMD638683对小鼠梗死瘢痕面积的影响

图4为超声心动检测EMD638683对小鼠心肌梗死后心功能的影响

图5为蛋白质免疫印迹分析EMD638683对心梗术后28天梗死心肌组织SGK1蛋白表达的影响

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

健康清洁级B6/129S小鼠80只，雄性，周龄16-18周，体重约25g，全部购于北京维通利华试验动物技术有限公司，购入后以标准饲料喂养并给予纯净水饮用，饲养环境为首都医科大学附属北京安贞医院动物实验中心(SPF级)。室温22-24℃，相对湿度50-70％，早8点至晚8点自动照明。动物自由进食，自由饮水。所有动物实验参照(1988,No.134)中华人民共和国科学技术部颁布的实验动物管理条例执行。

EMD638683委托药明康德(天津)公司合成，化合物纯度≥98％。Vevo超高分辨率小动物超声仪购自加拿大VisualSonics司。兔抗小鼠SGK1抗体购自英国Abcam公司，MASSON染色试剂盒购自福州迈新生物公司。

下述实施例中的统计学分析，采用GraphPadPrism5.0统计软件进行统计学分析。实验数据以均数±标准误(Mean±SEM)表示，计量资料采用单因素方差分析(ANOVA)分别比较各组数据，以P＜0.05为差异具有显著性。

实施例1、EMD638683在治疗心肌梗死小鼠中的应用

1、小鼠心肌梗死模型的建立

参照常规方法，采用冠状动脉左前降支结扎建立小鼠心肌梗死模型。具体操作如下：将应用异氟烷麻醉后的小鼠仰卧固定在鼠板上，在小鼠心脏部位第3，4肋间隙位置沿着腋窝与胸骨下端连线做1.5cm的切口，于第3-4肋间穿破肋间隙，左手迅速将心脏挤出，剥开心包。以左心耳下缘水平线为标志，在线下2mm处以6-0proline丝线结扎冠脉，进针深度1mm左右，避免刺破心脏。结扎完毕，可见左心室前壁颜色由鲜红变为暗紫至苍白色，快速将心脏推入胸腔。挤出胸内气体，打紧荷包关胸。摘除麻醉面罩。整个过程在1分钟之内完成，制备得到小鼠心肌梗死模型。

以假手术组仅穿线不结扎。

所有实验动物均普通饮食、自由饮水。

2、动物分组

将实验小鼠分为以下四组：

假手术组+正常饲料组(15只)：正常饲喂28天后，进行假手术；

假手术组+EMD638683处理组(15只)：EMD638683饲喂28天后，进行假手术组；

心梗手术组+正常饲料组(40只)：正常饲喂28天后，建立心肌梗死模型；

心梗手术组+EMD638683处理组(40只):EMD638683饲喂28天后，建立心肌梗死模型；

上述EMD638683饲喂为将EMD638683按照4460mg/kg加入正常小鼠饲料均匀混合，由首都医科大学附属北京安贞医院动物实验中心代加工成颗粒状饲料，烘干，以每只小鼠每日消耗鼠粮3-5g计算，给予EMD638683浓度约为600mg/kg/day，连续饲喂28天；

正常饲喂为正常饲料喂养。

3、HE染色检测心脏组织的炎症反应

心梗术后及假手术组3天，1％戊巴比妥麻醉。经原切口开胸，心腔内注射10％KCl溶液0.2ml，使心脏停于舒张期。用含有肝素的0.9％氯化钠灌注心脏，迅速剪下心脏浸泡于10％福尔马林溶液中固定24小时。常规脱水、透明，取出后将心脏沿结扎线部位切开，保留梗死区域组织进行包埋、切片，切片厚度5μm，采用HE染色观察心脏组织炎症细胞浸润。

实验步骤：石蜡切片5μm脱蜡至水，苏木素染10min流水冲洗，1％的盐酸酒精分化3～5s流水冲洗，充分水洗蓝化30min，1％伊红染色2min，蒸馏水冲洗，80％、95％、纯酒精1、2各脱水5min，二甲苯1、2中各5-10min，中性树胶封片。

结果如图1所示，HE染色观察EMD638683对心梗术后3天梗死心肌组织炎症反应的影响，在正常饲料喂养组，假手术后心脏结构清晰，心肌组织未见异常；而心梗术后3天与假手术组比较可见梗死区心肌纤维断裂，充血及出血带明显，心肌细胞坏死，梗死区及梗死周边区可见大量炎症细胞浸润；相反，加入EMD638683处理组心梗术后3天，心肌纤维断裂及炎症细胞浸润程度明显减小。此外，在假手术组中加入EMD638683处理和正常饲料喂养组比较，心肌组织结构未见异常(标尺＝100μm)。

结果提示：EMD638683治疗可明显抑制心梗术后梗死心肌组织中炎症细胞浸润，减少心肌细胞坏死。

4、统计EMD638683对小鼠心肌梗死后生存率及发生心脏破裂的影响

术后心脏破裂的观察：手术后每天至少检查动物三次。如发现小鼠死亡，立即行大体解剖判断死因，拍照并采集相关标本。术后死亡小鼠开胸后，心脏破裂者可见胸腔大量暗红色凝血块包裹心脏，体视显微镜下可见心肌破裂口及梗死壁穿孔。

结果如图2所示，为EMD638683对小鼠心肌梗死后生存率及发生心脏破裂的影响；A,小鼠心梗术后和假手术组生存曲线(Kaplan-Meier法进行生存曲线的比较)；B,比较EMD638683处理组和正常饲料对照组，小鼠心梗术后28天心脏破裂发生率的变化；表明在假手术中，正常饲料喂养和加入EMD638683处理组，每组15只小鼠在28天观察期内全部存活；在心梗手术组，加入EMD638683处理组与正常饲料喂养组比较，小鼠的存活率明显提高(P＜0.05)；心脏解剖发现，正常饲料喂养组心梗术后，44.1％的小鼠心腔内心脏周围大量血凝块，可见明显的梗死壁穿孔，表明死于心脏破裂，并且主要发生在心梗术后5天内。但是，加入EMD638683处理组小鼠心脏破裂的发生率明显减少，仅为19.4％(P＜0.05)。

结果提示：EMD638683治疗可以大量减少心梗后心脏破裂的发生，显著提高心梗后小鼠的生存率。

5、Masson染色检测心脏梗死瘢痕面积

心梗术后28天，取结扎线以下梗死区域心肌组织进行包埋、切片。

实验步骤：石蜡切片5μm脱蜡至水，Harris苏木素染3min流水冲洗，1％的盐酸酒精分化3～5s流水冲洗，温水返蓝1min，流水冲洗，丽春红酸性品红加温染3min，蒸馏水冲洗，1％磷钼酸分化1min，擦净载玻片上的磷钼酸残液，2％苯胺蓝复染1min，95％的酒精冲洗，95％酒精及无水酒精脱水，冷风吹干，中性树胶封片。

梗死瘢痕面积计算公式:(瘢痕心外膜弧长+瘢痕心内膜弧长)×100％/(左室心内膜周长+左室心外膜周长)。

结果如图3所示，Masson染色检测EMD638683对小鼠梗死瘢痕面积的影响，结果表明：在假手术中，正常饲料喂养和加入EMD638683处理组，小鼠心脏血管周围及心肌间质未见明显胶原纤维沉积；在心梗手术后28天，加入EMD638683处理组与正常饲料喂养组比较，心脏梗死瘢痕面积明显减少，心腔扩张程度显著减小(标尺＝1mm)。

结果提示：EMD638683治疗可明显减少心梗后纤维瘢痕的延展和扩张，抑制心梗后心室重构。

6、超声心动检测心功能

心梗术后28天，使用加拿大VisualSonics公司Vivo770超声诊断仪和30MHz高频探头对小鼠的心脏功能进行测定，步骤如下：

1)应用异氟烷麻醉，用脱毛膏脱去心前区的毛，小鼠仰卧位固定在Vivo770超声系统自带的加热板上，保持体温的恒定。

2)涂适量超声耦合剂于心前区，用超声仪30MHz的探头在小鼠胸壁上开始采集

胸骨旁长轴切面、心尖四腔切面B-Mode图像，记录心电图。

3)取胸骨旁左室短轴，在二尖瓣腱索水平获得M型切面图像。

4)测量左室收缩期内径(LVIDs)、左室舒张末期内径(LVIDd)、左室收缩期后壁厚度(LVPWs)、左室舒张期后壁厚度(LVPWd)、左室收缩期前壁厚度(LVAWs)、左室舒张期前壁厚度(LVAWd)、左室射血分数(EF％)、缩短分数(FS％)。

5)对于不同的个体，Vevo770均设置相同的参数。每个测量指标均选取三个连续的心动周期后取平均值得到。

结果如图4所示，为超声心动检测EMD638683对小鼠心梗后心功能的影响；表明，在假手术中，正常饲料喂养和加入EMD638683处理组，小鼠心腔和室壁内径在舒张期及收缩期未见变化，心功能也未见改变。在心梗手术后28天，加入EMD638683处理组与正常饲料喂养组比较，小鼠左室收缩期前壁LVAWs(mm)和左室舒张期前壁LVAWd(mm)均显著增加，左室收缩末期内径LVIDs(mm)和左室舒张末期内径LVIDd(mm)均明显减小，并且小鼠射血分数(EF％)和左室短轴收缩率(FS％)均显著升高。

结果提示：EMD638683治疗能有效改善心肌梗死后的心功能和病理性心室重构。

7、蛋白质免疫印迹分析SGK1蛋白表达

分别取梗死区心肌组织和假手术组左室心肌组织，取50m_g组织加入500μl蛋白裂解液后匀浆，再以12000rpm，4℃离心，弃沉淀，将蛋白上清液分装存于-20℃。采用BCA法测定蛋白浓度。将变性的蛋白样品(60μg)进行电泳(开始电压80V，等蛋白分开后加到120V)。电泳结束后，在转移电泳槽内将蛋白从凝胶电转移至硝酸纤维膜(NC)膜上，100V100分钟。结束后取出NC膜，用洗涤液TBST室温在脱色摇床上洗涤3次，每次10min，含5％BSA的TBST室温封闭1h；分别加入兔抗小鼠SGK1抗体(1：1000稀释)和小鼠抗小鼠β-actin抗体(1：1000稀释)，4℃孵育过夜；然后，在脱色摇床上TBST室温洗膜3次，每次10min；分别加入IRDye800标记的红外荧光二抗，室温孵育1h，在脱色摇床上再次TBST室温洗膜3次，每次10min；采用Odyssey红外扫描仪扫描分析条带。

结果如图5所示，为蛋白质免疫印迹分析EMD638683对心梗术后28天梗死心肌组织SGK1蛋白表达的影响；结果表明：在正常饲料喂养组，心梗术后28天与假手术组比较，SGK1在梗死心肌表达明显升高；但是，在正常饲料中加入EMD638683可显著抑制梗死心肌组织SGK1的蛋白表达水平。并且，在假手术组中EMD638683处理组和正常对照组比较，心肌组织中SGK1蛋白表达水平均较低且无明显差异。

结果提示：EMD638683治疗可明显抑制心梗术后梗死心肌组织中SGK1蛋白高表达，而EMD638683对假手术组心肌组织SGK1蛋白表达无影响。

Claims (8)

1.EMD638683在制备具有如下1)或2)或3)功能产品中的应用：

1)预防和/或治疗动物心肌梗死；

2)预防和/或治疗动物心肌梗死后引发的心力衰竭；

3)抑制动物心肌梗死后心肌组织中SGK1蛋白表达；

所述EMD638683的化学结构式如式Ⅰ所示：

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：

所述预防和/或治疗动物心肌梗死体现在提高动物心肌梗死后生存率；

所述预防和/或治疗动物心肌梗死后引发的心力衰竭体现在抑制心肌梗死后心脏的炎症反应、抑制心肌梗死后心脏重塑和/或改善心肌梗死后的心功能。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

所述提高动物心肌梗死后生存率体现在减少动物心肌梗死后心脏破裂的发生；

所述抑制心肌梗死后心脏的炎症反应体现在抑制心肌梗死后心肌组织中炎症细胞浸润，减少心肌细胞坏死；

所述抑制心肌梗死后心脏重塑体现在减少心肌梗死后纤维瘢痕的延展和扩张。

4.根据权利要求1-3中任一所述的应用，其特征在于：所述动物为人或小鼠。

5.根据权利要求1-4中任一所述的应用，其特征在于：所述产品为药物。

6.EMD638683在制备具有如下1或2)功能产品中的应用：

1)提高动物心肌梗死后生存率；

2)抑制心肌梗死后心脏的炎症反应；

3)抑制心肌梗死后心脏重塑；

4)改善心肌梗死后的心功能；

5)减少动物心肌梗死后心脏破裂的发生；

6)抑制心肌梗死后心肌组织中炎症细胞浸润，减少心肌细胞坏死；

7)减少心肌梗死后纤维瘢痕的延展和扩张。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述动物为人或小鼠。

8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于：所述产品为药物。