CN105770860B - 生长分化因子-11在促进糖尿病伤口愈合中的用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了生长分化因子‑11在促进糖尿病伤口愈合中的用途，属于医药技术领域。本发明通过建立由有效浓度的链脲佐菌素(STZ)诱导的I型糖尿病小鼠伤口模型，评估了生长分化因子‑11对糖尿病小鼠伤口模型伤口愈合情况的影响，研究发现生长分化因子‑11可以促进糖尿病小鼠伤口的愈合，且其愈合速度均高于阳性对照组(EGF)和空白对照组。因此，本发明的提出为糖尿病伤口愈合治疗提供了一种有效的技术手段。

Description

生长分化因子-11在促进糖尿病伤口愈合中的用途
技术领域
本发明涉及生长分化因子-11(GDF-11)的新用途，特别涉及生长分化因子-11(GDF-11)在促进糖尿病伤口愈合中的用途。本发明属于医药技术领域。
背景技术
随着生活水平的提高、人口老龄化和生活方式的改变以及诊断技术的进步，糖尿病的发病率在逐年上升，预计到2025年将达到3亿人，成为继心血管和恶性肿瘤之后的第三大非传染病，严重危害人类健康和社会发展。糖尿病患者中约有30％～80％合并有皮肤损害也称为糖尿病足，主要表现为足部或下肢组织破坏，产生难愈合性溃疡性伤口。糖尿病伤口难以愈合的发病机制主要与糖尿病诱发的代谢紊乱密切相关。糖尿病代谢异常引起的高血糖、高血脂及其所产生的代谢产物一方面可诱发神经病变，包括：运动神经、自主神经功能障碍，导致感觉缺失、皮肤干裂；另一方面，诱发血管病变，包括：血小板聚集力增强、血液粘稠度增加，促进动脉粥样硬化及血栓形成，使血管腔狭窄或闭塞，导致肢端缺血坏死溃烂。神经病变和血管病变合并足部过高的机械压力，可引起足部软组织及骨关节系统的破坏与畸形形成，进而引发一系列足部溃疡、感染。由于糖尿病患者细胞或组织缺乏介导伤口愈合的信号分子以及高血糖引起的免疫低下，导致血管再生、肉芽及上皮形成和重构等愈合过程无法完成，致使糖尿病伤口难以愈合。如果积极治疗不能充分解决下肢出现的症状和并发症，则会造成灾难性的后果，包括感染坏疽或截肢，大大降低了患者的生存质量。据统计截肢患者约占糖尿病足患者的26.4％，且病死率高达54％。因此，随着现代糖尿病的发生率不断上升，糖尿病伤口难以愈合所带来的社会问题不容小视。
目前临床上治疗糖尿病伤口愈合的方法主要有药物治疗、外科手术治疗、自体干细胞移殖治疗等。外科手术及自体干细胞移殖治疗费用高、专业性强，对病人的耐受性也有较高要求，因此开发促进肉芽生长和创面愈合有效药物，促进糖尿病伤口的早期愈合、缩短病程和降低致残率，是当今医学领域研究的重要课题之一，越来越受到研究人员和生产企业的重视。
生长分化因子-11(growth differentiation factor 11,GDF-11)，又称为骨形态发生蛋白-11(bone morphogenetic proteins 11，BMP-11)，属于转化生长因子β(transforming growth factorβ，TGF-β)超家族的一种分泌性蛋白。TGF-β超家族包括转化生长因子(TGF-βs)、骨形态发生蛋白(BMPs)、生长分化因子(GDFs)等亚家族，广泛存在于从线虫到哺乳类动物之中，在机体的免疫调节、细胞生长和分化、细胞外基质的合成和贮存、胚胎发育、创伤修复等方面都发挥着重要的作用。作为TGF-β超家族成员，GDF-11在胚胎发育中也发挥着举足轻重的作用。GDF-11先后在尾芽、肢芽、背根神经节、脊索背侧区、成齿质细胞、嗅上皮、视网膜和脑的特定区域、前肠及后肾间充质中表达，参与中轴骨骼模式图的形成，牙髓细胞的分化，软骨的形成，胰腺的发育，肌细胞的生成及神经再生等过程。新近的研究还发现GDF-11具有明显的抑制甚至逆转心脏、骨骼肌等器官老化，改善大脑认知的作用。作为一个高度保守的功能性蛋白，大量研究已经证实GDF亚家族成员在细胞的聚集、迁移、黏附、分化、发育及血管再生、神经组织保护和修复等方面具有广泛的作用。
此外，本发明发明人证明在糖尿病小鼠皮肤组织中GDF-11表达显著降低。因而，应用GDF-11在治疗糖尿病足、溃疡等慢性、难愈合性伤口有着广阔的应用前景，可提高糖尿病患者的伤口愈合速度。同时，GDF-11的开发也有助于促进术后、刀伤、枪伤、烧伤等伤口的无痕愈合，提高患者的生活质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以促进糖尿病伤口愈合的药物组合物，该药物组合物含有有效剂量的生长分化因子-11(GDF-11)。
本发明还提供了一种糖尿病伤口模型及上述组合物促进伤口愈合的方法。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术手段：
1.建立由有效浓度的链脲佐菌素(STZ)诱导的I型糖尿病小鼠模型。并通过监测血糖浓度确保造模成功。
2.建立糖尿病伤口模型：
为组间对照模型，即使用皮肤打孔器，于每只小鼠背部下1/3处造直径5mm的一个圆形全层皮肤伤口，随后将所有该伤口模型的糖尿病鼠随机分为三组，即空白组，阳性对照组，实验组。另取同样数量非糖尿病的正常小鼠按照此法造模，作为阴性对照组。
3.建立实验组给药组合物中GDF-11的有效浓度及组合物的配方；确立阳性对照组所给药物为重组人表皮生长因子(EGF)及其有效浓度。配方和浓度如表1所示。
4.糖尿病伤口模型小鼠分组方法：将30只糖尿病伤口模型小鼠随机分为4组：(1)空白对照组(DM)：伤口处滴加0.1％BSA缓冲液；(2)阳性对照组(EGF+DM)：伤口处滴加50ng/ml表皮生长因子(EGF)溶液；(3)实验组(GDF-11+DM)：伤口处滴加50ng/ml GDF-11溶液；另外非糖尿病正常伤口模型小鼠(10只)作为阴性对照组(ctl)。
5、建立糖尿病伤口模型小鼠伤口给药方法：阳性对照组及实验组给药频率为每处伤口每日给药两次，且给药时间点固定，每次给药总体积为10ul，给药方式为涂抹式。空白对照组伤口处滴加0.1％BSA缓冲液。给药频率为每处伤口每日给药两次，且每日给药时间点固定，给药体积为10ul。
6.建立小鼠伤口愈合统计方法：每日使用单反相机记录每处伤口面积一次，且每日记录时间固定，要求镜头与伤口距离一致，约30cm。对伤口面积利用ImageG软件积分，伤口愈合率采用如下公式计算，并做统计学分析。
伤口愈合率＝(初始伤口面积—终止伤口面积)/初始伤口面积(同一只鼠的同一个伤口)
对各组小鼠伤口愈合情况进行观察统计，发现GDF-11具有促进糖尿病伤口愈合的药理作用。
因此，在上述研究的基础上，本发明提出了生长分化因子-11(GDF-11)在制备促进糖尿病伤口愈合的药物组合物中的用途。
在本发明中，优选的，所述的糖尿病为I型糖尿病。
在本发明中，优选的，所述的药物组合物由所述的生长分化因子-11和药学上可接受的载体或辅料组成。
在本发明中，优选的，所述的生长分化因子-11包括野生型的生长分化因子-11、重组型的生长分化因子-11和突变型生长分化因子-11及它们的衍生物。
在本发明中，优选的，所述的药物组合物为片剂、胶囊、丸剂、栓剂、软胶囊、口服液、混悬剂或注射液等药剂学上常用的剂型。
口服用药品和胶囊含有传统的赋形剂如填充物、稀释剂、润滑剂、分散剂以及粘合剂。可按照本领域内熟知的方法进行制备。本发明的提出为糖尿病伤口愈合治疗提供了一种有效的技术手段。
附图说明
图1为糖尿病模型小鼠和正常小鼠的血糖值对比图；
图2为GDF-11对小鼠糖尿病伤口模型伤口愈合的影响；
图3为GDF-11对小鼠糖尿病伤口模型伤口愈合面积的影响；
图4为GDF-11对小鼠糖尿病伤口模型伤口愈合率的影响；
图5为实施例3中的GDF-11的氨基酸序列。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是，下述实施例仅用于说明，而并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的教导所做出的各种变化均应在本申请权利要求所要求的保护范围之内。
实施例1小鼠糖尿病模型的建立
取小鼠60只，禁食不禁水12h，按1.8mg(STZ)/10g小鼠体重腹腔注射STZ的溶液(10mg/ml)，随即给予5％浓度的葡萄糖水12h，次日恢复正常进食进水。7日后测定餐后血糖值，血糖浓度高于16.7mmol/L的小鼠视为糖尿病小鼠(DM)，即造模成功，糖尿病模型小鼠和正常小鼠的血糖值对比图如图1所示。
实施例2小鼠糖尿病伤口模型的建立
取糖尿病模型小鼠30只，正常小鼠10只，按照0.10ml/10g小鼠体重标准腹腔注射阿佛汀溶液(0.02g/ml)，进行麻醉，背部去毛暴露皮肤，使用皮肤打孔器，于鼠背部下1/3处造直径5mm圆形全层皮肤伤口，(包括表皮真皮皮下组织，以打孔剪掉皮肤后可见皮下肌肉和骨头为佳)。每只鼠单笼饲养。
实施例3糖尿病伤口模型小鼠的分组和给药
将30只糖尿病伤口模型小鼠随机分为4组：(1)空白对照组(DM)：伤口处滴加0.1％BSA缓冲液；(2)阳性对照组(EGF+DM)：伤口处滴加50ng/ml表皮生长因子(EGF)溶液；(3)实验组(GDF-11+DM)：伤口处滴加50ng/ml GDF-11溶液；另外非糖尿病正常伤口模型小鼠(10只)作为阴性对照组(ctl)，其中GDF-11(购自Peprotech公司)的氨基酸序列如SEQ ID NO.1以及图5所示。
给药方式：阳性对照组、实验组、空白对照组及阴性对照组给药频率均为每处伤口每日给药两次，且给药时间点固定，每次给药总体积为10ul，给药方式为涂抹式，实验组与阳性对照组所给药物的配方如下表1所示。空白对照组及阴性对照组伤口处给药配方为0.1％BSA缓冲液。
表1 实验组与阳性对照组所给药物的配方
Figure GDA0000991193720000051
实施例4模型小鼠伤口愈合情况统计和分析
伤口模型小鼠伤口愈合统计方法：每日使用单反相机记录每处伤口面积一次，且每日记录时间固定，镜头与伤口距离一致，约30cm。对伤口面积利用ImageG软件积分，伤口愈合率采用如下公式计算，并做统计学分析。
伤口愈合率＝(初始伤口面积—终止伤口面积)/初始伤口面积(同一只鼠的同一个伤口)
结果：
GDF-11对糖尿病伤口模型伤口愈合的影响如图2所示，GDF-11对糖尿病伤口模型伤口愈合面积的影响如图3所示，GDF-11对糖尿病伤口模型伤口愈合率的影响如图4所示。从以上结果可以看出，实验组伤口愈合速度均高于阳性对照组和空白对照组，结果表明GDF-11具有促进糖尿病伤口愈合的药理作用。
Figure IDA0000991193760000011

Claims (4)

1.生长分化因子-11(GDF-11)在制备促进I型糖尿病伤口愈合的药物组合物中的用途。
2.如权利要求1所述的用途，其特征在于所述的药物组合物由所述的生长分化因子-11和药学上可接受的载体或辅料组成。
3.如权利要求1或2任一项所述的用途，其特征在于所述的生长分化因子-11包括野生型的生长分化因子-11及重组型的生长分化因子-11。
4.如权利要求1或2所述的用途，其特征在于所述的药物组合物为片剂、胶囊、丸剂、栓剂、软胶囊、口服液、混悬剂或注射液。
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CN101293062A (zh) * 2008-06-19 2008-10-29 高林 一种治疗糖尿病伤口愈合的药物
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Alteration of Plasma GDF-11 Levels in Type 2 Diabetes Patients with Cardiovascular Complications: A Pilot Study;Ramu Adela et al;《Journal of the Practice of Cardiovascular Sciences》;20151231;第1卷(第3期);摘要，第265页右栏，第266页左栏 *

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