CN107115338A - 双环醇在制备糖尿病药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了式(Ⅰ)所示的双环醇在制备治疗和/或预防糖尿病药物中的用途。

Description

双环醇在制备糖尿病药物中的应用

技术领域

本发明涉及式(Ⅰ)所示的双环醇(Bicyclol)的新医药用途，其具体为双环醇在治疗和/或预防糖尿病的应用。

背景技术

糖尿病是由遗传、环境、免疫等因素相互作用而引起的代谢失调性内分泌疾病，以高血糖为主要标志，分为I型糖尿病和II型糖尿病。I型糖尿病又名胰岛素依赖型糖尿病，是由于自身免疫损伤等原因引起体内胰岛β细胞损害，导致胰岛素绝对缺乏而引起的高血糖病症，“三多一少”症状明显。II型糖尿病是由于体内对胰岛素的敏感性下降(相对缺乏)而导致的糖脂代谢紊乱，以高血糖高血脂为显著特点，往往伴有胰岛素抵抗。糖尿病作为一种代谢紊乱性疾病，可引发肾衰竭、失明、酮症酸中毒及心脑血管疾病等严重并发症，已成为继恶性肿瘤和心脑血管病之后严重威胁人类健康的第三大非传染性疾病。近年来我国糖尿病的患病率呈显著递增趋势迅速增加，给社会和家庭带来巨大压力和沉重负担，研发更多可用于临床的安全有效的降糖药物显得尤其重要。

目前糖尿病的治疗主要集中在多种降血糖药和胰岛素治疗，但均存在严重的毒副作用，且均不能有效预防并发症的发生。这些药物主要分为如下几类：(1)胰岛素，降糖效果明显，但易发生低血糖反应，皮下注射可出现皮肤病变。(2)促胰岛素分泌剂：磺酰脲类，如格列本脲、格列吡嗪、格列齐特等；非磺酰脲类，如瑞格列耐和那格列耐，此类药物较易发生低血糖反应，有肝肾毒性。(3)双胍类：如二甲双胍，有降低体重的作用，并可能出现乳酸血症。(4)α-葡萄糖苷酶抑制剂：阿卡波糖和伏格列波糖，常见肠道多气、腹胀等不良反应。(5)胰岛素增敏剂，即噻啶烷二酮类药物：曲格列酮、罗格列酮，常见有水肿、体重增加、肝损害等不良反应。

双环醇(Bicyclol)是我国第一个具有自主知识产权的国家一类抗肝炎药物，由中国医学科学院药物研究所刘耕陶院士和张纯贞教授所在的科研小组研发，临床具有良好的保肝降酶作用和一定的抗肝炎病毒活性，服用方便，无明显不良反应，被广泛应用于治疗慢性乙肝、丙肝及各种原因引起的肝损伤，最近临床研究显示，双环醇与二甲双胍合用可用于治疗糖尿病相关非酒精性脂肪肝，对非酒精性脂肪肝具有良好活性。其作用机制与抗氧化，免疫调节，抑制炎症因子和保护肝细胞线粒体有关。本发明人在对双环醇的深入基础研究中发现，其能显著促进巨噬细胞PPARγ的表达，活性与抗糖尿病药物罗格利酮相当，随对双环醇抗糖尿病作用进行系统研究，并申请本专利。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供双环醇在制备治疗和/或预防I型糖尿病或II型糖尿病药物中的应用。

为解决本发明的技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明技术方案的第一方面是提供如式(Ⅰ)所示双环醇及其药学上可接受的盐在制备治疗和/或预防糖尿病药物中的应用，其中所述的糖尿病选自I型糖尿病或II型糖尿病。

为验证本发明本发明的技术方案，本发明提供了两个动物模型，第一个动物模型为链脲霉素诱导的I型糖尿病动物模型：链脲霉素(Streptozotocin，STZ)是亚硝基脲类似物，能通过自身含有的葡萄糖结构被胰岛β细胞上的葡萄糖转运蛋白GLUT2转运，进入胰岛β细胞，干扰葡萄糖转运，诱导DNA烷基化，并产生自由基选择性损伤胰岛β细胞，导致胰岛β细胞坏死，使细胞内胰岛素合成受损，造成胰岛素缺乏。一次性大剂量注射STZ常用于诱导I型糖尿病动物模型，该化合物引起的糖尿病高血糖反应及酮症均较缓和，所致糖尿病模型更加稳定。

本发明的第二个动物模型为与人类发病机制极为相似的自发性II型KKay小鼠糖尿病动物模型：KKay小鼠是一种轻度肥胖伴有胰岛素抵抗型的自发性糖尿病动物，遗传背景来源于C57BL/6小鼠，有明显的糖代谢紊乱、高血糖、脂质代谢紊乱和高胰岛素血症等代谢异常综合征和糖尿病症状，其发病是在遗传易感的基础上加环境因素而诱发，与人类Ⅱ型糖尿病表现极为相似，常用作II型糖尿病动物模型。

本发明利用上述两个模型评价了双环醇抗糖尿病活性。

本发明技术方案的第二方面是提供一种药物组合物在制备治疗和/或预防糖尿病药物中的应用，其特征在于，所述的药物组合物包含式(I)所示的双环醇或其药学上可接受的盐和药学上可接受的载体或赋形剂，

其中，所述药物组合物包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、丸剂、滴丸剂、预乳剂、微乳剂、混悬剂、糖浆剂、肠溶制剂、注射剂。

为达到用药目的，增强治疗效果，本发明的药物或药物组合物可用任何的给药方式给药。

本发明的化合物或药物组合物的给药剂量依照所要预防或治疗疾病的性质和严重程度，患者或动物的个体情况，给药途径和剂型等可以有大范围的变化。一般来讲，本发明化合物每天的合适剂量范围为25-400mg/kg体重。上述剂量可以一个剂量单位或分成几个剂量单位给药，这取决于医生的临床经验以及包括运用其它治疗手段的给药方案。

本发明的化合物或组合物可单独服用，或与其他治疗药物或对症药物合并使用。当本发明的化合物与其它治疗药物存在协同作用时，应根据实际情况调整它的剂量。

有益技术效果

在本发明中，双环醇灌胃给药对STZ诱导的I型糖尿病小鼠模型显示显著的抗糖尿病活性，与模型组比较，双环醇连续给药14天，能显著降低I型糖尿病小鼠空腹血糖水平，改善STZ诱导的I型糖尿病小鼠胰腺组织病理损伤，显著增加胰岛β细胞数量，减少胰岛β细胞的变性和坏死。在自发性II型糖尿病KKay小鼠模型，双环醇连续灌胃给药21天，能显著降低II型糖尿病小鼠空腹血糖水平，改善胰岛素抵抗状态，改善II型糖尿病小鼠胰腺组织胰岛病理损伤，显著增加胰岛β细胞数目，同时对II型糖尿病小鼠血脂升高和ALT升高具有显著降低活性。在本发明中，双环醇在I型糖尿病模型降血糖作用与二甲双胍相当，但对胰岛β细胞的保护作用和对胰岛病理的改善作用活性优于二甲双胍。在自发性II型糖尿病小鼠模型，双环醇降血糖作用温和，与罗格列酮比较，具有不增加II型糖尿病小鼠动物体重、降低血脂和改善肝损伤的优势，且双环醇在临床用于治疗肝病多年无严重不良反应事件，本发明中双环醇在糖尿病动物模型其起效剂量(低于50mg/kg)亦低于肝病动物模型起效剂量(100mg/kg)，综合以上信息，双环醇用于糖尿病治疗安全、有效，且有预防糖尿病相关心脑血管疾病和糖尿病相关肝脏疾病的作用。

附图说明

图1：双环醇对STZ诱导I型糖尿病小鼠胰腺组织病理改变的影响(200×)

图2：双环醇对STZ诱导I型糖尿病小鼠胰腺组织病理单位面积胰岛细胞数的增加作用(n＝6-10)。^###P<0.001，与空白对照组比较；^**P<0.01，^***P<0.001，与模型组比较

图3：KKay小鼠II型糖尿病模型动物体重变化情况(n＝6)

图4：双环醇对KKay II型糖尿病小鼠空腹血糖的影响(上)及实验结束时各组小鼠血糖值分布(下)。^###P<0.001，与空白对照组比较；^**P<0.01，^***P<0.001，与模型组比较

图5：双环醇对KKay II型糖尿病小鼠血清生化指标的影响。^###P<0.001，与空白对照组比较；^*P<0.05，^***P<0.001，与模型组比较

图6：双环醇对-Kay II型糖尿病小鼠葡萄糖耐量、胰岛素水平及胰岛素抵抗的影响。^###P<0.001，与空白对照组组比较；^*P<0.05，^***P<0.001，与模型组比较

图7：双环醇对KKay II型糖尿病小鼠胰腺组织病理改变的改善作用(200×)

图8：双环醇对KKay II型糖尿病小鼠胰腺组织病理单位面积胰岛细胞数的增加作用(n＝6)。^###P<0.001，与空白对照组比较；^*P<0.05，^**P<0.01，^***P<0.001，与模型组比较

具体实施方式

本发明提供了双环醇在制备治疗和/或预防糖尿病药物中的应用，下面列举实施例进一步对本发明予以说明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1利用I型糖尿病动物模型对化合物进行检测

1链脲霉素(STZ)诱导的I型糖尿病小鼠模型建立及给药方法

SPF级雄性ICR小鼠(20～22g)，由中国医学科学院实验动物中心提供，饲养于中国医学科学院药物研究所GLP动物实验中心。自由摄食、饮水，温度20±3℃，相对湿度50.0±10.0％，间隔12小时开灯光照。实验中所有操作均遵循北京市实验动物福利伦理审查指南。小鼠适应环境后禁食18h，除空白对照组小鼠，其余小鼠均单次腹腔注射STZ 180mg/kg[STZ溶于柠檬酸钠缓冲液(PH4.2-4.5)中，临用前配制]，空白对照组小鼠腹腔注射相同量的溶剂。72h后STZ注射组动物出现三多症状(多食、多饮、多尿)，葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖高于11.1mmol/L者为造模成功。将造模成功小鼠根据血糖值随机分组，分别为STZ模型组、双环醇50mg/kg组、双环醇100mg/kg组、双环醇200mg/kg组、及阳性对照药二甲双胍(北京京丰制药，批号：141160)200mg/kg组。各给药组均按10mL/kg量口服给药，每天一次，连续给药14天，空白对照组和STZ模型组给予相同量的溶剂(0.5％CMC-Na)。于末次给药后，小鼠禁食不禁水12h，摘眼球取血处死动物。

2血糖指标测定

于给药前和末次给药后分别取血，葡萄糖氧化酶试剂盒检测空腹葡萄糖含量。

3胰腺病理检测

取小鼠胰腺标本，经10％甲醛固定，常规脱水透明、石蜡包埋、切片后，进行H.E.染色，光镜下检查胰腺组织特别是胰岛病理状态，分析并照相。

4统计学分析

数据以均数平均值±标准差表示。组间比较用t检验，以p<0.05表示有显著性差异。

5实验结果

5.1双环醇对STZ诱导的I型糖尿病小鼠一般状况及体重的影响

分组、给药及动物体重情况见表1。小鼠注射STZ后，体重明显下降，出现“三多一少”症状(多食、多饮、多尿)，动物精神状态不佳，造模后第5天开始无论模型组还是给药组动物均出现死亡，至实验结束，模型组动物共死亡3只(死亡率33.3％)，双环醇各给药组和二甲双胍组动物均各死亡2只(死亡率25.0％)。双环醇降低动物死亡率的作用与二甲双胍相当。双环醇连续给药14天，与模型组比较，动物体重无明显降低。

表1 STZ诱导I型糖尿病模型分组及动物初始体重、终末体重情况(n＝6-10)。

^###P＜0.001，与空白对照组比较。

5.2双环醇对STZ诱导的I型糖尿病小鼠空腹血糖的影响

结果见表2，STZ能显著升高小鼠空腹血糖水平，随着时间延长，血糖进一步升高。双环醇连续给药14天，50，100，200mg/kg剂量均能显著降低STZ引起的小鼠空腹血糖升高，空腹血糖值与模型组比较有显著性差异。阳性对照药二甲双胍亦能显著降低空腹血糖水平，双环醇在该模型对空腹血糖的降低作用与二甲双胍相当。

表2双环醇对STZ诱导I型糖尿病小鼠空腹血糖的影响(n＝6-10)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^*P＜0.05，^**P＜0.01，^***P＜0.001，与模型组比较。

5.3双环醇对STZ诱导的I型糖尿病小鼠胰腺组织病理学改变的影响

胰腺病理结果见图1，空白对照组小鼠胰腺小叶结构正常，胰岛多见，呈圆形、椭圆形或条索状，轮廓清晰，胰岛β细胞丰富。STZ模型组小鼠胰岛变少、变小，胰岛和腺泡之间的结缔组织增生，仅存的胰岛形状不规则，与周围组织界限不明显，胰岛内胰岛β细胞数量减少、空泡变性、坏死或消失，使胰岛呈空虚状态。双环醇50，100，200mg/kg各给药组对STZ诱导的I型糖尿病小鼠胰腺病理损伤均有显著改善作用，显著增加β细胞数量，减少胰岛β细胞的变性和坏死，部分恢复胰岛形态的完整性。双环醇100mg/kg、200mg/kg剂量对胰岛β细胞的保护作用和对胰岛病理的改善作用活性优于阳性对照药二甲双胍200mg/kg。单位面积内胰岛细胞数量统计结果见图2、表3。

表3双环醇对STZ诱导I型糖尿病小鼠胰岛细胞数的影响(n＝6-10)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^**P＜0.01，^***P＜0.001，与模型组比较。

实施例2利用II型糖尿病动物模型对化合物检测

1 II型糖尿病动物模型的建立及给药方法

SPF级雄性KKay小鼠(11周龄)，由中国医学科学院实验动物中心提供，饲养于中国医学科学院药物研究所GLP动物实验中心。高脂饲料喂养(购自中国医学科学院实验动物中心)，自由摄食、饮水，温度20±3℃，相对湿度50.0±10.0％，间隔12小时开灯光照。实验中所有操作均遵循北京市实验动物福利伦理审查指南。动物适应环境1周后，尾尖取血，用罗氏血糖仪测定空腹4小时血糖，血糖值大于11.1mmol/L者为模型成功。按血糖值将KKay小鼠随机分为4组：模型组，双环醇50mg/kg组，双环醇100mg/kg组及罗格列酮(重庆涪陵制药，批号：15070034)10mg/kg组。另设空白对照组为同周龄的雄性C57BL/6小鼠，每组6只。分组后第2天按10mL/kg灌胃给药，模型组和空白组动物给予相同量的溶剂(0.5％CMC-Na)。每天给药一次，给药周期21天，每三天记录一次体重，观察饮水情况和饮食情况。

2血糖指标测定

动物禁食不禁水4小时，尾尖取血，罗氏血糖仪测定血糖值。

3口服葡萄糖耐量检测(OGTT)

KKay小鼠连续给药第18天，动物禁食不禁水4小时后，按2g/kg剂量口服给予葡萄糖，分别测定给予葡萄糖后0min、30min、60min、120min时的空腹血糖，绘制血糖趋势图，计算趋势图曲线下面积(AUC)，AUC越大，表明胰岛素利用越不敏感。

4血清生化指标测定

KKay小鼠连续给药第21天，动物禁食不禁水4小时，测定空腹血糖后，摘眼球取血，制备血清。全自动生化分析仪检测血清中谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHO)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量。

5胰岛素抵抗指标检测

APLCO胰岛素检测试剂盒检测血清中的胰岛素含量，依据下列公式计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和胰岛素敏感指数(ISI)。

HOMA-IR＝FBG(mmol/L)×FINS(mIU/L)/22.5

ISI＝1/(FBG(mmol/L)×FINS(mIU/L))

HOMA-IR值越高，ISI值越低，说明胰岛素敏感性越差，胰岛素抵抗越明显。FBG：空腹血糖浓度，FINS：空腹胰岛素含量。

6胰腺病理检测

取小鼠胰腺标本，经10％甲醛固定，常规脱水透明、石蜡包埋、切片后，进行H.E.染色，光镜检查胰腺组织特别是胰岛病理状态，分析并照相

7统计学分析

数据以均数平均值±标准差表示。组间比较用t检验，以p<0.05表示有显著性差异。

8实验结果

8.1双环醇对II型糖尿病小鼠一般状况及体重变化影响

结果见表4、图3。与空白对照组相比，KKay小鼠比同周龄的C57BL/6小鼠体型肥胖，体重偏大，三多(多食、多饮、多尿)症状明显。双环醇连续给药21天，对KKay糖尿病小鼠体重无明显升高或降低作用，而阳性对照药罗格列酮连续给药21天，KKay小鼠体重显著增加，与未给药KKay模型组动物比较有统计学差异，与文献报道一致：罗格列酮有增加体重的不良反应。

表4 KKay小鼠II型糖尿病模型分组及动物初始体重、终末体重情况(n＝6)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^*P＜0.05，与模型组比较。

8.2双环醇对II型糖尿病小鼠空腹血糖的影响

结果见表5、图4。在开始给药前，KKay小鼠根据血糖值分组，模型组及各给药组动物空腹血糖值均显著高于C57BL/6空白对照组动物，模型组与各给药组血糖值相当。随着实验进行，模型组动物血糖值呈逐渐升高趋势。双环醇给药组在第二周和第三周，与模型组比较空腹血糖水平降低，第三周更为明显，双环醇100mg/kg组在第三周空腹血糖平均值与模型组比较有统计学差异。阳性对照药罗格列酮极显著降低KKay糖尿病小鼠空腹血糖水平，双环醇与罗格列酮比较，降糖作用缓和。

表5双环醇对II型糖尿病小鼠空腹血糖的影响(n＝6)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^**P＜0.01，^***P＜0.001，与模型组比较。

8.3双环醇对II型糖尿病小鼠血清生化指标的影响

结果见表6、图5。与C57BL/6空白对照组比较，KKay小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(CHO)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量均显著升高。双环醇连续给药21天，对高血糖引起的脂质代谢紊乱如血清TG、CHO、LDL-C的升高有明显降低作用，其中100mg/kg组的降低作用与模型组比较有统计学差异。双环醇100mg/kg对KKay糖尿病小鼠肝脏损伤有显著保护作用，显著降低ALT水平。阳性对照药罗格列酮仅降低血清TG水平，对血清CHO、LDL-C反有升高的趋势，提示其有增加心血管疾病的风险。双环醇在预防糖尿病并发症如调节血脂和保肝方面活性方面优于罗格列酮。

表6双环醇对II型糖尿病小鼠血清生化指标的影响(n＝6)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^*P＜0.05，^***P＜0.001，与模型组比较。

8.4双环醇对II型糖尿病小鼠胰岛素抵抗的影响

结果见表7、表8、图6。在葡萄糖耐量实验(OGTT)中，各组动物血糖变化均先上升，约30min达峰值，后逐渐降低。血糖变化曲线下面积AUC可反映胰岛素敏感性情况，AUC越大，表明机体对胰岛素越不敏感，双环醇50，100mg/kg能降低AUC，但与模型组比较无统计学差异。胰岛素含量测定结果显示，双环醇50，100mg/kg均能显著降低血清胰岛素水平，与模型组比较均有统计学差异。经计算，双环醇各剂量组亦能显著降低胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)，升高胰岛素敏感指数(ISI)，提示双环醇具有改善胰岛素抵抗的作用，其100mg/kg活性优于50mg/kg。阳性对照药罗格列酮显著降低血糖水平，降低AUC，显著降低血清胰岛素水平，降低HOMA-IR，升高ISI。罗格列酮在KKay糖尿病小鼠改善胰岛素抵抗方面活性优于双环醇。

表7双环醇对II型糖尿病小鼠葡萄糖耐量实验血糖变化的影响(n＝6)

表8双环醇对II型糖尿病小鼠血清胰岛素含量、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛素敏感指数(ISI)的影响(n＝6)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^*P＜0.05，^***P＜0.001，与模型组比较。

8.5双环醇对II型糖尿病小鼠胰腺病理组织学观察

结果见表9、图7、图8。C57BL/6空白对照组小鼠胰腺小叶结构正常，胰岛多见，呈圆形、椭圆形或条索状，轮廓清晰，胰岛β细胞丰富。KKay糖尿病小鼠的胰腺组织胰岛形状仍较完整，形态多样，或与空白对照组相当、或增大、或缩小，增大的胰岛形态可能与发生胰岛素抵抗之后胰岛的代偿反应有关，但KKay糖尿病小鼠胰腺组织单位面积内胰岛β细胞数目较空白对照组显著减低。双环醇50，100mg/kg给药组胰腺组织病理状态较模型组明显改善，胰岛形态规则，与模型组相比，各给药组的胰腺形态较规则，单位面积内胰岛β细胞数目较模型组显著增多。阳性对照药罗格列酮亦改善胰腺组织病理状态，单位面积内胰岛β细胞数目较模型组显著增多。

表9双环醇对II型糖尿病小鼠胰岛细胞数的影响(n＝6)

^###P＜0.001，与空白对照组比较；^*P＜0.05，^**P＜0.01，^***P＜0.001，与模型组比较。

Claims (4)

1.如式(Ⅰ)所示双环醇及其药学上可接受的盐在制备治疗和/或预防糖尿病药物中的应用，

2.根据权利要求1的应用，其特征在于，所述糖尿病选自I型糖尿病或II型糖尿病。

3.一种药物组合物在制备治疗和/或预防糖尿病药物中的应用，其特征在于，所述的药物组合物包含式(I)所示的双环醇或其药学上可接受的盐和药学上可接受的载体或赋形剂，

4.根据权利要求3的应用，其特征在于，所述药物组合物包括片剂、胶囊剂、颗粒剂、丸剂、滴丸剂、预乳剂、微乳剂、混悬剂、糖浆剂、肠溶制剂、注射剂。