CN107970252A - 牛蒡苷及牛蒡苷元在制备抗肺纤维化药物中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了牛蒡苷及牛蒡苷元的医疗新用途，即牛蒡苷及牛蒡苷元用于治疗或/和预防肺纤维化的医疗用途。本发明还提供了以牛蒡苷或/和牛蒡苷元为活性成分的用于治疗或/和预防肺纤维化的药物组合物。本发明通过实验证实，牛蒡苷及牛蒡苷元能够有效改善实验动物肺纤维化症状，发挥出抗肺纤维化的作用，是潜在的肺纤维化治疗药物。此外本发明所述牛蒡苷及牛蒡苷元来源于天然植物，原植物分布广泛，资源丰富，工业化制备成本低，利于推广应用。

Description

牛蒡苷及牛蒡苷元在制备抗肺纤维化药物中的应用

技术领域

发明属于天然药物化学领域，具体地，涉及两种中药单体牛蒡苷及牛蒡苷元在预防或/和治疗肺纤维化疾病的医疗新用途。

背景技术

肺纤维化（Pulmonary fibrosis，PF）是以肺弥漫性间质性改变为主要表现的肺部疾病，其病理变化主要是：由下呼吸道炎症细胞浸润开始，逐步引起肺泡上皮细胞和血管内皮细胞损伤，并伴有肌成纤维细胞(myofibroblast，MF)和Ⅱ型肺泡上皮细胞增殖，致细胞外基质（extracellular matrix，ECM）和胶原过量沉积，最终发生纤维化。多种因素均可引起肺纤维化，如放射性损伤、职业性粉尘(SiO₂等)及某些药物(博莱霉素)等。目前，治疗肺纤维化的主要药物为免疫抑制剂和糖皮质激素类药物，这两种药物具有抑制免疫反应及炎症反应、减轻肺泡炎症、减缓肺纤维化进程的作用，但这些药物长期使用会产生明显的副作用，目前治疗的局限性迫使科研工作者和临床医生不断寻找有效的抗纤维化药物。

肺纤维化的发生机制及病因尚不明确，在研究中发现，细胞因子TGF-β1是各种组织器官中致纤维化作用最强的因子之一，在它的作用之下可以促进细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）沉积并抑制其降解。胶原蛋白是构成ECM的成份之一，其中主要包含的结构蛋白为Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白，多数分布于肺间质之中。肺纤维化时胶原蛋白过度沉积为其重要病理特点。

牛蒡苷及牛蒡苷元是菊科植物牛蒡 Arctium lappa L. 的干燥成熟果实牛蒡子中提取的木脂素类成分。牛蒡子作为一种传统中药，具有清热解毒、宣肺祛痰、利咽透疹等功效，中医常用于风热感冒、风疹瘙痒、麻疹不透、痈肿疮疖等症。现代药理研究证明，牛蒡苷及牛蒡苷元具有良好的药理活性，包括抗炎，抗病毒，抗肿瘤，及免疫调节作用。

目前，牛蒡苷及牛蒡苷元的相关专利有89篇：主要有在提取、分离、制备等工艺，以及在治疗糖尿病、股骨头坏死、心律失常、贫血、慢性肾功能衰竭及肾纤维化（CN101134031）等方面的应用。尚未见报道牛蒡苷及牛蒡苷元的改善肺纤维化作用及其在治疗此疾病药物中用途。

发明内容

本发明提供了牛蒡苷及牛蒡苷元在制备预防或/和治疗肺纤维化药物中的用途。

本发明提供了以牛蒡苷或/和牛蒡苷元为活性成分的用于治疗或/和预防肺纤维化的药物组合物。

本发明所述的牛蒡苷及牛蒡苷元可以通过常规手段从天然植物牛蒡干燥成熟种子牛蒡子中提取分离得到。

本发明所述的牛蒡苷及牛蒡苷元还可以通过常规化学手段合成得到。

本发明所述的牛蒡苷及牛蒡苷元也可以使用其类似物、代谢物、前体化合物、衍生物、药物活性盐或前药替代。

本发明提供的药物组合物在用于预防或/和治疗肺纤维化时，其安全有效剂量范围为10mg/kg-500mg/kg,优选的安全有效剂量范围为30mg/kg-150mg/kg。

本发明所述的药物组合物可以根据需要，加入相应药用辅料，制备成片剂、散剂、注射剂、滴鼻剂、丸剂、胶囊剂、喷雾剂、气雾剂、凝胶剂、乳剂、注射剂、粉针剂等剂型，其中优选剂型为片剂、胶囊剂、气雾剂。

有益效果

1、本发明中牛蒡苷及牛蒡苷元经过文献报道其具有抗炎、抗病毒等作用，目前没有任何研究报道牛蒡苷及牛蒡苷元可用于肺纤维化的相关治疗。本发明人通过体内实验证明牛蒡苷及牛蒡苷元可显著改善博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化，可用于制备治疗肺纤维化疾病的药物。

2、本发明涉及的实验材料来源于原植物，原植物分布范围广，成本低，牛蒡苷及牛蒡苷元药理活性明确，具有广泛的应用价值。

附图说明

图1牛蒡苷及牛蒡苷元对造模21天期间的小鼠体重变化的影响。

图2牛蒡苷及牛蒡苷元对造模第21天的小鼠肺系数的影响。###p < 0.001，versus对照组；^*P<0.05，***p < 0.001， versus模型组；阳性对照药物：醋酸泼尼松。

图3牛蒡苷及牛蒡苷元对肺组织炎症程度的影响(HE染色×200)。阳性对照药物：醋酸泼尼松。

图4牛蒡苷及牛蒡苷元对肺组织纤维化程度的影响(Massson染色×200)。阳性对照药物：醋酸泼尼松。

图5牛蒡苷及牛蒡苷元对模型小鼠肺组织中HYP含量的影响。^#p < 0.05， versus对照组；*P<0.05，**p < 0.01， versus模型组；阳性对照药物：醋酸泼尼松。

具体实施方式

实施例1牛蒡苷及牛蒡苷元改善博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化

1 材料与仪器

清洁级C57BL/6小鼠，雄性，体重18-22 g，由扬州比较医学中心提供。娃哈哈纯净水。醋酸泼尼松，浙江仙琚制药股份有限公司。水合氯醛，国药集团化学试剂有限公司。羟脯氨酸试剂盒，南京建成生物工程研究所。

实验方法

清洁级C57BL/6雄性小鼠，分为空白组、模型组、阳性药组、山竹提取物低剂量组、山竹提取物高剂量组，每组各10只。小鼠腹腔注射10ml/kg、4%的水合氯醛进行麻醉，小鼠麻醉后，固定小鼠，消毒小鼠颈部。用剪刀纵向剪开小鼠颈部皮肤，用镊子纵向钝性撕开筋膜与肌肉，暴露气管。注射器刺入气管，空白组注入生理盐水，其余各组均注入博莱霉素(5 mg/kg)。然后迅速将鼠板直立，旋转鼠板，观察小鼠呼吸情况，旋转后用75%酒精棉消毒颈部伤口，缝合伤口，并在缝合处滴1-2滴青霉素注射液。将术后小鼠放回干燥洁净的鼠笼休息，等待苏醒，大约1-2 h后苏醒，之后正常饲养。

造模后第7天开始，空白组、模型组每天灌胃生理盐水，阳性药组灌胃6.5mg/kg/d醋酸泼尼松，牛蒡苷及牛蒡苷元两个剂量组50、100mg/kg/d灌胃。连续灌胃至第21天。于第21天处死小鼠，称体重记录，解剖取出肺组织，冰生理盐水洗净，吸水纸吸干后称重，计算肺系数，肺系数=肺重(mg)/体重(g)。将左小肺放入4%中性甲醛中固定，逐级酒精脱水，二甲苯透明，浸蜡，石蜡包埋后，常规切片，HE、Masson染色，观察肺组织形态、肺损伤及肺纤维化程度。其他肺叶分叶保存，用于测定HYP的含量。

所有数据均用均数±标准差(X±SD)表示。应用SPSS 11.5统计软件处理，统计采用单因素方差分析(one-way ANOVA)，P<0.05表示差异有统计学意义。

实验结果

3.1 牛蒡苷及牛蒡苷元对模型小鼠体重的影响

与正常对照组比较，模型组小鼠体重明显下降；与模型组小鼠体重相比较，牛蒡苷及牛蒡苷元高、低剂量组和阳性药物（醋酸泼尼松）组的体重均有明显上升。提示牛蒡苷及牛蒡苷元在50、100mg/kg剂量下均可改善博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化，减缓肺纤维化模型小鼠体重下降程度（图1）。

牛蒡苷及牛蒡苷元对模型小鼠肺系数的影响

与正常对照组比较，模型组小鼠肺系数明显增高且差异均有统计学意义（P<0.001）；与模型组小鼠肺系数相比较，牛蒡苷及牛蒡苷元高、低剂量组和阳性药物（醋酸泼尼松）组的肺系数均有明显下降，具有显著性差异（P<0.001）。提示牛蒡苷及牛蒡苷元在50、100mg/kg剂量下均可改善博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化，减缓模型小鼠肺纤维化发展程度（图2）。

牛蒡苷及牛蒡苷元对模型小鼠肺组织的影响

小鼠肺组织病理切片经HE、Masson染色，显微镜下观察：正常对照组小鼠肺组织结构完整，肺泡间隔未增厚，肺泡腔未见炎性细胞浸润，间质无成纤维细胞增生；Masson染色时肺组织内可见少量染成蓝绿的胶原纤维，为正常支气管和血管壁基底膜的染色反应。模型组小鼠肺组织结构被破坏，多数肺泡腔消失，大量炎性细胞浸润，成纤维细胞增生明显，并见胶原形成；Masson染色时肺组织内可见大量蓝绿色的染色反应，呈束状或片状沉积，为增生的成纤维细胞产生的胶原纤维。经牛蒡苷及牛蒡苷元在50、100mg/kg剂量下治疗后，小鼠肺泡间隔略增厚，各部位可见肺泡腔，炎性细胞浸润、成纤维细胞增生和胶原形成与模型组相比均明显减轻。经阳性药醋酸泼尼松治疗后，小鼠肺泡间隔较宽，肺泡腔变窄，较多炎性细胞浸润及成纤维细胞增生，病变程度较模型组减轻。综上，牛蒡苷、牛蒡苷元及阳性药醋酸泼尼松均可改善肺纤维化程度。（图3和图4）。

牛蒡苷及牛蒡苷元对模型小鼠肺组织中HYP含量的影响

动物组织中以胶原蛋白的HYP含量最多，因此HYP可以作为胶原蛋白的特征性氨基酸，而胶原蛋白是构成结缔组织中胶原纤维的主要成分。HYP含量增加是肺组织纤维化的重要特征，因此可以通过检测组织中的HYP的含量来间接反映胶原含量的多少，从而评价纤维化程度。造模之后的第21天用消化法检测肺组织中HPY的含量。与正常对照组相比，模型组小鼠肺组织HYP含量显著增加（P<0.001），与模型组相比，牛蒡苷及牛蒡苷元给药组可明显降低肺组织中HYP含量（P<0.001）。提示牛蒡苷及牛蒡苷元在50、100mg/kg剂量下均可改善博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化，降低模型小鼠肺组织胶原纤维含量，减缓模型小鼠肺纤维化发展程度（图5）。

讨论

与模型组相比，牛蒡苷及牛蒡苷元50、100mg/kg剂量组能够明显提升造模后小鼠的体重，改善小鼠体质，降低肺系数，降低肺组织中HYP含量，且病理切片结果显示牛蒡苷及牛蒡苷元给药组可减轻肺泡结构受损程度及肺泡间隔增厚程度，减少炎性细胞浸润，减少胶原纤维数量。与正常对照组相比，模型组小鼠肺组织中HYP含量显著增加，而在给予药物后，小鼠纤维化程度有不同程度的减轻，肺组织中HYP含量显著下降，说明牛蒡苷及牛蒡苷元在肺纤维化过程中发挥作用，并减少肺组织中HYP的表达。

综上所述，牛蒡苷及牛蒡苷元可改善博莱霉素引起的肺部结构损伤，减轻肺组织炎症、肺纤维化程度，并抑制肺组织胶原的分泌，牛蒡苷及牛蒡苷元具有治疗肺纤维化疾病的新用途。

Claims (9)

1.牛蒡苷及牛蒡苷元在制备预防或/和治疗肺纤维化药物中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其中所述的牛蒡苷及牛蒡苷元还可以使用其类似物、代谢物、前体化合物、衍生物、药物活性盐或前药替代。

3.根据权利要求1所述的应用，其中所述牛蒡苷及牛蒡苷元可以通过常规技术手段从天然植物牛蒡的干燥成熟种子种中提取分离得到。

4.根据权利要求1所述的应用，其中所述牛蒡苷及牛蒡苷元可以通过化学合成的方式得到。

5.根据权利要求1所述的应用，其中所述肺纤维化包括各种病因诱发的肺纤维化。

6.以牛蒡苷或/和牛蒡苷元为活性成分的用于治疗或/和预防肺纤维化的药物组合物。

7.根据权利要求6所述的药物组合物，其特征在于所述药物组合物是以有效量的牛蒡苷或/和牛蒡苷元为主要有效成分，添加常用药用辅料制成的药物制剂。

8.根据权利要求7所述的有效量牛蒡苷或/和牛蒡苷元，其有效剂量范围为10mg/kg-500mg/kg,优选的剂量范围为30mg/kg-150mg/kg。

9.根据权利要求7所述的药物制剂，其包括但不限于片剂、散剂、注射剂、滴鼻剂、丸剂、胶囊剂、喷雾剂、气雾剂、凝胶剂、乳剂、注射剂、粉针剂等剂型，其中优选剂型为片剂、胶囊剂、气雾剂。