CN108635358B

CN108635358B - 阿司匹林丁香酚酯在制备预防或治疗阿尔茨海默病药物中的应用

Info

Publication number: CN108635358B
Application number: CN201810617110.0A
Authority: CN
Inventors: 李剑勇; 秦哲; 杨亚军; 刘希望; 焦增华; 李世宏; 孔晓军
Original assignee: Lanzhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine CAAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine CAAS
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2021-07-02
Anticipated expiration: 2038-06-15
Also published as: CN108635358A

Abstract

本发明公开了一种阿司匹林丁香酚酯在制备预防或治疗阿尔茨海默病药物中的应用，药物中阿司匹林丁香酚酯的有效剂量为36‑72mg/kg，实验结果表明，阿司匹林丁香酚酯能够显著改变阿尔茨海默病信号通路中关键基因的表达，影响阿尔茨海默病等神经变性疾病的发生、发展，其还能够抑制细胞凋亡，降低脑内炎症反应及抑制乙酰胆碱酯酶表达，发挥预防或治疗阿尔茨海默病的作用；本发明通过阿司匹林丁香酚酯发挥多靶点或多通路作用以达到预防或治疗阿尔茨海默病的效果。

Description

阿司匹林丁香酚酯在制备预防或治疗阿尔茨海默病药物中的应用

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及阿司匹林丁香酚酯的新用途，尤其涉及阿司匹林丁香酚酯在制备预防或治疗阿尔茨海默病药物中的应用。

背景技术

阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease，AD)俗称老年性痴呆症，是目前最为严重的一种与机体衰老相关的中枢神经退行性疾病。据报道，伴随着我国社会人口老龄化进程的提速，其发病率逐年增加，已成为继心脏病、肿瘤、脑卒中之后的第四位严重威胁老年人健康的疾病，这为我国社会发展带来极其沉重的负担。因此，如何通过有效的手段实现对AD发病的干预，是当前面临的重要健康问题和社会问题。

AD主要病变特征为患者大脑皮质、海马神经核中大量的β-淀粉样蛋白(β-amyloidpeptide，Aβ)在胞外沉积而成老年斑(Senile plaques，SP)，新皮层和海马中神经细胞内微管相关tau蛋白(microtubule-associated protein tau，MAPT)过度磷酸化形成的神经元纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFTs)以及神经元突触功能异常、神经元丢失、胶质增生等。已有研究发现，炎症、氧化应激、高血脂、动脉粥样硬化与AD的发生、发展密切相关。神经炎症可能是AD发病的核心病理机制，尤其是脑内的慢性炎症，不仅是Aβ产生和沉积、老年斑形成的主要病理生理机制，而且是Tau蛋白高度磷酸化、NFTs病变、神经元变性及乙酰胆碱含量显著减少的主要因素。虽然AD发病机制的研究已取得重大进展，但临床上仍缺乏有效的防治药物。目前，FDA批准用于AD治疗的以改善胆碱能或谷氨酸能神经传递系统功能的5个小分子药物仅适用于轻中度患者改善认知功能，长期治疗效果并不理想，不能逆转或阻止AD的病情进展，而且价格昂贵，导致患者依从性较差。特别是，随着latrepirdine、bapineuzumab、solanezumab等治疗药物的临床试验相继失败，提示单一靶点或通路的方法难以取得满意治疗效果。AD防治药物的开发这项世界性的医学难题遇到了很大的困难与挑战。因此，寻找能够发挥多靶点或多通路作用的新药对于治疗AD具有重要意义。

阿司匹林丁香酚酯(Aspirin eugenol ester，AEE)化学名2-乙酰氧基苯甲酸-2'-甲氧基-4'-(2'-烯丙基)苯酯，是在前药原理的基础上，通过将阿司匹林(aspirin，Asp)和丁香酚(eugenol，Eug)进行酯化反应生成的一种新型药用化合物。研究表明，AEE作为一种由NSAIDs衍生出的新型药用化合物，在体内酶的作用下释放出Asp和Eug两种原药并协同发挥作用，其多重药理药效学活性均优于其前药。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阿司匹林丁香酚酯在制备预防或治疗阿尔茨海默病药物中的应用，旨在解决现有用于AD治疗的小分子药物仅适用于轻中度患者改善认知功能，长期治疗效果并不理想，不能逆转或阻止AD的病情进展，而且价格昂贵，导致患者依从性较差，通过单一靶点或通路的方法难以取得满意治疗效果的问题。

本发明是这样实现的，一种具有潜在预防或治疗阿尔茨海默病的药用化合物，所述化合物为阿司匹林丁香酚酯，其结构式为：

在体内酶的作用下，所述阿司匹林丁香酚酯能释放出阿司匹林和丁香酚两种原药，这两种原药通过抑制胆碱酯酶，改善胆碱神经功能、抗氧化、抗炎等协同发挥作用，调节组织中阿尔茨海默病信号通路关键基因表达，还可有效改善东莨菪碱所致的学习记忆能力障碍，因此，阿司匹林丁香酚酯可应用于制备预防或治疗阿尔茨海默病的药物中。

优选地，所述药物中阿司匹林丁香酚酯的有效剂量为36-72mg/kg。

优选地，所述药物为口服给药剂型，将阿司匹林丁香酚酯按照本领域的常规制备方法制备成任意口服给药剂型的药物给药后，能显著调节组织中阿尔茨海默病关键基因的表达。

优选地，所述剂型为散剂、片剂、颗粒剂、胶囊剂、口服液、乳剂或混悬剂。

优选地，所述药物还包括医学上可接受的辅料。

优选地，所述预防或治疗阿尔茨海默病的具体表现为：所述药物是通过影响组织中离子转运和运输，炎症应答，调控细胞凋亡途径对神经元突触、神经轴突、神经元的迁移及神经肽信号传递发挥调控作用，进而控制阿尔茨海默病的发生、发展。

优选地，所述药物可调节组织中阿尔茨海默病信号通路关键基因表达，所述基因包括：caspase 4(CASP4)、alpha-2-macroglobulin(A2M)、brain-derived neurotrophicfactor(BDNF)、neurotrophic receptor tyrosine kinase 1(NTRK1)、protein kinase Cbeta(PRKCB)、protein kinase C gamma(PRKCG)、acetylcholinesterase(ACHE)基因，通过参与调控神经元细胞的存活、生长、分化，抑制细胞凋亡，降低脑内炎症反应及抑制乙酰胆碱酯酶活性，发挥预防或治疗阿尔茨海默病作用。

优选地，所述组织包括心脏组织、大脑组织。

优选地，所述药物能够有效改善东莨菪碱所致的学习记忆能力障碍。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)给予健康雄性Wistar大鼠灌服药物AEE 7d后，采集心脏组织和大脑组织分别进行基因表达谱芯片检测，结果表明AEE能够显著改变阿尔茨海默病信号通路中关键基因的表达，影响阿尔茨海默病、帕金森氏病等神经变性疾病的发生、发展；AEE还能够抑制细胞凋亡，降低脑内炎症反应及抑制乙酰胆碱酯酶，发挥预防或治疗阿尔茨海默病的作用；本发明通过AEE发挥多靶点或多通路作用达到预防或治疗AD的效果，效果明显。

(2)给予小鼠灌服药物AEE 30d后，建立东莨菪碱所致记忆获得性障碍模型，然后通过实验测试小鼠的学习记忆能力，实验结果表明，AEE能够AEE激活M受体，明显抑制东莨菪碱所致的小鼠记忆获得性障碍，提高小鼠的学习记忆能力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的AEE组与空白对照组的差异表达基因的GO聚类分析结果图。

图2是本发明实施例提供的AEE组与空白对照组的差异表达基因在KEGG数据库的Pathway聚类分析结果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1基于心脏组织的转录组学实验

8-10周龄SPF级健康雄性Wistar大鼠20只，体重200±20g，随机分为2组，每组10只。分别为空白对照组(0.5％CMC-Na)和AEE组(36mg/kg)。分别对2组动物灌胃给予相应的药物，每天1次，连续给药7d。第8天，采集心脏组织，提取总RNA，每组随机抽取7个做混合样品，进行基因表达谱芯片检测。

基因表达谱芯片数据GO聚类分析，对P≤0.05的所有GO Term进行筛选，分析结果如图1所示。

图1A为差异基因在生物学过程中的富集百分率，AEE组与空白对照组比较，G蛋白偶联受体蛋白信号通路(26.9％)、细胞黏附(9.6％)、跨膜转运(9.3％)、离子转运(9％)、钾离子转运(5.7％)、炎症反应(5.1％)、细胞凋亡正向调控(4.2％)、对脂多糖的应答(3.9％)、亲同种抗原的细胞黏附(3.3％)、神经肽信号通路(3％)、突触传递(2.7％)、神经元迁移(2.7％)等生物学过程主要类群参与AEE的药物作用。

图1B为差异基因在分子功能中的富集百分率，AEE组与空白对照组比较，受体活性(35.4％)、钙离子结合(12.1％)、G蛋白偶联受体活性(9.6％)、电压门控离子通道活性(5.7％)、转运活性(5.4％)、激素活性(4.5％)、结构分子活性(4.5％)、受体结合(4.5％)、电压门控钾离子通道活性(3.5％)、肝素结合(3.5％)、肌动蛋白丝绑定(2.5％)、肽酶抑制剂活性(2.2％)等分子功能主要类群参与AEE的药物作用。

图1C为差异基因在细胞组分中的富集百分率，AEE组与空白对照组比较，整合到细胞膜(55.4％)、质膜(31.8％)、膜(30.2％)、胞外区(19.1％)、细胞外空隙(12.6％)、突触(4.1％)、顶端质膜(3.6％)、细胞质囊(3.4％)、轴突(3.2％)、外侧质膜(3.2％)、角蛋白纤维(2.3％)、电压门控钾离子通道活性(2％)等细胞组分主要类群参与AEE的药物作用过程。

基因表达谱芯片数据Pathway聚类分析，AEE组与空白对照组进行比对，对P≤0.05的信号通路进行筛选，分析结果如图2所示。

AEE组与空白对照组比较，差异表达基因主要富集于代谢通路(34.1％)、MAPK信号通路(7.9％)、阿尔茨海默病(7.1％)、钙信号通路(6.5％)、黏着斑(6％)、调节肌动蛋白细胞骨架(5.6％)、氧化磷酸化(4.8％)、细胞黏附分子(4.7％)、帕金森氏病(4.6％)、血管平滑肌收缩(4.4％)、胰岛素信号通路(4.1％)、谷氨酸能突触(4％)等信号通路。

实验结果表明，AEE能够通过影响离子转运和运输、炎症应答、调控细胞凋亡等途径对神经元突触、神经轴突、神经元的迁移及神经肽信号传递发挥调控作用，其能够显著改变阿尔茨海默病信号通路中关键基因的表达，提示AEE能够影响阿尔茨海默病、帕金森氏病等神经变性疾病的发生、发展。

实施例2基于大脑组织的转录组学实验

8-10周龄SPF级健康雄性Wistar大鼠20只，体重200±20g，随机分为2组，每组10只。分别为空白对照组(0.5％CMC-Na)和AEE组(72mg/kg)。分别对2组动物灌胃给予相应的药物，每天1次，连续给药7d。第8天，采集大脑组织，提取总RNA，每组随机抽取7个做混合样品，进行基因表达谱芯片检测。

差异表达基因统计分析以差异倍数Fold change绝对值≥2.0进行筛选，结果见表1。

表1 AEE组与空白对照组差异表达基因统计分析

由表1可知，AEE组与空白对照组比较有1975个基因表达显著上调，2025个基因表达显著下调。

从QIAGEN官网中搜索RT2Profiler PCR Array，进而找到大鼠Alzheimer’sDisease关键基因列表，结合整理文献报道的关键基因，共获得阿尔茨海默病信号通路相关基因83个，逐条分析上述基因在AEE组与空白对照组差异表达基因中的表达情况。

分析结果显示，AEE与空白对照组比较，表达显著下调的基因有caspase 4(CASP4)、alpha-2-macroglobulin(A2M)、acetylcholinesterase(ACHE)，表达显著上调的基因有brain-derived neurotrophic factor(BDNF)、neurotrophic receptor tyrosinekinase 1(NTRK1)、protein kinase C beta(PRKCB)、protein kinase C gamma(PRKCG)。对上述基因进一步分析发现，CASP4是胱天蛋白酶4基因，在多种内外侵袭因素作用下，可激活CASP4，释放促炎细胞因子并启动先天免疫反应。此外，CASP4超表达和激活可引起细胞凋亡和细胞焦亡。A2M是α2-巨球蛋白基因，α2-巨球蛋白是一种重要且作用广泛的蛋白酶抑制分子，在脑中可由星形胶质细胞和神经元合成，是脑中炎性反应的一种急相蛋白。在AD患者脑部老年斑、神经纤维缠结及萎缩的神经元突起中α2-巨球蛋白明显升高。经蛋白酶激活后的α2-巨球蛋白可与Aβ形成复合物，可经低密度脂蛋白受体相关蛋白介导，发动Aβ肽的细胞吞噬作用，调节Aβ肽的降解，影响脑中淀粉样沉积的数量。ACHE是乙酰胆碱酯酶基因，乙酰胆碱为促进学习记忆的神经递质，乙酰胆碱酯酶是生物神经传导中的一种关键酶，在胆碱能突触间，该酶能降解乙酰胆碱，终止神经递质对突触后膜的兴奋作用，保证神经信号在生物体内的传递。目前临床应用的抗早老性老年痴呆的许多药物具有抑制中枢乙酰胆碱酯酶活性的作用，实验结果表明AEE也具有此作用。BDNF是脑源性神经营养因子基因，脑源性神经营养因子是神经生长因子家族中的重要成员，对维持神经元存活和生长发挥重要作用，此外，脑源性神经营养因子作用于神经元能够增加突触数目，调节、促进突触形成。NTRK1是神经营养酪氨酸激酶受体1型基因，神经营养酪氨酸激酶受体1型具有促进神经营养酪氨酸激酶的作用。PRKCB是蛋白激酶Cβ基因，蛋白激酶Cβ在人类免疫性疾病中占有重要地位，在B细胞和肥大细胞中高度表达，已被报道参与许多不同的细胞功能，如B细胞活化，诱导细胞凋亡，内皮细胞增殖，肠道糖分的吸收，大鼠实验的研究还表明，该激酶亦可以调节神经元功能。PRKCG位于19q13.4，主要表达于脑和脊髓，尤以小脑、海马和大脑皮层最为丰富，对神经元的重塑及情绪的调节起着关键作用。

实验结果表明，AEE主要通过参与调控神经元等细胞的存活、生长、分化，抑制细胞凋亡，降低脑内炎症反应及抑制乙酰胆碱酯酶等途径发挥预防或治疗阿尔茨海默病。

实施例3AEE对东莨菪碱所致小鼠学习记忆能力障碍的影响

东莨菪碱所致记忆获得性障碍模型建立：

SPF级昆明种健康雄性小鼠30只，体重20±3g，随机分为3组，每组10只。分别为空白对照组(0.5％CMC-Na)、模型组、AEE组(36mg/kg)。空白对照组与模型组给予等量的0.5％CMC-Na水溶液，AEE组灌胃给予AEE的CMC-Na混悬液，连续灌胃给药30d。末次给药后1h，模型组及AEE组小鼠均分别腹腔注射东莨菪碱2mg·kg^-1，建立东莨菪碱所致记忆获得性障碍模型；空白对照组小鼠腹腔注射等容量生理盐水。

Morris水迷宫实验测试：

模型建立20min后，采用Morris水迷宫实验测试实验小鼠的学习记忆能力，实验历时5d，每次2min，记录动物寻找并爬上平台所需时间(逃避潜伏期)，后3天数据作为学习和记忆成绩，统计并比较各组动物逃避潜伏期时间，评判AEE对小鼠学习记忆能力的影响。

Morris水迷宫实验结果见表2：

表2 Morris水迷宫测试各组小鼠逃避潜伏期统计结果(M±SD)(单位：s)

注：空白对照组和AEE组分别与模型组比较，*P<0.05，**P<0.01

由表2可知，在实验第1天至第5天，空白组逃避潜伏期均显著短于模型组(P<0.01)，说明用东莨菪碱成功建立小鼠记忆获得性障碍模型。各实验组在实验第1天至第5天中逃避潜伏期均逐渐缩短，但缩短程度不同。在实验第1天，AEE组逃避潜伏期显著短于模型组(P<0.05)，实验第2天至第5天，AEE组逃避潜伏期显著短于模型组(P<0.01)。说明AEE可明显抑制东莨菪碱所致的小鼠记忆获得性障碍。东莨菪碱是一种非选择性M受体阻断剂，对脑皮层和海马胆碱能系统突触后膜的受体起阻断作用，并能改变受体蛋白的构型，从而对记忆获得产生阻抑效应，训练前给药可造成动物记忆获得障碍。实验结果提示，AEE通过激活M受体，发挥提高小鼠学习记忆能力的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.阿司匹林丁香酚酯在制备预防或治疗阿尔茨海默病药物中的应用；所述药物中阿司匹林丁香酚酯的有效剂量为36-72mg/kg；所述药物用于调节组织中阿尔茨海默病信号通路关键基因表达，所述基因包括：CASP4、A2M、BDNF、NTRK1、PRKCB、PRKCG、ACHE基因；

所述药物为口服给药剂型。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述剂型为散剂、片剂、颗粒剂、胶囊剂、口服液、乳剂或混悬剂。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述药物还包括医学上可接受的辅料。

4.如权利要求1-3任一项所述的应用，其特征在于，所述药物通过影响组织中离子转运和运输，炎症应答，调控细胞凋亡途径对神经元突触、神经轴突、神经元的迁移及神经肽信号传递发挥调控作用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述组织包括心脏组织、大脑组织。

6.如权利要求1-5任一项所述的应用，其特征在于，所述药物能够有效改善东莨菪碱所致的学习记忆能力障碍。