CN112608880A - 4-取代苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐衍生物在制药中的应用 - Google Patents
4-取代苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐衍生物在制药中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种4‑取代苯乙烯基‑1‑甲基吡啶碘盐衍生物即(E)‑4‑(4‑(4‑(7‑(二乙基氨基)‑2‑氧代‑2H‑色烯‑3‑羰基)哌嗪‑1‑基)苯乙烯基)‑1‑甲基吡啶‑1‑碘盐在制备选择性促进真皮成纤维细胞血管生成药物中的应用;其中有效促进真皮成纤维细胞血管生成的4‑取代苯乙烯基‑1‑甲基吡啶碘盐衍生物浓度为10~20μM。本发明提供的应用为研制开发有关化学小分子促进真皮成纤维细胞血管生成的药物奠定了基础,同时本发明所述化合物还可以作为一种有效的化学工具为研究化学小分子促进真皮成纤维细胞血管生成的机制提供有力手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种香豆素衍生物在制药中的应用,尤其涉及4-取代苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐衍生物即(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐【(E)-4-(4-(4-(7-(diethylamino)-2-oxo-2H-chromene-3-carbonyl)piperazin-1-yl)styryl)-1-methylpy ridin-1-ium iodide】在制备选择性诱导真皮成纤维细胞(Human dermal fibroblasts,HDFs)向血管内皮细胞分化药物中的应用。
背景技术
香豆素衍生物具有良好的生物活性,广泛应用于有机合成领域。香豆素是许多合成药物中的核心结构单元,香豆素类衍生物生物活性实验表明该类衍生物具有抗肿瘤、抗病毒、抗骨质疏松、抗凝血、治疗银屑病和白癜风、以及抗高血压、抗心律失常和抗心肌缺血再灌注性损伤等作用,如常见的紫花前胡即为一种香豆素类衍生物,它具有散风清热、降气化痰的功效,主要的作用为治疗风热咳嗽及痰热喘满之症状。
但是,经权威机构检索查新,目前国内外尚未见报道利用香豆素衍生物4-取代苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐衍生物即(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐作为选择性诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的药物进行药理学研究与应用的文献。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种4-取代苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐衍生物即(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐在制备选择性诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化药物中的应用。
本发明所述的4-取代苯乙烯基-1-甲基吡啶碘盐衍生物即(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的结构式为:
分子式:C32H35lN4O3
分子量:650.55,性状:红棕色粉末状固体。
本发明所述(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐在制备选择性诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化药物中的应用。
其中:
有效诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的浓度为10~20μM。
优选的,有效诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的浓度为10μM。
上述真皮成纤维细胞优选是人源的真皮成纤维细胞。
为了更好地理解本发明的实质,下面用结合(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的药理实验及结果来阐明其在有效诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化中的药物用途。
采用细胞生物学和分子生物学的方法,进行如下实验:其中所述(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐在以下实验中简称CPP。
1、CPP对真皮成纤维细胞存活率和细胞形态的影响
取人包皮来源的皮肤成纤维细胞作为模式细胞,进行体外培养。
将皮肤成纤维细胞接种于96孔细胞培养板中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内培养48h之后,SRB检测细胞的存活率变化。将第6代真皮成纤维细胞接种于6孔细胞培养板中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,显微镜下观察真皮成纤维细胞形态变化。
结果表明:CPP在10μM以下的不影响真皮成纤维细胞的存活,20μM的CPP能明显的抑制真皮成纤维细胞生长,同时CPP(10μM)能够诱导真皮成纤维细胞形成血管样结构(见图1)。
2、CPP诱导真皮成纤维细胞分化形成血管内皮细胞。
将第6代真皮成纤维细胞接种于直径6cm的培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,利用Western blot,免疫荧光和RT-qPCR分别检测真皮成纤维细胞相关蛋白Vimentin,血管内皮细胞相关蛋白CD31和CD133的蛋白水平以及mRNA水平,检测CD31阳性细胞率表征CPP诱导分化的效率。
结果表明:CPP高效诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化(图2-3)。
3、CPP诱导真皮成纤维细胞分化形成功能性的血管内皮细胞。
将第6代真皮成纤维细胞接种于直径6cm的培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入10μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度为10μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,RT-qPCR分别检测VEGF,FGF-2,PDGF-BB的mRNA水平。
将第6代真皮成纤维细胞接种于铺好Matrigel的24孔板上,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。Matrigel与DMEM basic原液按1:3比例稀释,24孔板中每孔加入200μl,37℃,CO2细胞培养箱中放置30-60min,待其凝固后取出使用;真皮成纤维细胞消化后,用DMEM basic原液悬浮细胞,并用原液洗一遍,然后将细胞按2.5-4×104/ml密度接种到铺好Matrigel的24孔板中,6h后倒置显微镜下拍照,Image J软件计算管腔长度,及对于形成的管腔结构的定量分析(见图4)。
结果表明:CPP诱导真皮成纤维细胞中促血管生成因子的表达,并且在体外促进真皮成纤维细胞血管生成(图4)。
4、CPP在小鼠体内促进小鼠皮肤组织中血管内皮细胞的增多。
用CPP(0mg/kg/day、1mg/kg/day、10mg/kg/day)连续腹腔注射小鼠两周,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:无菌条件下注射含有10mg/kg/day二甲基亚砜(DMSO)的PBS;实验组:无菌条件下注射含有1mg/kg/day、10mg/kg/day CPP的PBS。连续检测小鼠体重的变化,CPP腹腔注射14天后,对小鼠进行解剖,检测脏器体重,计算脏器系数,同时对其皮肤组织进行石蜡包埋切片,利用免疫组化技术检测CD31和CD133在小鼠组织中的蛋白水平。
结果表明:CPP在小鼠体内促进小鼠皮肤组织中血管内皮细胞的增多。
上述的实验数据统计学处理:
实验数据以平均值±标准误差表示,经t检验:P<0.05表示有显著性差异;P<0.01表示有极显著性差异。
由上述实验及其结果,可以得出如下结论:
CPP能够诱导真皮成纤维细胞形成血管样细胞形态,通过对真皮成纤维细胞相关蛋白Vimentin,血管内皮细胞相关蛋白CD31和CD133的蛋白水平以及mRNA水平检测显示CPP能够诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化,并且具有较高分化率。血管内皮细胞通过分泌促血管生成因子促进血管形成,因此,我们通过RT-qPCR和matrigel实验进一步证实CPP能够诱导真皮成纤维细胞分化形成具有功能的内皮细胞。进一步,通过小鼠体内实验证实CPP能够促进小鼠皮肤组织中血管内皮细胞数量的增多。
本发明提供的(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的应用为研制开发有关诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的药物奠定了基础。本发明涉及的CPP还可以作为一种有效的化学工具为进一步研究化学小分子诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的机制提供了有力手段。
附图说明
图1:CPP对真皮成纤维细胞存活率及细胞形态的影响。
其中:
A:CPP结构式;
B:检测CPP对于真皮成纤维细胞存活率的影响;
C:CPP诱导真皮成纤维细胞形成血管样结构。
图2:CPP诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化。
其中:
A-D:CPP对真皮成纤维细胞相关蛋白Vimentin,血管内皮细胞相关蛋白标志物CD31和CD133的蛋白水平的影响及统计分析。
E:CPP对真皮成纤维细胞相关蛋白Vimentin,血管内皮细胞相关蛋白标志物CD31和CD133的mRNA水平的影响。
F:CD31阳性细胞率。
图3:免疫荧光检测CPP对真皮成纤维细胞中Vimentin,CD31和CD133的水平及统计分析。
图4:CPP诱导分化后具有血管内皮细胞的功能。
其中:
A-C:RT-qPCR检测CPP诱导促血管生成因子VEGF,FGF-2和PDGF-BB的表达。
D-E:Matrigel实验检测CPP促进真皮成纤维细胞体外成血管及小管长度的统计分析。
图5:CPP在小鼠体内诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化。
其中:
A:毒理实验检测CPP对小鼠体重的影响。
B:毒理实验检测CPP对小鼠脏器指数的影响。
C-E:免疫组化实验检测CPP对小鼠组织中CD31和CD133蛋白水平的影响及统计分析。
具体实施方式
实施例1:CPP对真皮成纤维细胞存活率的影响
取人包皮来源的皮肤成纤维细胞作为模式细胞,进行体外培养。
将皮肤成纤维细胞接种于96孔细胞培养板中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内培养48h之后,除去旧培养液,轻柔加入三氯醋酸(TCA)固定(100μl),4℃放置1h,除去固定液,小孔用去离子水洗5遍,甩干空气干燥,每孔加50μlSRB液,室温放置摇床10min,未与蛋白结合的SRB用1%醋酸液洗5遍,空气干燥,结束后SRB用100μl,10mM非缓冲Tris碱液(pH10.5)溶解,萃取,摇床放置5min,用自动化分光光度计在540nm波长处测定每个小孔OD值,检测细胞的存活率变化。
结果表明:浓度为10μM和20μM的CPP能在不同的程度上明显的抑制真皮成纤维细胞生长(见图1)。
实施例2:CPP诱导真皮成纤维细胞形成血管样结构
将第6代真皮成纤维细胞接种于6孔细胞培养板中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,荧光显微镜下观察真皮成纤维细胞形态变化(见图1)。
结果表明:CPP在低浓度不影响细胞存活,但是诱导真皮呈现为细胞相乘血管样结构。
实施例3:CPP诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化。
将第6代真皮成纤维细胞接种于直径6cm的培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,裂解细胞,收集细胞裂解液,4℃12000g离心15min,取上清,用western blot检测细胞中Vimentin,CD31和CD133蛋白的表达水平变化(见图2)。
将第6代真皮成纤维细胞接种于直径6cm的培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,加入Trizol裂解细胞,4℃12000g离心15min,取上清,加入200μL的三氯甲烷分相,4℃12000g离心10min,去上层水相加入等量异丙醇过夜沉淀RNA,利用反转录试剂盒反转RNA,通过实时荧光定量PCR定量检测Vimentin,CD31和CD133的mRNA的表达(见图2)。
将第6代真皮成纤维细胞接种于免疫荧光专用细胞培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:加入浓度分别为10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,吸出旧培养液,4%多聚甲醛固定细胞,室温15min后除去4%多聚甲醛,免疫PBS洗2遍,每次5min,Triton X-100透化2min,免疫PBS洗3次,每次5min,血清室温封闭30min,加入对应CD31蛋白一抗,每孔150μl,4℃孵育过夜,除去一抗,免疫PBST洗3次,每次5min,避光加入对应二抗孵育1h,除去二抗,免疫PBST洗3次,每次5min,DAPI染色,室温孵育5min,除去DAPI染色液,免疫PBST洗3次,每次5min,每孔加入150μl免疫PBS,免疫荧光检测CD31的蛋白变化,通过统计视野中CD31阳性细胞的数量计算分化率(见图2)。
结果表明:CPP诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化,并且具有较高分化率。
实施例3:免疫荧光检测CPP诱导真皮成纤维细胞的Vimentin,CD31和CD133蛋白的表达变化
将第6代真皮成纤维细胞接种于免疫荧光专用细胞培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:加入浓度分别为10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,吸出旧培养液,4%多聚甲醛固定细胞,室温15min后除去4%多聚甲醛,免疫PBS洗2遍,每次5min,Triton X-100透化2min,免疫PBS洗3次,每次5min,血清室温封闭30min,加入对应Vimentin,CD31和CD133蛋白一抗,每孔150μl,4℃孵育过夜,除去一抗,免疫PBST洗3次,每次5min,避光加入对应二抗孵育1h,除去二抗,免疫PBST洗3次,每次5min,DAPI染色,室温孵育5min,除去DAPI染色液,免疫PBST洗3次,每次5min,每孔加入150μl免疫PBS,免疫荧光检测Vimentin,CD31和CD133蛋白的表达变化。
结果表明:CPP以浓度依赖的方式降低Vimentin的蛋白水平,提高CD31和CD133蛋白的表达水平(见图3)。
实施例4:CPP诱导小鼠皮肤组织中CD31和CD133蛋白的表达变化
将第6代真皮成纤维细胞接种于直径6cm的培养皿中,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。37℃,CO2孵箱内连续诱导10d之后,加入Trizol裂解细胞,4℃12000g离心15min,取上清,加入200μL的三氯甲烷分相,4℃12000g离心10min,去上层水相加入等量异丙醇过夜沉淀RNA,利用反转录试剂盒反转RNA,通过实时荧光定量PCR定量检测VEGF,FGF-2和PDGF-BB的mRNA的表达(见图4)。
将第6代真皮成纤维细胞接种于铺好Matrigel的24孔板上,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:10%血清条件下加入20μM的二甲基亚砜(DMSO)培养;实验组:在10%血清条件下加入浓度分别为1μM、10μM和20μM的CPP培养。Matrigel与DMEM basic原液按1:3比例稀释,24孔板中每孔加入200μl,37℃,CO2细胞培养箱中放置30-60min,待其凝固后取出使用;真皮成纤维细胞消化后,用DMEM basic原液悬浮细胞,并用原液洗一遍,然后将细胞按2.5-4×104/ml密度接种到铺好Matrigel的24孔板中,6h后倒置显微镜下拍照,Image J软件计算管腔长度,及对于形成的管腔结构的定量分析(见图4)。
结果表明:CPP能够诱导真皮成纤维细胞分化形成具有功能性的血管内皮细胞(见图4)。
实施例5:用CPP(0mg/kg/day、1mg/kg/day、10mg/kg/day)连续腹腔注射小鼠两周,设置对照组和实验组进行如下实验。对照组:无菌条件下注射含有10mg/kg/day二甲基亚砜(DMSO)的PBS;实验组:无菌条件下注射含有1mg/kg/day、10mg/kg/day CPP的PBS。连续检测小鼠体重的变化,CPP腹腔注射14天后,对小鼠进行解剖,检测脏器体重,计算脏器系数,同时对其皮肤组织进行石蜡包埋切片,利用免疫组化技术检测CD31和CD133在小鼠组织中的蛋白水平。
结果表明:CPP对小鼠无毒性,并且以浓度依赖的方式提高CD31和CD133蛋白的表达水平,进而促进血管内皮细胞增多(见图5)。
实施例6:(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的制备
将4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯甲醛(871mg,2mmol)和1,4-二甲基吡啶-1-碘盐(470mg,2mmol)在EtOH(10mL)中搅拌回流4h,反应结束后,减压除去溶剂。通过硅胶柱色谱法(二氯甲烷:甲醇=40:1,v/v)进一步纯化残余物,得到红色固体(CPP,1.04g),收率79%。
上述(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的具体制备详见Sensors and Actuators B:Chemical,Volume276,10December 2018,Pages 8-12。
Claims (4)
1.(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐在制备选择性诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化药物中的应用。
2.如权利要求1所述的应用,其特征是:所述真皮成纤维细胞是人源的真皮成纤维细胞。
3.如权利要求1所述的应用,其特征是:有效诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的浓度为10~20μM。
4.如权利要求3所述的应用,其特征是:优选的有效诱导真皮成纤维细胞向血管内皮细胞分化的(E)-4-(4-(4-(7-(二乙基氨基)-2-氧代-2H-色烯-3-羰基)哌嗪-1-基)苯乙烯基)-1-甲基吡啶-1-碘盐的浓度为10μM。
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QUN WEI等: "Low-concentration HCP1 inhibits apoptosis in vascular endothelial cells", 《BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116617217A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-08-22 | 山东大学 | 4-甲基苯并[4, 5]咪唑并[1, 2-α]吡啶-3-甲醛在制药中的应用 |
CN116617217B (zh) * | 2023-07-10 | 2024-04-02 | 山东大学 | 4-甲基苯并[4,5]咪唑并[1,2-α]吡啶-3-甲醛在制药中的应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN112608880B (zh) | 2022-03-22 |
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