CN112741834A - HIF-1α降解抑制剂在制备酮体水平升高的冠心病药物中的应用 - Google Patents

HIF-1α降解抑制剂在制备酮体水平升高的冠心病药物中的应用 Download PDF

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董震
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Abstract

本发明请求保护了一种HIF‑1α降解抑制剂罗沙司他在制备循环酮体水平升高的冠心病药物中的应用。以HIF‑1α为靶点，临床上应用罗沙司他，抑制HIF‑1α降解，升高HIF‑1α水平，可改善因酮体水平升高介导的心肌缺血缺氧性损伤。临床中将罗沙司他用于缺血性心脏病的治疗，尤其用于血酮体水平升高的冠心病患者，以减少心肌细胞损伤。

Description

HIF-1α降解抑制剂在制备酮体水平升高的冠心病药物中的 应用
技术领域
本发明涉及医药技术领域，具体涉及HIF-1α降解抑制剂在制备酮体水平升高的冠心病药物中的应用。
背景技术
据《中国心血管病报告2018》显示，心血管疾病导致的死亡位居中国居民死亡构成比的首位。心肌缺血(myocardialischemia)是指各种原因引起的心脏血液灌注减少，导致心脏的供氧减少，心肌能量代谢异常，难以维持心脏正常工作的一种病理状态。心脏活动所需要的能量几乎完全靠有氧代谢提供，所以即使在静息状态下，心肌的血氧摄取率也很高，正常情况下，机体可通过自身调节，促使血液供需相对恒定，以保证心脏正常工作，但当某种原因导致心肌血液供需失衡，就构成了心肌缺血。而冠心病是引起心肌缺血最主要、最常见的病因。急性心肌梗死是冠心病中最严重的一种类型，由于缺血、缺氧而导致心肌细胞死亡，大量的心肌细胞坏死导致心脏功能严重受损，进而发生心力衰竭、恶性心律失常等危及生命的事件。因此采取积极的措施降低心肌缺血、缺氧时细胞损伤，挽救濒危心肌是目前治疗的重心所在。
缺氧时心肌发生结构重构、电重构、代谢重构等，其中代谢重构发生最早且贯穿疾病整个过程，因此干预代谢重构可能是心肌重构防治的潜在靶点。正常情况下，心肌能量代谢灵活性极高，可根据机体情况及时调整代谢谱，以应对各种条件下能量需求的变化；但在缺氧时底物选择及代谢调节的灵活性显著下降。然而，目前缺血缺氧心肌发生的代谢改变途径尚不清楚，如何通过干预代谢调节而改善缺血、缺氧性心肌损伤的研究甚少。
酮体是几乎所有生物的重要代谢性燃料来源，主要由肝脏合成，在心、脑、肾等器官代谢；是β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate，β-OHB)、乙酰乙酸、丙酮的合称，其主要成分为β-OHB，占78％。生理条件下，正常心脏按其输送的比例氧化酮体，心脏是每单位质量心肌消耗酮体最多的器官；而且酮体的能量效率更高，比脂肪酸氧化提供更高的能量。2018年JACC发文，心梗患者血中酮体水平与不良预后呈正相关，提示心肌缺血缺氧条件下，酮体代谢具有重要的意义。以缺血缺氧时酮体代谢改变为靶点，筛选相应药物以减少心肌细胞损伤，治疗冠心病具有重要意义。因此深入研究相关分子作用机制，开发安全高效的靶向药物，更有效治疗冠心病的同时能降低副作用，是亟需解决的关键问题。
发明内容
为克服现有技术中的缺陷，本发明通过如下技术方案实现：
一种HIF-1α降解抑制剂在制备酮体水平升高的冠心病药物中的应用；
进一步的，所述酮体水平升高为循环酮体水平升高；
进一步的，所述HIF-1α降解抑制剂为罗沙司他；
进一步的，所述应用包括减少心肌梗死面积、改善射血分数和/或提高心输出量。
附图说明
图1：β-羟丁酸通过下调HIF-1α加重心肌细胞缺氧损伤。
其中，图1A、图1B表明：小鼠原代心肌细胞，在缺氧条件下给予β-羟丁酸后，呈剂量依赖性导致细胞死亡；图1C表明：Western结果显示，给予β-羟丁酸后，缺氧心肌细胞HIF-1α表达下调，且呈剂量依赖性；
图2：以HIF-1α为干预靶点，可减轻高β-羟丁酸导致缺氧心肌细胞损伤。
其中，图2A和2B表明，给予缺氧刺激以及β-羟丁酸后，应用罗沙司他可以抑制HIF-1α降解，进而部分逆转了β-羟丁酸对HIF-1α的抑制作用；图2C：免疫荧光结果统计分析图，也能反映出这一实验结果；
图3：体循环酮体水平升高，加重心肌梗死小鼠心肌损伤，罗沙司他部分逆转该效应。
其中，图3A表明，给予生酮饮食后，小鼠血酮体水平稳定升高；图3B表明，给予前降支结扎后，生酮饮食组心肌梗死面积较普通饮食组增大，采用罗沙司他干预，可减少心肌梗死面积；图3C表明，给予前降支结扎后，生酮饮食组射血分数降低，采用罗沙司他干预，可改善射血分数；图3D表明，给予前降支结扎后，生酮饮食组心输出量减低，采用罗沙司他干预后，心输出量明显提高。
有益效果
本发明通过实验证明：
本研究以缺血、缺氧时心肌细胞酮体代谢改变为切入点，首次明确高水平的β-羟丁酸可加重心肌细胞缺氧损伤，其机制主要通过抑制HIF-1α介导的；因此以HIF-1α为干预靶点，在高水平的β-羟丁酸时，通过应用HIF-1α降解抑制剂罗沙司他上调HIF-1α的表达，减轻了心肌细胞缺氧损伤。
本研究涉及成鼠心肌细胞提取、心肌缺血动物模型有前期实验基础，方法真实可靠，并且初步的研究成果已经证实，应用HIF-1α降解抑制剂罗沙司他能够显著减轻酮体水平升高环境中缺血缺氧引起的心肌损伤。
罗沙司他是治疗肾性贫血的新型药品，尚无心血管性疾病中的应用，本项发明充分证实了在心肌缺血、缺氧的病理状态下，应用罗沙司他可以逆转高β羟丁酸介导的酮体水平升高的心肌损伤、减少了心肌细胞死亡，改善心脏功能。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
罗沙司他，化学名称为2-(4-hydroxy-1-Methyl-7-phenoxyisoquinoline-3-carboxamido)acetic acid，CAS登记号：808118-40-3，分子式为：C19H16N2O5，结构如式I所示：
Figure BDA0002938323700000041
该化合物一种新型低氧诱导因子(HIF)-脯氨酰羟化酶(PH)酶抑制剂。HIF是体内适应氧变化的一个重要转录因子，在正常含氧条件下HIF-PH酶会促使HIF降解；当机体缺氧时HIF-PH酶的活性受到抑制，HIF的积累量增加，从而诱发相应的基因表达，使机体适应缺氧的变化。罗沙司他在机体不缺氧的条件下，抑制HIF-PH酶的活性，使HIF的累积量增加，进而产生相应的生理反应。通过稳定HIF，抑制其降解，激活相关基因的转录，产生相应的生理反应，适度增加促红素的浓度，提高促红细胞生成素(EPO)受体的敏感性，协调红细胞的生成，降低铁调素水平，增加转铁蛋白受体含量及活性，促进铁的吸收利用，而且耐受良好，是一种治疗肾性贫血的新型药品，尚无心血管性疾病中的应用。
以下实施例中，β-羟丁酸钠盐购自sigma公司；罗沙司他(Roxadustat)购自selleck公司；其余药品、试剂和仪器均为市售。
下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
采用原代成年小鼠心肌细胞，给予含酮体的培养基培养后给予缺氧刺激24小时，收集细胞，分别进行Live/death、Western-Blot、RT-PCR及免疫荧光等实验，检测心肌细胞损伤情况及HIF-1α表达；在此条件下，再以HIF-1α为干预靶点，通过给予HIF-1α降解抑制剂罗沙司他，上调HIF-1α表达，减轻心肌细胞缺氧损伤；实验结果反映在实施例1～3中。
实施例1：提高β-羟丁酸水平导致缺氧心肌细胞死亡增加。
如图1所示，明确β-羟丁酸通过抑制HIF-1α加重心肌细胞缺氧损伤，其中，图1A、图1B表明：Live/Death结显示，鼠原代心肌细胞，在缺氧条件下给予β-羟丁酸后，呈剂量依赖性导致细胞死亡；图1C表明：Western结果显示，给予β-羟丁酸后，缺氧心肌细胞HIF-1α表达下调，且呈剂量依赖性。
实施例2：以HIF-1α为干预靶点，可减轻高β-羟丁酸所导致缺氧心肌细胞损伤。
如图2所示，采用原代成年小鼠心肌细胞及人心室肌细胞系，给予缺氧刺激以及β-羟丁酸后，通过应用HIF-1α降解抑制剂罗沙司他，上调HIF-1α表达，可部分逆转β-羟丁酸在缺氧条件下导致的心肌细胞损伤；具体地，图2A和2B表明，Western Blot及免疫荧光结果示，给予缺氧刺激以及β-羟丁酸后，应用罗沙司他可以抑制HIF-1α降解，进而部分逆转了β-羟丁酸对HIF-1α的抑制作用；图2C为免疫荧光结果统计分析图，也能反映出这一实验结果。
实施例3：体循环酮体水平升高，加重心肌梗死小鼠心肌损伤，罗沙司他部分逆转该效应。
动物水平实验：采用60只6-8周龄雄性C57BL/6小鼠，30只给予普通饮食，30只给予生酮饮食，以建立高血酮小鼠模型，饲养4周后行小鼠冠状动脉(前降支)结扎建立心肌梗死动物模型，心梗1周后行心脏超声检查，再留取心脏标本，进行TTC、HE、Masson染色，从病理及形态学鉴定心肌梗死情况。如图3所示，通过Western-Blot及RT-PCR实验检测HIF-1α表达，发现相对于给予普通饮食小鼠，升高血液中酮体水平，可增加小鼠心肌梗死面积，加重心肌损伤，其中，“CD”组表示普通饮食组，“KD”组表示生酮饮食组。具体地，图3A表明，给予生酮饮食后，小鼠血酮体水平稳定升高；图3B表明B，给予前降支结扎后，生酮饮食组心肌梗死面积较普通饮食组增大，采用罗沙司他干预，可减少心肌梗死面积；图3C表明，给予前降支结扎后，生酮饮食组射血分数降低，采用罗沙司他干预，改善射血分数；图3D表明，给予前降支结扎后，生酮饮食组心输出量减低，采用罗沙司他干预后，心输出量提高。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种HIF-1α降解抑制剂在制备酮体水平升高的冠心病药物中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述酮体水平升高为循环酮体水平升高。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述HIF-1α降解抑制剂为罗沙司他。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述应用包括减少心肌梗死面积、改善射血分数和/或提高心输出量。
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