CN114404421B - 选择性自噬激活剂qx77在制备干预或治疗糖尿病视网膜病变的药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种选择性自噬激活剂QX77在制备干预或治疗糖尿病视网膜病变的药物中的应用。本发明研究发现,在DR早期玻璃体中胶质细胞成熟因子GMFB的含量大幅上升,并且作为一种细胞因子影响到视网膜的CMA自噬途径,进而加速DR的病变过程。通过筛选本发明发现选择性自噬激活剂QX77可以激活视网膜中的CMA自噬通路,减少视神经细胞的凋亡,保护视网膜的正常生理功能,从而延缓糖尿病视网膜病变的发病过程。同时,QX77作为一种小分子药物在发病早期即可延缓或治疗DR,操作方便且容易制取获得。
Description
技术领域
本发明涉及糖尿病性视网膜病变治疗技术领域,尤其是涉及选择性自噬激活剂QX77在制备干预或治疗糖尿病视网膜病变的药物中的应用。
背景技术
糖尿病性视网膜病变(DR)是糖尿病的一种特异性微血管并发症,具有慢性、进行性、潜在危害视力等特征,是工作人群及老年人中首要的致盲原因。全球有超过9300万例DR患者,其中1700万例患有增殖性DR(proliferative DR,PDR),2 800万患有威胁视力的DR(vision threatening DR,VTDR)。根据病变严重程度以及新生血管的形成状况,可将DR分为NPDR和PDR。NPDR的主要眼底表现为视网膜微血管瘤、点状和斑状视网膜出血、毛细血管闭塞、视网膜水肿等,其中黄斑区水肿可引起视力下降。而PDR则在非增生性病变的基础上,出现视网膜新生血管、玻璃体积血、牵拉性视网膜脱离等症状。缺血严重的病例可发生虹膜、房角新生血管形成,最终演变为新生血管性青光眼。
由于DR晚期严重损害视力以致不可恢复盲,所以及时防治十分重要。目前的主要治疗方式有激光光凝术、玻璃体切割术等,抗VEGF、抗炎症药物及PKC抑制剂等也有一定的治疗作用。但由于现行的治疗手段多针对发病晚期,且均有一定的副作用及预后风险,针对发病前期分子机制和治疗方法的研究迫在眉睫。
自噬是细胞通过溶酶体降解不必要或有害细胞成分的一种重要方式,同时可以为细胞代谢和功能提供能量或原料。根据底物进入溶酶体的途径不同,自噬可以分为巨自噬、微自噬和分子介导的选择性自噬三类。巨自噬(Macro-autophagy)即利用细胞器的双层膜包绕衰老细胞器、代谢产物或有害物质形成自噬体,再和溶酶体结合形成自噬溶酶体,从而进行蛋白降解的过程;微自噬(Micro-autophagy)则是底物被溶酶体或其他细胞器膜的突出或凹陷部分捕获而进入溶酶体;分子介导的自噬(Chaperone-mediated autophagy,即CMA)则是通过分子伴侣HSC70识别含有特殊五肽结构KFERQ的底物蛋白,并将其转运至溶酶体完成自噬过程。已有研究发现CMA的异常参与了多种神经退行性疾病的进展,并在阿尔兹海默症患者的脑组织中发现了CMA相关受体蛋白的缺失。
发明内容
基于现有技术中尚未有报道研究QX77与糖尿病视网膜病变之间存在关系的现状。本发明提供一种选择性自噬激活剂QX77在制备干预或治疗糖尿病视网膜病变的药物中的应用。
基于本发明的研究,发现玻璃体注射QX77在抵抗早期DR中发挥功能,进一步阐明DR的早期病变机制,并提供了有望在发病早期延缓或治疗DR的有效方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明首先提供选择性自噬激活剂QX77在制备干预或治疗视网膜相关疾病的药物中的应用。
进一步地,本发明提供选择性自噬激活剂QX77在制备干预或治疗糖尿病视网膜病变的药物中的应用。
在本发明的一个实施方式中,选择性自噬激活剂QX77在制备干预或治疗早期糖尿病视网膜病变的药物中的应用。
在本发明的一个实施方式中,选择性自噬激活剂QX77在制备延缓糖尿病视网膜病变的发病过程的药物中的应用。
在本发明的一个实施方式中,所述糖尿病视网膜病变包括NPDR和PDR。
在本发明的一个实施方式中,选择性自噬激活剂QX77能够激活视网膜中的CMA自噬通路,减少视神经细胞的凋亡,保护视网膜的正常生理功能,从而延缓糖尿病视网膜病变的发病过程。
在本发明的一个实施方式中,所述药物为注射药剂。
在本发明的一个实施方式中,所述药物为玻璃体注射药剂。
在本发明的一个实施方式中,所述药物中还包括药学上可接受的辅剂。
本发明还提供一种干预或治疗糖尿病视网膜病变的药物,为玻璃体注射药剂,药效成分为选择性自噬激活剂QX77,还包括药学上可接受的辅剂。
本发明研究发现,在DR早期玻璃体中胶质细胞成熟因子GMFB的含量大幅上升,并且作为一种细胞因子影响到视网膜的CMA自噬途径,进而加速DR的病变过程。通过筛选本发明发现选择性自噬激活剂QX77可以激活视网膜中的CMA自噬通路,减少视神经细胞的凋亡,保护视网膜的正常生理功能,从而延缓糖尿病视网膜病变的发病过程。
本发明研究发现在SD大鼠中,通过STZ腹腔注射构建糖尿病模型2周即可以损伤视网膜的正常生理功能,并引发视神经细胞的凋亡反应;而在高血糖第一天进行一次QX77玻璃体注射,即可使视网膜生理功能显著提高,并逆转视神经细胞的凋亡反应。
本发明首次发现了QX77在视网膜相关疾病中的作用,并加深了对DR早期发病过程的了解,认识到CMA在DR早期的抵抗作用,并同时说明了CMA可以作为一种靶点在发病早期延缓或治疗DR。
与现有技术相比,本发明具有以下优点及有益效果:
1)本发明研究发现,玻璃体注射QX77可使糖尿病大鼠视网膜电图的a波b波显著升高,并降低视神经的凋亡数目,说明该药物可保护视网膜的正常生理功能。
2)在高血糖第一天一次性进行QX77玻璃体注射即可保护视网膜的正常生理功能,说明该药物可以持续性发挥作用,具有临床应用潜力。
3)目前DR的主要治疗方式多针对发病晚期(如激光光凝术、玻璃体切割术等),且手术费用昂贵,均有一定的副作用及预后风险;而QX77作为一种小分子药物在发病早期即可延缓或治疗DR,操作方便且容易制取获得。
附图说明
图1:糖尿病造模2周后DM大鼠视网膜电图a波、b波波幅显著下降,提示视网膜生理功能受损;在糖尿病第一天玻璃体注射QX77则可逆转波幅的下降,保护视网膜功能。
图2:糖尿病造模2周后DM大鼠视网膜凋亡水平升高,发生视神经损伤;在糖尿病第一天玻璃体注射QX77则可保护视神经,使凋亡水平下降。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1:糖尿病大鼠模型构建与玻璃体药物注射
1.1大鼠准备:4W约140g重的SD大鼠购自斯莱克公司,饲养在同济大学动物中心SPF房。大鼠随机分为三组,正常对照组(NC),糖尿病组(DM),糖尿病视网膜注射组(DM+QX77)。
1.2腹腔注射造模:实验前先将大鼠饥饿24小时。单次腹腔内注射STZ(60mg/kg体重)来诱发糖尿病,正常对照组腹腔注射等体积的柠檬酸溶液;24小时后断尾取血测血糖,取血糖值高于250mg/dL的大鼠进行玻璃体注射,低于250mg/dL的大鼠将被排除。
1.3玻璃体腔注射:注射前大鼠腹腔注射2%戊巴比妥钠(1mL/400g体重)进行麻醉,1×速眠新(0.1ml/200g)进行肌肉松弛,然后给予一滴0.5%托吡卡胺散瞳(WuxiShanhe Group,Jiangsu,China),一滴0.4%盐酸奥布卡因表面麻醉(Eisai Co Ltd,Tokyo,Japan)。在体视显微镜下,先用1ml注射器自角膜缘后垂直进针扎一小孔,然后再用注射针由该孔向玻璃体腔内注入相应液体,其中正常对照组(NC)、糖尿病组(DM)均不注射,而糖尿病视网膜注射组(DM+QX77)对其进行QX77注射,每只眼的注射体积为5ul。两周后进行生理功能检测和眼球切片染色。
实施例2:SD大鼠视网膜电图ERG检测生理功能
1.1仪器:APS全自动视觉电生理检查仪(APS-2000)购于重庆康华科技有限公司。
1.2大鼠的准备:做视觉电生理功能检查前一天,把SD大鼠转移到暗房,进行暗适应。实验当天向大鼠腹腔注射2%戊巴比妥钠(1mL/500g体重)进行麻醉,1×速眠新(0.1ml/200g)进行肌肉松弛,然后给予一滴0.5%托吡卡胺散瞳(Wuxi Shanhe Group,Jiangsu,China),一滴0.4%盐酸奥布卡因表面麻醉(Eisai Co Ltd,Tokyo,Japan),每只眼睛各涂一点导电膏。插电极:地线接大鼠尾巴上,负极接大鼠两耳朵之间,正极接两眼睛角膜上,注意不要触到眼睑和巩膜上。
1.3数据采集:打开软件“视觉电生理图”,点“FERG”,再点1,2通道,一个为左眼通道,另一个为右眼通道,点“设置”,刺激次数为2次,刺激频率为0.05Hz;依次点击刺激强度(1)―0.0006325(cd*s/m)、(5)―0.006325(cd*s/m)、(9)―0.06325(cd*s/m),每次强度至少间隔2min。点“示波”,待波的基线平稳时,点击“采集”,等听到“嘀”的一声后,采集完毕,点击“保存”。再点击“设置”,修改文档号和刺激强度,依次类推。等所有强度做完后,换下一只大鼠。所有大鼠做完后,打开“文件”,进行标定,双击曲线,曲线变为白色,点击“标定”。标定完a波后,按空格键,标定b波。所有标定完毕,点击“打印”,保存为.PDF格式。点击左下角按钮,退出软件,关闭电脑,关闭放大器。
数据如图1的代表波形图及统计图所示,由图可知,DM组的a波、b波波幅较NC组明显下降,说明高血糖早期即可损伤视网膜功能;而DM+QX77注射组相比DM组波幅显著升高,说明QX77能够对糖尿病早期视网膜功能的损伤起到保护作用。
实施例3:视网膜冰冻切片的准备
1.1眼球准备:药物处理后的SD大鼠在不同时间点收取眼球样本,SD大鼠脱臼处死后,仔细摘除眼球,注意保留视神经;
1.2固定:置于4%多聚甲醛固定过夜;
1.3解剖:在解剖显微镜下沿角巩膜缘上缘解剖眼球,小心去除角膜,虹膜和晶状体,形成完整的视杯,注意操作轻柔防治造成视网膜脱离;
1.4脱水:用30%的蔗糖过夜脱水;
1.5包埋:用组织包埋液OCT包埋4℃平衡过夜;
1.6液氮速冻:将眼球用液氮快速冷冻,冷冻之前使得眼球的位置尽量垂直居中。-80℃保存冰冻样品。
1.7切片:用冰切机按8μm的厚度进行连续切片,取过视神经乳头的切片。将切片放在-80℃保存,使用前吹干。
实施例4:视网膜冰冻切片的TUNEL染色
1.1切片准备:取实施例3中所得的眼球冰冻切片样品进行免疫荧光染色检测。
1.2烤片:50℃烤片半小时。
1.3固定:4%PFA固定10分钟,再用PBS清洗三次,每次5分钟。
1.4透膜:用0.25%Triton-X100透膜15min,PBS洗3次,每次5min。
1.5封闭:5%胎牛血清室温封闭1小时;
1.6染色:加入TUNEL试剂盒所述反应液,置于湿盒内,避光37℃孵育1小时;PBS洗3次,每次5min。
1.7DAPI染核:用0.5μg/ml DAPI染细胞核1min,PBS洗3次,每次5min。
1.8封片:用荧光封片剂封片。
1.9拍照观察:在显微镜下拍照观察。
结果如图2所示,早期糖尿病组视网膜红色荧光增加,即增加视网膜细胞的凋亡水平;而在高血糖第一天注射QX77一次即可降低高血糖诱导的凋亡水平的增加,说明其能够对糖尿病早期视网膜细胞的凋亡起到保护作用。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.选择性自噬激活剂QX77在制备治疗糖尿病视网膜病变的药物中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,选择性自噬激活剂QX77在制备治疗早期糖尿病视网膜病变的药物中的应用。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,选择性自噬激活剂QX77在制备延缓糖尿病视网膜病变的发病过程的药物中的应用。
4.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述糖尿病视网膜病变包括NPDR和PDR。
5.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,选择性自噬激活剂QX77能够激活视网膜中的CMA自噬通路,减少视神经细胞的凋亡,保护视网膜的正常生理功能,从而延缓糖尿病视网膜病变的发病过程。
6.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述药物为注射药剂。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述药物为玻璃体注射药剂。
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述药物中还包括药学上可接受的辅剂。
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