CN1839869A - 莫罗苷在α-葡萄糖苷酶抑制剂中的应用 - Google Patents

莫罗苷在α-葡萄糖苷酶抑制剂中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种新的天然来源的α-葡萄糖苷酶抑制剂——莫罗苷,并公开了一种从天然植物中(如白花败酱、山茱萸)制备莫罗苷的方法,以及莫罗苷在制备防治糖耐量异常、糖尿病和肥胖等疾病的药物或保健品中的应用。

Description

莫罗苷在α-葡萄糖苷酶抑制剂中的应用
技术领域
本发明涉及可用于药品或保健品等含有莫罗苷作为活性成分的α-葡萄糖苷酶抑制剂,还涉及从天然植物中(如败酱、山茱萸)制备莫罗苷的方法,属于中药领域。
背景技术
α-葡萄糖苷酶是一种在机体的代谢过程中起着关键作用的酶,在生物体内分布广泛并参与许多生物过程,如消化、糖蛋白的生物合成、多糖及糖复合物的合成与分解代谢等,与许多因代谢紊乱失调而引起的疾病如糖尿病、癌症、病毒感染及遗传性溶酶体储存病等有密切关系。α-葡萄糖苷酶抑制剂可以防治餐后高血糖症和缓解高胰岛素血症,同时可以提高糖耐量,还可预防和治疗肥胖症和高三酰甘油血症,用于治疗因碳水化合物代谢紊乱而引起的疾病。
20世纪70年代中期国外开始研究α-葡萄糖苷酶抑制剂及其降血糖的作用机制。1990年拜耳公司研发出世界上第一个α-葡萄糖苷酶抑制剂——阿卡波糖(Acarbose),商品名拜糖平(Glucobay),它不会引起胰岛素分泌增多,也不会引起血浆胰岛素水平升高,从而减少了缺血性心脏病的危险因素,临床医生经常将其作为老年糖尿病患者的首选用药。之后,许多学者在筛选生物提取物中的α-葡萄糖苷酶抑制剂方面进行了大量的研究工作,研究对象主要为放线菌和微藻等微生物,也发现了许多中草药为来源的α-葡萄糖苷酶抑制剂。
2003年,日本学者浅野年纪等发现白花败酱Patrinia Villosa(Thunb.)Juss提取物是一种高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂(国际专利公开号WO2004/039388),但不知何种成分起作用。我们对败酱中的化学成分进行了分离、纯化、鉴定,并研究了各个单体对α-葡萄糖苷酶抑制剂作用,最后发现莫罗苷是其中最有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂。2004年高小平等发现山茱萸Cornus officinalis Sieb.et Zucc.提取物具有很好的α-葡萄糖苷酶抑制剂作用(专利申请号03135217.0),仍然没有解释何种成分起作用。而我们的研究发现,莫罗苷是山茱萸中含量最高的化学成分,对此又分离了山茱萸中的一些化合物单体进行α-葡萄糖苷酶抑制活性研究,同样证明莫罗苷是其中α-葡萄糖苷酶抑制作用的活性成分。
莫罗苷(morroniside)最早在莫罗忍冬Lonicera morrowii A.Gray的果实中分离获得,故命名为莫罗苷。之后,又在山茱萸Cornus officinalis的果实,白花败酱Patrinia Villosa,接骨木Sambucus racemosa L.的嫩枝,赞氏龙胆Gentianathunbergii(G.Don)Griseb.的全草、五福花Adoxa moschatellina L.等植物中分离获得。但由于莫罗苷性质不稳定,难以分离,得率较低。肖伟等人发明的莫诺苷的制备方法(专利申请号200410014771.2),使用反相硅胶,分离成本高,不适用于大量制备和工业化生产。而且由于莫罗苷吸湿性强,容易形成糖浆状物,粘性较大,很难得到晶体,造成其应用困难。莫罗苷被认为具有苦补健胃的作用和防治糖尿病血管病变的作用(专利申请号200410014771.2),没有发现其α-葡萄糖苷酶抑制作用的报道。
发明内容
本发明的目的是提供提供一种莫罗苷在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用,即在制备防治糖耐量异常、糖尿病和肥胖等疾病的药物或保健品中的应用。
本发明的另一目的是提供一种从天然植物中制备莫罗苷的方法。
本发明解决的技术问题和所采用的技术方案如下:
一种从天然植物中(如白花败酱、山茱萸)制备莫罗苷的新工艺,其特征在于包含以下步骤:
(1)含莫罗苷的药材用水、甲醇、乙醇或含水醇类提取,过滤、浓缩得浸膏;
(2)浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇溶液洗脱,可得少量莫罗苷,收集其它含有莫罗苷的流份;
(3)流份再经一次硅胶柱层析,氯仿—甲醇溶液洗脱,即得大量莫罗苷。
上述制备方法的条件范围为:步骤(2)中使用柱填料为柱层析硅胶(60~200目),氯仿—甲醇体积配比在10∶1~8∶2之间;步骤(3)中使用柱填料为柱层析硅胶(200目以上)或薄层层析硅胶,常压或加压柱层析,氯仿—甲醇体积配比在10∶1~8∶2之间。
本发明所说的含有莫罗苷的天然植物为白花败酱Patrinia Villosa(Thunb.)Juss,山茱萸Cornus officinalis Sieb.et Zucc.。
根据药学定义,含量大于95%的化合物为单体,含量小于95%的为其提取物。中药专业技术人员可按上述方法制备获得莫罗苷单体,其他药学研究人员按上述方法制备至少获得莫罗苷提取物。
一种α-葡萄糖苷酶抑制剂药物组合,其特征是含有权利要求4~5所述的莫罗苷或含莫罗苷植物提取物,其含量在10~100%。
上述的药物组合,其特征是以莫罗苷为活性成分(化学通式如下),加上药学上可接受的载体或辅助性成分制备而成的药物制剂,所述的药物制剂是片剂、胶囊剂、注射剂、颗粒剂、散剂、口服液等。
Figure A20061003772200051
莫罗苷在药学上的应用,从作用机理上分类属于α-葡萄糖苷酶抑制剂;从临床适应症上分类属于防治糖耐量异常、糖尿病和肥胖等的药物。
本发明的有益效果如下:
1、本发明首次明确了白花败酱和山茱萸中α-葡萄糖苷酶抑制剂的活性成分为莫罗苷,解释了中药提取物的降糖机理,为准确控制中药质量,促进中药现代化,走向国际市场打下了坚实的基础。
2、本发明是一种高效的莫罗苷的制备方法,具有分离效果好、速度快、得率高、成本低的优点。同时,解决了莫罗苷难以结晶的难题,具有很高的技术创新性。这是经过无数次失败或成功的实验,获得的最简单、最有利于生产的技术,是在热的特定溶液中重结晶,再放冷从溶液中分离的技术。通常重结晶是在冷的浓溶液中获得结晶的。
3、本发明在动物实验中具有较好的提高糖耐量、控制餐后血糖等作用,使用安全,无低血糖反应。与西方膳食相比,中国患者饮食中碳水化合物所占比例更高,也使得本发明具有很好的应用前景。
4、本发明是一种α-葡萄糖苷酶抑制剂,但与阿卡波糖的竞争性抑制作用不同,莫罗苷是一种可逆非竞争性抑制作用,不阻碍酶与寡糖的结合,形成酶-底物-抑制剂复合物,阻碍了葡萄糖的释放。这种作用方式将减少肠内糖类增多发酵引起腹部胀气和不适的现象。
附图说明
图1是莫罗苷对α-葡萄糖苷酶抑制的Lineweaver-Burk图。
具体实施方式
实验例1  莫罗苷对α-葡萄糖苷酶的抑制作用
实验目的:以拜糖平为阳性对照,观察莫罗苷在体外试验中对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,为研究其降低餐后血糖,提高糖耐量机制提供体外试验依据。
实验方法:将莫罗苷(自制,含量97.6%)用0.1M磷酸缓冲液配制成20、8、3.2、1.28、0.512、0.2048、0.08192、0.032768、0.013107、0.005243μg/μl的供试溶液。取40μl供试溶液与10μlα-葡萄糖苷酶(sigma,批号WA15194)混合,37℃温育10min,加入2.0mmol/L的麦芽糖50μl,37℃继续温育10min,沸水浴终止反应。氧化酶法酶标仪(BIO-RAD)490nm测定OD值。
阳性对照:拜糖平(北京拜耳医药保健有限公司,批号105094)用0.1M磷酸缓冲液配制成20、10、1、0.1μg/μl的供试溶液,实验操作同上。
空白对照:用0.1M的磷酸缓冲液代替α-葡萄糖苷酶,与供试溶液同法反应作为自身对照以排除受试物的颜色干扰。
实验结果:莫罗苷对α-葡萄糖苷酶具有明显的抑制作用,其IC50为1.33μg/μl。
                      表1莫罗苷和拜糖平对α-葡萄糖苷酶的抑制作用(n=3)
莫罗苷   药物浓度(μg/μl)抑制率(%) 2096.14±2.29 889.35±7.32 3.241.39±10.07 1.2826.47±10.24 0.51220.24±9.38
  药物浓度(μg/μl)抑制率(%)   0.204815.53±9.68   0.0819211.46±9.28   0.03276810.98±9.45   0.0131076.77±6.96   0.0052433.05±3.86
拜糖平   药物浓度(μg/μl)抑制率(%)   2099.53±1.06   1099.63±0.24   185.66±4.54   0.142.85±7.96
实验例2  莫罗苷对α-葡萄糖苷酶抑制类型的研究
实验目的:研究莫罗苷在体外试验中对α-葡萄糖苷酶的抑制类型,为研究其降低餐后血糖,提高糖耐量机制提供体外试验依据。
实验方法:将莫罗苷(自制,含量97.6%)用0.1M磷酸缓冲液配制成20、8μg/μl的供试溶液。在一定抑制剂浓度条件下,分别加入底物(浓度为0.25、0.5、1、2、3、4、5mmol/l),测定酶活力。改变抑制剂浓度,可得出一系列不同底物浓度条件下的酶活力。按Lineweaver-Burk作图确定抑制类型。
实验结果:Lineweaver-Burk作图(图1)结果显示,莫罗苷的α-葡萄糖苷酶的抑制类型为非竞争性抑制。
实验例3  莫罗苷对链脲佐菌素模型大鼠血糖、糖化血清蛋白和肝糖元的影响。
实验目的:以拜糖平为阳性对照,观察含30%莫罗苷的山茱萸提取物经口给药后对链脲佐菌素模型大鼠血糖、糖化血清蛋白和肝糖元水平的影响,为临床用药提供动物实验依据。
实验方法:大鼠禁食24h,每只ip链脲佐菌素70mg/kg,0.5ml/100g体重。正常喂养3天后,禁食12小时,测定空腹血糖(fasting serum glucose,FSG),方法同前,FSG大于16.7mmol/L为高血糖大鼠。根据血糖水平将高血糖大鼠分为5组,每组10只,分别为:模型对照组、阳性药组、受试药高、中、低剂量组。另取10只同批次正常大鼠作为正常对照组。各组大鼠均按1ml/100g的体积灌胃给药,每天一次,连续给药12天。第12天,禁食7小时后灌胃给药,同法测定给药后1h、2h、4h、6h时的血糖值。继续给药两天,即第14天,禁食过夜,给药1h后采血分离血清,进行糖化血清蛋白测定;取肝脏做肝糖元检查。
实验结果:含30%莫罗苷的山茱萸提取物在15~60mg/kg剂量范围内能显著降低链脲佐菌素大鼠模型的血糖值,并持续至6h(表2);60mg/kg和30mg/kg剂量组能显著降低链脲佐菌素模型大鼠血清中糖化血清蛋白GSP的含量,低剂量组也有降低趋势,但无统计学差异(表3);高、中、低剂量组均能显著增加模型大鼠肝糖元的含量(表4)。
表2含30%莫罗苷的山茱萸提取物对链脲佐菌素模型大鼠血糖值的影响(n=8)
  血糖值(mmol/L)
0h 1h 2h 4h 6h
  阴性对照组模型对照组拜糖平组(20mg/kg)高剂量组(60mg/kg)中剂量组(30mg/kg)低剂量组(15mg/kg)   4.93±0.76**23.33±1.4623.25±1.4922.99±2.2223.14±1.7723.22±1.53   4.15±0.55**22.30±3.3715.13±7.00*15.76±3.94**15.19±5.64**15.25±6.73*   4.60±0.71**22.13±2.8814.64±7.03*15.53±3.85**14.58±4.81**15.26±6.04*   4.32±0.64**20.29±2.7412.81±6.19**12.47±4.39**12.94±5.65**14.54±4.98*   4.10±0.55**18.76±3.7911.62±5.75*10.89±6.58*10.81±3.02**12.07±5.47*
与模型对照组比较,*p<0.05,**p<0.01
表3含30%莫罗苷的山茱萸提取物对链脲佐菌素模型大鼠血清中糖化血清蛋白GSP的影响(n=8)
 给药剂量(mg/kg)   GSP(mmol/l)
  正常对照组模型对照组拜糖平组(20mg/kg)高剂量组(60mg/kg)中剂量组(30mg/kg)低剂量组(15mg/kg)  --20603015   0.73±0.06**1.11±0.140.92±0.19*0.96±0.14*0.98±0.09*1.00±0.16
与模型对照组比较,*p<0.05,**p<0.01
表4含30%莫罗苷的山茱萸提取物对链脲佐菌素模型大鼠肝糖元含量的影响(n=8)
 给药剂量(mg/kg)   肝糖元(mg/g组织)
  正常对照组模型对照组拜糖平组(20mg/kg)高剂量组(60mg/kg)中剂量组(30mg/kg)低剂量组(15mg/kg)  --20603015   19.45±9.68**5.24±1.4710.73±5.96*13.55±6.91*13.68±8.59*12.63±8.35*
与模型组比较,*p<0.05,**p<0.01
实验例4  莫罗苷对正常小鼠糖耐量的影响
实验目的:以拜糖平为阳性对照,观察含30%莫罗苷的山茱萸提取物经口给药后对正常小鼠糖耐量的影响,为临床用药提供动物实验依据。
实验方法:小鼠禁食12h,用毛细玻璃管从小鼠眼眶静脉丛取血,离心分离血清,按葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖值,将小鼠分为5组:阴性对照组、阳性药组、受试药高、中、低剂量组。每组12只,雌雄各半。各组小鼠均按0.20ml/10g的体积灌胃给药,每天一次,连续给药4天。第4天,禁食7小时后灌胃给药,给药1小时后灌胃给予淀粉5g/kg,给淀粉后同法测定0.5h、1h、2h的血糖值。
实验结果:与阴性对照组相比,阳性药组在0.5h、1h时能显著降低小鼠血糖值;受试药高剂量组在0.5h、1h时能非常显著地降低小鼠血糖值;受试药中剂量组在1h时能显著降低小鼠血糖值;阳性药组、受试药高、中剂量组在2h时也有降血糖的趋势,但与阴性对照组相比均无统计学差异(P>0.05);受试药低剂量组与阴性对照组相比无统计学差异(P>0.05)。见表5
表5含30%莫罗苷的山茱萸提取物对正常小鼠糖耐量的影响(n=12)
  给药剂量( )   血糖值(mmol/L)
  0h   0.5h   1h   2h
  阴性对照拜糖平组(20mg/kg)高剂量组(60mg/kg)中剂量组(30mg/kg)低剂量组(15mg/kg)   -301005025   7.01±1.877.04±1.667.03±1.537.05±1.577.04±1.62   9.29±1.118.02±1.14*7.22±1.09**8.63±0.808.74±1.34   8.56±0.967.73±0.97*7.26±0.79**7.46±1.08*8.53±1.25   7.33±1.336.630.796.49±0.986.85±1.537.03±1.37
与阴性对照组比较,*p<0.05,**p<0.01
下面结合实施例对本发明进行详细描述。但是本发明不局限于所给出的实施例。
实施例1
败酱药材用70%的乙醇提取,过滤、浓缩得浸膏。浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇(10∶1)溶液洗脱,可得少量莫罗苷纯品(95%以上),收集其它含有莫罗苷的流份。流份再经一次硅胶(200目以上)柱层析,氯仿—甲醇(8∶2)溶液洗脱,TLC检查莫罗苷流份,干燥后即得莫罗苷结晶(95%以上),得率0.7%。
实施例2
败酱药材用甲醇提取,过滤、浓缩得浸膏。浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇(8∶2)溶液洗脱,可得少量莫罗苷纯品(95%以上),收集其它含有莫罗苷的流份。流份再经一次薄层硅胶柱层析,氯仿—甲醇(9∶1)溶液洗脱,TLC检查莫罗苷流份,干燥后即得莫罗苷结晶(95%以上),得率0.8%。
实施例3
败酱药材用水提取,过滤、浓缩得浸膏。浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇(9∶1)溶液洗脱,可得少量莫罗苷纯品(95%以上),收集其它含有莫罗苷的流份。流份再经一次加压薄层硅胶柱层析,氯仿—甲醇(9∶1)溶液洗脱,TLC检查莫罗苷流份,干燥后即得莫罗苷结晶(95%以上),得率0.7%。
实施例4
山茱萸药材用80%甲醇提取,过滤、浓缩得浸膏。浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇(9∶1)溶液洗脱,可得少量莫罗苷纯品(95%以上),收集其它含有莫罗苷的流份。流份再经一次加压薄层硅胶柱层析,氯仿—甲醇(10∶1)溶液洗脱,TLC检查莫罗苷流份,干燥后即得莫罗苷结晶(95%以上),得率0.9%。
实施例5
山茱萸药材用水提取,过滤、浓缩得浸膏。浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇(8∶2)溶液洗脱,可得少量莫罗苷纯品(95%以上),收集其它含有莫罗苷的流份。流份再经一次薄层硅胶柱层析,氯仿—甲醇(9∶1)溶液洗脱,TLC检查莫罗苷流份,干燥后即得莫罗苷结晶(95%以上),得率1%。
实施例6
山茱萸药材用乙醇提取,过滤、浓缩得浸膏。浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇(10∶1)溶液洗脱,可得少量莫罗苷纯品(95%以上),收集其它含有莫罗苷的流份。流份再经一次硅胶(200目以上)柱层析,氯仿—甲醇(10∶1)溶液洗脱,TLC检查莫罗苷流份,干燥后即得莫罗苷结晶(95%以上),得率1%。

Claims (8)

1.莫罗苷在制备α-葡萄糖苷酶抑制剂药物中的应用,其含量在10~100%。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征是莫罗苷在制备防治糖耐量异常、糖尿病和肥胖疾病的药物或保健品中的应用。
3.权利要求1中α-葡萄糖苷酶抑制剂药物包括如下化学通式表示的莫罗苷:
Figure A2006100377220002C1
4.一种从天然植物中制备莫罗苷的方法,其特征是包含以下步骤:
(1)含莫罗苷的药材用水、甲醇、乙醇或含水醇类提取,过滤、浓缩得浸膏;
(2)浸膏用硅胶拌样,经硅胶柱层析,氯仿—甲醇溶液洗脱,可得少量莫罗苷,收集其它含有莫罗苷的流份;
(3)流份再经一次硅胶柱层析,氯仿—甲醇溶液洗脱,即得大量莫罗苷。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是:步骤(2)中使用柱填料为60~200目柱层析硅胶,氯仿—甲醇体积配比在10∶1~8∶2之间;步骤(3)中使用柱填料为200目以上柱层析硅胶或薄层层析硅胶,常压或加压柱层析,氯仿—甲醇体积配比在10∶1~8∶2之间。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征是天然植物为白花败酱或山茱萸。
7.一种α-葡萄糖苷酶抑制剂药物组合,其特征是含有权利要求4~5所述的莫罗苷,其中莫罗苷的含量在10~100%。
8.根据权利要求7中所述的药物组合,其特征是以莫罗苷为活性成分,加上药学上可接受的载体或辅助性成分制备而成的药物制剂。
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