本文關鍵詞：新型多功能他克林巰基衍生物ST09對血管性癡呆大鼠認知功能的影響及機制

  更多相關文章： 血管性癡呆 膽堿酯酶 膽堿酯酶抑制劑 巰基化合物 細胞保護 他克林 多靶點配體 血管性癡呆 巰基他克林 Morris水迷宮 學習與記憶 膽堿酯酶活性 氧化損傷與抗氧能力 抗凋亡 葡萄糖代謝

【摘要】：第一部分ST09設計合成、體外活性檢測及肝毒性評價 目的：血管性癡呆(vascular dementia, VaD)是一種嚴重威脅中老年人群身體健康和生活質量的神經(jīng)系統(tǒng)重大疾病。本課題組的前期研究采用多靶點配體(multi-target-directed ligands. MTDLs)的分子構建策略,選用經(jīng)典藥物他克林(tacrine)作先導化合物,在保持乙酰膽堿酯酶(acetylcholinesterase, AChE)抑制活性的基礎上,引入巰基官能團,并制備成“前藥”形式,合成了一系列新的多功能化合物。本課題選擇其中效果最好的化合物ST09,繼續(xù)改進其合成路線并初步評價其藥理毒理作用,探索其用于治療血管性癡呆的可能性。 方法：化學合成、核磁共振、質譜分析、體外ChE活性篩選、體外細胞保護活性評價、類藥性分析、電子自旋共振技術、體內肝毒性評價、HE染色。 結果：優(yōu)化他克林衍生物前藥分子ST09的合成方法,擴大合成量,總收率保持在50-60%,其化學結構經(jīng)波譜解析得到確證。體外藥代動力學結果顯示,作為前藥分子的ST09經(jīng)全血孵育后,會迅速轉變?yōu)槊撘阴；乃肆謳�基衍生物的形式(ST10),30min內的轉化率可以達到96.72%。體外膽堿酯酶活性測試顯示,ST09和ST10都基本保留了母藥tacrine對AChE的抑制活性,對BuChE的抑制作用稍微減弱。PC12細胞活性實驗結果顯示1-30μM ST09對PC12細胞幾乎無細胞毒性,對H202誘導的氧化損傷具有較好的保護性。大鼠體內肝毒性分析發(fā)現(xiàn),ST09給藥組(3.45mg/kg)大鼠血清谷草轉氨酶(aspartate aminotransferase或glutamic-oxalacetic transaminase,AST/GOT)和谷丙轉氨酶(alanine transaminase或glutamic-pyruvic transaminase, ALT/GPT)水平與對照組無顯著差異,都處于正常值范圍；肝臟HE染色結果也與之一致,各組均未表現(xiàn)出肝細胞損傷。與同等摩爾濃度的tacrine相比,ST09不引起Hepg2細胞活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平的升高,且其脫乙�；钚孕问絊T10具有顯著的體外自由基清除活性。通過Pallas3.3軟件分析ST09化學結構,結果顯示ST09滿足lipinski類藥性五規(guī)則(rule of five, Ro5);而且該化合物具有良好的血腦屏障(blood-brain barrier, BBB)透過性(TPSA值為71.09A2),能夠實現(xiàn)中樞靶向性。 結論：相對于tacrine,前藥ST09及其活性體內代謝產(chǎn)物ST10的乙酰膽堿酯酶抑制活性未發(fā)生顯著改變,但其抗氧化和神經(jīng)保護活性顯著增加,且對于肝臟細胞的毒性也明顯降低,說明巰基基團的引入產(chǎn)生了“增效減毒”的效果。 第二部分ST09對血管性癡呆大鼠認知行為的影響 目的：VaD約占癡呆患者總數(shù)的20-30%,是因各種類型的腦血管病所致的認知功能障礙而引起的獲得性智能損害綜合征。永久性雙側頸總動脈結扎(permanent occlusion of bilateral common carotidarteries,2-VO)模型是目前國內外公認的研究VaD的建模方法之一。為評價他克林巰基衍生物ST09對VaD的治療效果,本課題觀察2-VO所致VaD模型大鼠行為學的改變以及大腦皮層和海馬病理學特征變化,研究他克林巰基衍生物ST09對VaD大鼠空間學習和記憶損傷的影響。 方法：選擇多奈哌齊(Don)作為陽性對照藥。將健康雄性大鼠隨機分為六組：假手術(Sham)組、模型組(Model+溶媒)、陽性對照組(Model+Don)、給藥組(Mode+-ST09低、中、高)三個劑量組。采用2-VO法致大鼠慢性前腦灌注不足,建立學習記憶損傷的血管性癡呆模型。術后1w開始每天腹腔給藥,Sham組和Model組給予生理鹽水,Don組給予0.30mg/kg/day, ST09低、中、高三個劑量組按1.73mg/kg/day,3.46mg/kg/day和6.92mg/kg/day,連續(xù)給藥6w后,進行大鼠Morris水迷宮有關空間學習和記憶的行為學檢測。應用HE染色觀察皮層和海馬組織病理學改變。 結果：術后7w,在定位航行實驗中,Model組大鼠逃避潛伏期明顯長于Sham組[F(1,16)=25.251,P0.01]；與Model組相比,ST09中、高治療組大鼠潛伏期明顯縮短[F(1,25)=12.845,P0.001]。隨著訓練天數(shù)的增加,各組大鼠逃避潛伏期逐漸縮短,具有顯著的統(tǒng)計學差異[F(3,141)=82.902,P0.01]。在day×group交互影響中,結果顯示所設置的給藥方案隨著訓練進行具有顯著差異[F(15,141)=1.827,P=0.036]。在隱藏平臺后的第1d訓練中,各組逃避潛伏期并無顯著性差異F(5,47)=0.576,P=0.718)。第2-4d,各組逃避潛伏期具有顯著性差異[day2:F(5,47)=4.967, P=0.001; day3:F(5,47)=6.670, P0.001;day4:F(5,47)=11.228,P0.001]。在訓練第2-4d,與Model組相比,Sham組和ST09中劑量組大鼠逃避潛伏期明顯縮短(P0.01)；在第3-4d,ST09高劑量組大鼠逃避潛伏期也明顯縮短(P0.05)。與Model組相比,低劑量ST09組大鼠逃避潛伏期無顯著性差異。在空間探索實驗中,與Model組相比,Sham組大鼠在目標象限的時間和路程均明顯延長(P0.05)；ST09中、高劑量組在目標象限的時間均明顯延長(P0.05or0.01)；ST09中劑量組在目標象限的路程明顯延長(P0.05)。HE染色結果顯示,Sham組大鼠皮層和海馬CAl區(qū)神經(jīng)元細胞排列整齊、形態(tài)完整,核仁清晰。Model組大鼠皮層和海馬腦區(qū)神經(jīng)元丟失,胞核固縮、濃染,出現(xiàn)明顯炎性細胞浸潤、膠質細胞增生和血管增生。ST09治療組和Don組此類現(xiàn)象得到明顯改善。 結論：ST09對VaD大鼠學習和記憶能力有明顯改善作用,并且大鼠皮層和海馬組織病理學改變程度大大減輕,表明ST09對VaD具有治療作用。 第三部分ST09改善血管性癡呆大鼠認知障礙的機制 目的：VaD患者認知功能障礙與腦部缺血缺氧引起的膽堿能神經(jīng)功能損傷、氧化應激增加和能量供應不足都有密切關系。本課題通過觀察藥物對VaD模型大鼠海馬和皮層組織膽堿能系統(tǒng)損傷、氧化應激、神經(jīng)細胞凋亡水平和腦部葡萄糖代謝的影響,探討ST09治療VaD相關認知障礙的作用機制。 方法：將經(jīng)2-VO造模、給藥和行為學測試后的SD大鼠斷頭處死,取血清及海馬、皮層組織。選取Sham組、模型組、陽性對照組和中劑量給藥組(3.46mg/kg)四組樣本做后續(xù)研究。血清、海馬和皮層組織勻漿液做抗氧化和氧化損傷指標、蛋白巰基含量以及膽堿酯酶活性檢測。以Western Blotting檢測海馬和皮層凋亡相關蛋白Bax、Bc1-2和活性Caspase-3表達。以小動物18F-FDG PET成像技術檢測四組SD大鼠(給藥6w后)進行皮層和海馬腦區(qū)的葡萄糖代謝情況。 結果：給藥6w后,Model組大鼠海馬和皮層腦區(qū)SOD活性顯著低于Sham組,ST09(3.46mg/kg)組缺血損傷后的SOD活性得到顯著提高(P0.05vs model)。 Model組大鼠海馬和皮層MDA水平較Sham組顯著升高,而ST09(3.46mg/kg)組明顯逆轉了這兩個腦區(qū)的MDA增加(P0.01)。Model組大鼠血清、海馬和皮層蛋白巰基含量較Sham組顯著降低,ST09組則得到顯著改善(P0.01),并且ST09組血清和腦組織中蛋白巰基含量明顯高于陽性對照藥Don組(P0.01)。相對于Sham組,Model組大鼠皮層和海馬區(qū)凋亡相關蛋白Bcl-2/Bax比值顯著降低,活性caspase3蛋白表達顯著升高。ST09(3.46mg/kg)明顯逆轉缺血損傷所致的凋亡改變,皮層Bc1-2/Bax表達從0.632±0.111增至1.697±0.131(P0.05),海馬從0.238±0.048增加到0.756±0.068(P0.01)；皮層區(qū)活性caspase-3表達水平從0.706±0.054降至0.475±0.042(P0.01),海馬從0.821±0.036降至0.483±0.076(P0.01)。小動物18F-FDGPET成像結果顯示,相對于對照組,模型組大鼠PET示蹤劑的分布顯著減少(P0.01),說明慢性腦缺血造成皮層和海馬組織葡萄糖代謝減少,而ST09組示蹤劑分布明顯增強(P0.05),并超過陽性對照藥Don組,提示ST09具有更好的腦代謝改善作用。 結論：ST09明顯改善VaD大鼠海馬和皮層的抗氧化、抗凋亡系統(tǒng)功能,保護腦部的氧化損傷和膽堿能系統(tǒng)損傷,同時還大大促進缺血腦區(qū)葡萄糖代謝,增加了腦區(qū)的能量利用,這些因素共同參與該化合物對VaD大鼠空間學習和記憶能力的改善。以上結果提示,ST09具有潛在的抗VaD的臨床開發(fā)價值。
【關鍵詞】：血管性癡呆 膽堿酯酶 膽堿酯酶抑制劑 巰基化合物 細胞保護 他克林 多靶點配體 血管性癡呆 巰基他克林 Morris水迷宮 學習與記憶 膽堿酯酶活性 氧化損傷與抗氧能力 抗凋亡 葡萄糖代謝
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R749.13
【目錄】：

• 縮略詞表5-6
• 中文摘要6-11
• Abstract11-17
• 前言17-21
• 第一部分 新型他克林巰基衍生物前藥分子ST09設計合成、體外活性檢測及肝毒性評價21-46
• 1 材料與方法21-33
• 2 結果33-41
• 3 討論41-45
• 4 小結45-46
• 第二部分 ST09對血管性癡呆大鼠認知行為的影響46-57
• 1 材料與方法46-49
• 2 結果49-53
• 3 討論53-55
• 4 小結55-57
• 第三部分 ST09改善血管性癡呆大鼠認知障礙的機制57-76
• 1 材料與方法57-65
• 2 結果65-70
• 3 討論70-74
• 4 小結74-76
• 全文總結76-78
• 本文創(chuàng)新點78
• 展望78-79
• 參考文獻79-85
• 綜述85-112
• 參考文獻106-112
• 附錄 攻讀博士學位期間已發(fā)表和待發(fā)表的論文112-113
• 致謝113-114

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡宗遠;閻愛俠;;腦血分配系數(shù)的定量構效關系研究[J];北京化工大學學報(自然科學版);2008年03期

2 夏蓉;劉曉東;馬長清;;血腦屏障與藥物轉運方法的研究進展[J];貴州醫(yī)藥;2008年10期

3 丁杰;;血管性癡呆的危險因素及綜合診治的臨床分析[J];中國醫(yī)藥科學;2013年20期

4 Zhong-Fu Zuo;Qiang Zhang;Xue-Zheng Liu;;Protective effects of curcumin on retinal Müller cell in early diabetic rats[J];International Journal of Ophthalmology(English Edition);2013年04期

5 易興無;;腦卒中血管性癡呆的發(fā)生率及其臨床特點[J];神經(jīng)損傷與功能重建;2014年01期

6 柴超;夏爽;沈文;;腦微出血的空間與時間分布及對臨床治療的影響[J];國際醫(yī)學放射學雜志;2013年04期

7 張小喬;李鸝;劉偉;陳敏;;重復經(jīng)顱磁刺激對血管性癡呆大鼠學習記憶功能及海馬膽堿能系統(tǒng)的影響[J];神經(jīng)損傷與功能重建;2014年02期

8 梅崢嶸;張芳艷;吳仲洪;張仲林;;隱丹參酮與多奈哌齊合用對β-淀粉樣蛋白誘導SH-SY5Y細胞凋亡的保護作用[J];重慶醫(yī)學;2014年10期

9 曾貴剛;張申;顧堅忠;陳國強;魏品康;;運動訓練對SHR/SP大鼠VD模型認知功能及海馬ChAT、AchE活性的影響[J];重慶醫(yī)學;2014年11期

10 劉婧;付小梅;吳建華;黃瀟;關志宇;;α_1-腎上腺素受體拮抗劑類藥物治療前列腺增生癥的研究進展[J];中國醫(yī)藥科學;2014年13期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳勤;于劍奇;施其權;葉海燕;陳逸青;余嗣明;;紅藻氨酸誘導PC12細胞凋亡及阿魏酸對神經(jīng)元的保護作用研究[A];2013年中國藥學大會暨第十三屆中國藥師周論文集[C];2013年

2 梅崢嶸;曾曉敏;黃漢輝;司徒冰;;隱丹參酮與多奈哌齊合用對Aβ誘導大鼠皮層神經(jīng)元損傷的保護作用[A];2013年中國藥學大會暨第十三屆中國藥師周論文集[C];2013年

3 徐源;隋建美;;血管性癡呆及非癡呆性血管性認知功能障礙與膽堿能系統(tǒng)的相關性研究[A];2013年貴州省神經(jīng)外科年會論文集[C];2013年

4 張麗麗;;阿爾茨海默與阿爾茨海默病的發(fā)現(xiàn)[A];中華醫(yī)學會醫(yī)史學分會第十四屆一次學術年會論文集[C];2014年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 葉俊麗;HSP70介導細胞氧化應激反應及扇貝多肽的神經(jīng)保護作用研究[D];中國海洋大學;2010年

2 沈杰;藥物ADMET理論預測方法開發(fā)和靶向雌激素受體的藥物設計研究[D];華東理工大學;2011年

3 白靜;轉染ALDH2基因對海馬神經(jīng)元的保護作用及其機制[D];華中科技大學;2011年

4 朱春華;線粒體功能障礙在足細胞損傷中的作用及干預研究[D];南京醫(yī)科大學;2011年

5 張恒艾;丹酚酸A對腦微血管栓塞大鼠的影響及機制研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學院;2011年

6 孫永葉;微量營養(yǎng)素補充對孕婦和中老年人群抗氧化能力及免疫功能影響的研究[D];青島大學;2011年

7 史俊;石杉堿甲-磷酸川芎嗪復方干預阿爾茨海默癥的研究[D];華東理工大學;2012年

8 李永生;血管性癡呆膽堿能機制的實驗研究[D];第二軍醫(yī)大學;2004年

9 金善;人臍血間充質干細胞治療血管性癡呆的實驗研究[D];第二軍醫(yī)大學;2006年

10 彭英;左旋丁基苯酞抗腦缺血和抗老年癡呆的藥理作用及機制研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學;2004年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張曉鋒;鹽酸美金剛對血管性癡呆大鼠海馬CAl區(qū)BDNF、NGF、ERK表達的影響[D];鄭州大學;2010年

2 馬宇光;海底熱液口蟹Gandalfus yunohana特異性基因的篩選和功能分析[D];浙江大學;2011年

3 賴增嬌;電項針配合頭針治療血管性癡呆的臨床觀察[D];黑龍江中醫(yī)藥大學;2011年

4 張曉輝;多烯磷脂酰膽堿對于阿爾茨海默病治療作用的研究[D];第四軍醫(yī)大學;2011年

5 張志新;異蓮心堿，蓮心堿和甲基蓮心堿的抗癡呆作用[D];華中科技大學;2010年

6 郭艷芬;發(fā)育期補充DHA對大鼠空間學習記憶的影響及其機理研究[D];武漢工業(yè)學院;2011年

7 田盛;類藥性和生物利用度的理論預測研究[D];蘇州大學;2011年

8 宋旭霞;聰圣膠囊治療血管性癡呆（VaD）的臨床研究[D];山東中醫(yī)藥大學;2002年

9 徐阿晶;乙酰膽堿脂酶抑制劑TAK-147對血管性癡呆的作用[D];浙江大學;2003年

10 陳美華;缺血再灌擬血管性癡呆大鼠中樞單胺類遞質變化及人參皂苷Rg_2的干預[D];青島大學;2004年

，

本文編號：863663