小檗堿衍生物上調(diào)低密度脂蛋白受體表達(dá)的構(gòu)效關(guān)系及高生物利用度的新一代小檗堿研究.pdf

1、本組科研人員的發(fā)現(xiàn)表明：我國(guó)天然藥物單體化合物小檗堿(berberine，簡(jiǎn)寫B(tài)BR)及其同分異構(gòu)體—假小檗堿(pseduoberberine，Y53)均為與他汀類藥物作用機(jī)制不同、安全性高、新結(jié)構(gòu)骨架的降血脂化合物。這類化合物在基因轉(zhuǎn)錄后水平上，通過作用于3'UTR區(qū)域穩(wěn)定低密度脂蛋白受體(LDLR)的mRNA，顯著上調(diào)LDLR的表達(dá)，在動(dòng)物體內(nèi)表現(xiàn)出良好的降血脂活性，顯示出明顯的應(yīng)用前景。本項(xiàng)目在此工作基礎(chǔ)上，主要開展了以下兩方面的

2、研究。 一、BBR類似物上調(diào)LDLR表達(dá)的構(gòu)效關(guān)系。 為了系統(tǒng)闡明BBR類似物上調(diào)LDLR的構(gòu)效關(guān)系，尋找活性必需基團(tuán)，獲得活性更為優(yōu)異的類似物，本論文在前期工作基礎(chǔ)上，以BBR或Y53為先導(dǎo)化合物，通過半合成制備方法，分別對(duì)其A、C、D環(huán)上的側(cè)鏈取代進(jìn)行了較為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修飾，共設(shè)計(jì)合成了52個(gè)BBR類似物，通過測(cè)定其對(duì)肝細(xì)胞LDLR的表達(dá)活性，系統(tǒng)闡明了BBR類似物的構(gòu)效關(guān)系。 1、亞甲二氧五元環(huán)(E環(huán))結(jié)構(gòu)是

3、活性必需的。將BBR的五元環(huán)打開、2—或/和3—羥基烷基化、或?qū)⑽逶h(huán)擴(kuò)至六元環(huán)所得產(chǎn)物的活性均減弱或消失。 2、C環(huán)13位為氫原子時(shí)活性最好。在BBR或Y53的13—位引入體積不同的烷基，所得產(chǎn)物活性消失。 3、化合物骨架的平面結(jié)構(gòu)為其活性所必需。將C環(huán)還原，平面骨架彎曲，化合物活性消失；即使在N7—位引入各種取代基團(tuán)以保持N7—位的正電荷，化合物上調(diào)LDLR活性仍然消失。 4、隨著9—位側(cè)鏈取代基體積的增大，

4、活性均有不同程度的降低；9—OH替代BBR的9—OCH3，所得產(chǎn)物M1(俗稱小檗紅堿，berberrubine，結(jié)構(gòu)見圖1)的活性與BBR相當(dāng)，為我們提供了一個(gè)“—OH”作為連接載體的手臂。因?yàn)镸1恰為BBR的主要代謝產(chǎn)物之一，使通過M1制備前藥提高BBR口服生物利用度的想法成為可能。 二、提高小檗堿生物利用度的化學(xué)設(shè)計(jì)與藥學(xué)實(shí)踐。 為了克服BBR口服生物利用度低(僅約5％)的缺陷，并將其轉(zhuǎn)變成自主創(chuàng)新、機(jī)制新穎、毒性低

5、的降血脂新藥，本論文從以上工作中發(fā)現(xiàn)的BBR活性代謝產(chǎn)物—M1著手，通過其結(jié)構(gòu)中裸露出的9—OH“把手”，引入脂溶性增加的載體，制備成M1前藥，以改善脂溶性進(jìn)而提高其口服生物利用度。我們預(yù)期這些前藥比BBR更易通過腸道進(jìn)入血液，在機(jī)體酯酶或混合氧化酶的催化下，與BBR一樣釋放出活性代謝產(chǎn)物M1，在機(jī)體發(fā)揮降血脂作用。 本論文參考前藥脂水分配系數(shù)(ClogP)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，共設(shè)計(jì)合成了17個(gè)M1前藥(8個(gè)M1酯型前藥，3個(gè)M1醚型前

6、藥，6個(gè)二級(jí)前藥)。通過在大鼠血漿中的生物轉(zhuǎn)化速率試驗(yàn)的篩選、以及動(dòng)物體內(nèi)降血脂活性的評(píng)價(jià)，從中篩選出高生物利用度、具有顯著降血脂活性的酯型前藥—M1棕櫚酸酯(13)。在大鼠血漿中孵育10min約有18％的13水解釋放M1；1h水解百分?jǐn)?shù)為49％。與其它前藥相比，水解速度適中。SD大鼠高脂模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BBR和13(100mg/kg/天，口服)分別治療30天后，血漿總膽固醇(CHO)分別下降了27.4％和33.1％，低密度脂蛋白膽固

7、醇(LDL—c)分別下降了28.9％和43.0％，甘油三酯(TG)分別下降32.9％和36.5％，另兩個(gè)動(dòng)物模型的數(shù)據(jù)也證實(shí)了SD大鼠實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，表明后者的降血脂效果明顯優(yōu)于BBR。另外，13治療大鼠30天后，其肝、腎功能的指標(biāo)均在正常范圍之內(nèi)，未顯示肝、腎毒性。 本論文共設(shè)計(jì)合成了52個(gè)BBR類似物和17個(gè)前藥，其結(jié)構(gòu)均經(jīng)MS及1HNMR等圖譜確證無誤。較為系統(tǒng)地闡明了BBR類似物上調(diào)LDLR表達(dá)活性的構(gòu)效關(guān)系，基本完成了BB

8、R作為L(zhǎng)DLR上調(diào)劑的化學(xué)部分研究。相關(guān)研究?jī)?nèi)容已發(fā)表在美國(guó)藥物化學(xué)期刊J．Med．Chem．(2009)雜志上。 上述研究還獲得活性化合物M1，前藥13的結(jié)構(gòu)是由M1和棕櫚酸組成，而棕櫚酸是臨床使用多種前藥的載體，具有較高的安全性?；衔?3不僅擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)(公開號(hào)：WO/2006/029577)，而且還部分克服了BBR生物利用度低的缺陷。與現(xiàn)用的一線降脂藥物他汀類相比，13是一個(gè)作用機(jī)制新穎、安全性高、藥效好的新型降血脂