新型脯氨酸羟化酶抑制剂BT1001和BT1011抗肝纤维化的作用及机制研究

发布时间：2020-05-24 06:16

【摘要】：病毒性肝炎、酒精、药物等多种病因均可以导致肝脏纤维化,最终进展为肝硬化、肝癌。临床上去除或控制病因可以在一定程度上控制疾病的进展,但仍有一些肝纤维化依然持续存在。研究肝纤维化的发生机制是阻止肝纤维化发展及逆转肝纤维化的关键。肝纤维化是肝脏损伤后机体修复失衡的结果。肝星状细胞在肝纤维发生过程中起着至关重要的作用,因此它一直以来被做为抗纤维化治疗研究的靶细胞。抑制肝星状细胞活化是目前肝纤维化的治疗热点。使肝星状细胞失活和使已活化的肝星状细胞被诱导凋亡两种途径达到抗纤维化的目的。尽管抗纤维化临床研究工作取得一定的进展,但除了针对病因的治疗疗效比较确切以外,其他方法或证据不足,或疗效不满意,或作用机制不清,或副作用较大不能广泛用于临床。即便是针对病因的抗乙型肝炎或丙型肝炎治疗,也不能解决全部问题,特别是晚期肝纤维化的治疗问题。因此,从基础研究做起,针对肝纤维化及肝硬化形成的共同关键靶点的治疗可能是最有希望的。活化的肝星状细胞分泌的胶原蛋白过量沉积是导致肝纤维化发生的主要原因。胶原蛋白中存在的羟基脯氨酸在其它蛋白质中不存在,它不是直接参与胶原的生物合成,是在已经合成的胶原的肽链中通过脯氨酸经羟化酶作用转化而来的。因此,干预4-羟基-脯氨酸羟化酶酶活性已被公认为抑制过剩胶原(即纤维化)的有效途径。本研究收集吉林大学第一医院肝胆外科住院并因胆管癌手术切除的肝组织10例,通过体外灌注法分离得到原代肝星状细胞。我们选取肝星状细胞系LX2和原代肝星状细胞设计体外实验,应用新型羟脯氨酸抑制剂BT1001和BT1011进行体外刺激,通过免疫组化、流式细胞术、Real-Time PCR和Elisa等方法来研究BT1001和BT1011对肝星状细胞的作用和机制。同时,利用大鼠体内实验来进一步验证我们的体外实验结论。研究表明,BT1001和BT1011可以显著抑制LX2细胞分泌的α-SMA的量。BT1001和BT1011高剂量供试品组可以显著抑制LX2细胞表达的Col1A1,而明显提高LX2细胞表达的细胞外基质金属蛋白酶MMP-2,可以促进细胞外基质的降解。对于细胞外基质金属蛋白酶抑制剂TIMP-1和TIMP-2的表达没有作用。与LX2细胞系相比,人原代肝星状细胞HSC细胞在同等刺激条件下会分泌更高水平的α-SMA。与LX2细胞系结果相同,BT1001和BT1011可以显著抑制HSC细胞表达的Col1A1,而明显提高HSC细胞表达的MMP-2。BT1001和BT1011作用于LX2细胞后,细胞增殖受到不同程度的抑制,与空白对照组相比均有显著性差异(P0.05),抑制率最高可达(42.56±5.21%)。细胞绝对计数的分析结果与MTT相一致。我们在后续的检测中发现BT1001和BT1011引起的LX2细胞凋亡是通过凋亡基因Caspase-3的活化引起的。将LX2细胞内的Caspase-3基因沉默,发现BT1001和BT1011引起的LX2细胞凋亡明显被抑制。我们后续进行大鼠肝纤维化模型的体内实验观察。胆总管结扎手术诱导大鼠肝纤维化模型,采用随机分组法将动物分成6组,假手术组10只动物,模型对照组、低剂量供试品组、中剂量供试品组、高剂量供试品组。奥贝胆酸作为实验的阳性药物组。各组动物造模成功后经血生化指标的检测、脏器指数检测、肝脏组织病理学损伤和肝脏胶原及其酶检测等手段证明了造模成功。在本实验条件下,每天灌胃给予BT1001和BT1011后,大鼠门脉高压和胶原纤维含量有显著改善效果,对大鼠胆总管结扎肝纤维化有预防治疗作用。综上所述,我们首次在体内和体外证明了新型羟基脯氨酸酶抑制剂BT1001和BT1011一方面可以抑制肝星状细胞胶原的合成和增强胶原降解的能力来抑制肝纤维化进程。另一方面,还可以通过Caspase-3信号通路诱导肝星状细胞凋亡而抑制肝纤维化。本研究指出了可以靶向羟基脯氨酸酶治疗或缓解肝纤维化的新方向。
【图文】：

代谢机制,前药,肝内,代谢产物

omlinson E. Theory and practice of site-specific drug delivery. Adv Drug Delivery Rev, 1987, 1: 87-1图 2.3 HepDirect 前药的肝内代谢机制及代谢产物针对脯氨酸羟化酶抑制剂在肝纤维化疾病上应用面临的最大问题，药物在肝脏集的问题，设计出了不同于 HOE077 的全新肝靶向给药策略。首先，在脯氨酸羟抑制剂的设计上，加入了特定的基团，使得 BCH086 能够在肝脏细胞中实现富集时又增加其穿过细胞壁的难度，使其难于直接发挥抑制作用。然后，，又对 BCH0行前药处理，即在 BCH086 上连接保护基团生成 BCH087（实验表明，BCH087 完失了对脯氨酸羟化酶的抑制活性）。BCH087 有很强的细胞穿透能力，进入肝脏细，在细胞色素酶 P450 的作用下分解，释放出 BCH086，发挥抑制胶原合成的作用过这样的策略，可以保证活性成分 BCH086 在肝脏中被大量释放出来，同时被释来的 BCH086 又由于自身性质，停留在肝脏中，从而实现病灶部位的有效药物浓

路线图,路线,化合物,关环

3.1.2.11 统计学分析数值结果导入 Graphpad 进行统计与作图，结果表示为 x ±SEM。相关性分析使用SPSS 18.0 进行统计学分析。3.2 结果3.2.1 化合物 BT1001 和 BT1011 合成方案3.2.1.1 2 2'-联嘧啶类化合物的合成路线如路线 1 所示，2-氰基取代的嘧啶 1 在强碱作用下醇解后与氯化铵反应得到脒 2，再与丙二醛反应即可获得 2，2’-联嘧啶类化合物 3。如果关环时采用不同位置取代的丙二醛类似物即可获得两个嘧啶环上均有取代的化合物 4。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R575.2

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