藥物 (Z-VAD-fmk、葉酸及其衍生物(5-甲基四氫葉酸)、丁酸鈉)加到細胞培養基中,培養48小 時后,細胞用Hoechst 33342和碘化丙啶雙染色,檢測凋亡細胞(紅色)和存活細胞(藍 色),結果見圖2。由圖2可知,葉酸在劑量為10 μ Μ并合用丁酸鈉(100 μ M)時,不能保護 缺氧引起的神經細胞損傷(Ρ>〇. 05);本發明的化合物a和b,當濃度達5 μ Μ時,能有效地保 護缺氧導致的神經細胞損傷(Ρ〈〇. 01)。
[0113] 5)對人胚胎腎細胞(ΗΕΚ293)氧化損傷的保護
[0114] 將人胚胎腎細胞(ΗΕΚ293)接種在含有載玻片的12孔細胞培養板中(30000細胞/ 孔),在完全培養基(含10%的小牛血清)中培養24小時后,向培養基中加入200 μΜ的過 氧化氫(Η202)繼續培養。在加入過氧化氫(Η20 2)后的3小時,將不同濃度的化合物a和b以 及不同濃度的葉酸+ 丁酸鈉加到細胞培養基中,培養48小時,直接在倒置顯微鏡下觀察細 胞密度并拍照。結果見圖3。由圖3可知,葉酸在劑量為25μΜ時并合用丁酸鈉(2500 μΜ) 能保護雙氧水引起的胚胎腎細胞損傷(Ρ〈〇. 05),然而當葉酸濃度低于5 μΜ時,不能保護雙 氧水引起的胚胎腎細胞損傷(Ρ>〇. 05) ;丁酸鈉濃度低于500 μ Μ時對細胞僅輕度的保護作 用(ρ = 0. 0518),本發明的化合物a呈劑量依賴的保護作用,化合物b對細胞的保護效果 與化合物a相似,化合物b的結果未顯示。
[0115] 6)對心肌細胞阿霉素損傷的保護
[0116] 將大鼠原代培養的心肌細胞接種在96孔細胞培養板中(10000細胞/孔),在完全 培養基(含10%的小牛血清)中培養24小時后,向培養基中加入1 μΜ的阿霉素繼續培養。 在加入阿霉素后的3小時,將化合物a-e和對照藥物(Z-VAD-fmk、葉酸及衍生物(5-甲基四 氫葉酸)、丁酸鈉等)加到細胞培養基中,培養48小時。細胞用Hoechst 33342染色,檢測 細胞存活率和凋亡發生率,結果見圖4。由圖4可知,葉酸在劑量超過25 μ Μ并合用丁酸鈉 (500 μ Μ)時,能輕度保護阿霉素引起的心肌細胞細胞損傷,葉酸與丁酸鈉合用時并沒有達 到降低劑量仍然能有效保護細胞的目的,但是在各自有效劑量下,呈現協同保護效應;本發 明的化合物a和b與對照藥物Z-VAD-fmk等相比,其保護效應產生了極大的增強:當濃度達 5 μ Μ時,幾乎可阻斷阿霉素導致的心肌細胞損傷(p〈0. 001),而Caspase抑制劑Z-VAD-fmk 的最大保護效應僅能提高10-15% (p〈0. 05)。引人注目的是,即使在阿霉素處理后的3小 時后,給予本發明的化合物仍能有效保護阿霉素引起的心肌細胞損傷(P〈〇. 005)。結果見圖 4〇
[0117] 試驗例2針對急性心肌梗死的治療
[0118] A.急性心肌梗死模型的建立
[0119] 冠脈結扎法:選用Sprague-Dawly(SD)雄性大鼠,體重200~250g,將SD大鼠用 戊巴比妥鈉(40mg/kg)經腹腔注射麻醉后,按常規方法制備大鼠 MI/R(30min/3h)模型。仰 臥位固定于動物手術板上,常規備皮、消毒、首先在頸正中線做切口,鈍性分離并暴露氣管, 沿3、4氣管軟骨環間進行氣管切開術,插管并接通小型動物呼吸機后,剪斷2根肋骨,打開 胸壁,暴露心臟,小心剪開心包,在左心耳下約3~4mm處左冠動脈前降支與后降支分叉處 用無創傷絲線穿過左冠脈前降支,打結后可見左室前壁及心尖部顏色變暗、搏動減弱。同步 觀察心電圖是否逐漸出現ST段弓背向上抬高、Q波以及QRS波峰降低。結扎30分鐘后,松 開結扎線,恢復血液灌注120分鐘,然后關閉胸腔,然后依次縫合肌肉及皮膚。再灌注24h 后檢測心梗面積、心功能、心肌細胞凋亡及氧化/硝化應激、炎癥等指標檢測。假手術組采 用同樣的方法處理,只是不進行冠脈結扎術。
[0120] B.治療實驗(分三部分)
[0121] 1.使用試驗例2A得到的大鼠急性心肌梗死模型測試本發明的化合物對急性心肌 梗死大鼠模型的療效。將大鼠隨機分為以下編號為a-g的7組(每組包括8只大鼠模型): a.假手術組(SHAM),冠脈下穿線不結扎;b.心肌缺血/再灌注(MI/R)組;陽性治療組包 括:c.Z_VAD-fmk(23mg/kg Z-VAD_fmk = 50yM) ;d.尼可地爾(0.1mg/kg) ;e.葉酸 + 丁酸 鈉組(FA :3. 2mg/kg = 8 μ M+BA-Na :36mg/kg = 200 μ M) ;f.本發明的化合物 a(a :5mg/kg = 8 μΜ) ;g.本發明的化合物b(b :5. lmg/kg = 8 μΜ)。在急性心肌梗死大鼠模型造成后(缺 血后)的半小時,從股靜脈或腹腔緩慢注射給藥,連續給藥2天,每天給藥2次。
[0122] 2.在另一個治療試驗中,采用本發明的化合物b的低、中、高三個濃度:
[0123] 低:lmg/kg = 1.7 μΜ;
[0124] 中:3mg/kg = 5 μ Μ ;
[0125] 高:9mg/kg = 15 μ Μ ;
[0126] 甲基四氫葉酸(MTFA)+ 丁酸鈉(ΒΑ)組的低、中、高三個濃度:
[0127] 低:FA : lmg/kg = 2. 7 μ M+BA: 12. 7mg/kg = 67 μ Μ ;
[0128] 中:FA :3mg/kg = 7 μ Μ+ΒΑ :37. 3mg/kg = 200 μ Μ ;
[0129] 高:FA :9mg/kg = 21 μ Μ+ΒΑ :112mg/kg = 600 μ Μ ;
[0130] 進行治療試驗。
[0131] 3.在另一個治療試驗中,在再灌注3小之后靜脈或腹腔給予本發明的高劑量的化 合物 b (9mg/kg)和 FA+BA (30mg/kg+336mg/kg)。
[0132] 觀測指標
[0133] 1.心臟功能檢測:通過多導生理記錄儀(RM-4200)持續監測大鼠心電圖及血流動 力學各指標。心電圖、左室發展壓(LVDP)、左室等容收縮/舒張期壓力上升或下降最大速率 (土 dP/dtmax)等均通過數據分析系統由計算機自動采集、記錄并計算。
[0134] 2.心肌梗死范圍測定:第5天取血后取出大鼠心臟,去掉心房組織及脂肪,稱重, 將左心室心肌橫切5片,然后浸入氯化硝基四氮唑藍(NBT)磷酸緩沖液中,置37°C恒溫水浴 染色30分鐘后取出切片,正常組織染色,缺血組織不染色,切下缺血心肌稱重,用缺血心肌 與左心室濕重的百分比計算梗死比例(MIS% )。
[0135] 3.血生化指標包括炎癥指標的檢測:在第3小時和24小時抽取全血用全自動生 化分析儀器(UniCel DxC 600Synchron,Beckman,美國)測定血清心肌酶譜(谷草轉氨酶/ AST、乳酸脫氫酶/LDH、肌酸激酶同工酶/CKMB);采用雙抗體夾心ELISA法檢測血TNF、IL-6 的變化。
[0136] 4.與細胞存活和死亡相關蛋白的檢測:用免疫印跡(Western Blots)方法 檢測心肌組織P53,誘導型一氧化氮合酶(iNOS),熱休克蛋白70(Hsp70),金屬硫蛋白 l(Metallothionein 1,MT1)表達的變化。
[0137] 5.心肌細胞凋亡指數(AI)及caspase-3活性:心肌細胞凋亡的檢測用末端標記 法,Caspase-3活性測定用Western Blots,用抗PARP的抗體測定PARP被切割的情況。
[0138] 6.抗氧化指標的檢測:丙二胺(MDA)含量用硫代巴比妥酸比色法,超氧氧化物歧 化酶(S0D)含量采用黃嘌呤氧化酶法測定,谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)含量采用二硫代 二硝基苯甲酸法檢測。
[0139] 結果
[0140] 1.心臟功能的變化:為觀察研發藥物對缺血心臟功能是否具有保護作用,監測 了大鼠的血流動力學指標。缺血前各指標的基礎值無明顯差異。再灌注后,各組間心率 (HR)無統計學差異;LVDP值SHMA正常對照組為(20±2)kPa,MI/R組比SHAM組有顯著 降低[(5±L l)vs(20±2)kPa,η = 8, Ρ〈0· 01] ;FA[(6. 1±L l)kPa,η = 8, P > 0· 05]; MTFA[(6. 7±L 3)kPa,η = 8, P > 0· 05];尼可地爾[(10. 9±L 2)kPa,η = 8, P > 0· 05]; FA+BA[(7. 3±L 6)kPa,η = 8, P > 0· 05] ;Z-VAD-fmk[(6. 9±L l)kPa,η = 8, P > 0· 05]; a[(15. 8±1. 7)kPa,n = 8, P〈0. 01] ;b[(17. 1±1. 9)kPa,n = 8, P〈0. 01]。
[0141] 除本發明的化合物a和b外,其它藥物組均不能使LVDP較I/R組顯著升高。令人 印象深刻的是,Z-VAD-fmk雖然能有效地保護缺血導致的體外培養的心肌細胞的損傷,然而 Z-VAD-fmk卻不能有效改善動物缺血心肌的心功能,尼可地爾有中度改善LVDP的作用。
[0142] 2.心肌梗死范圍和心肌血清酶學的變化:心肌梗死面積和血清酶學指標結果 匯總見表2,其表明本發明合成的化合物對心肌缺血再灌注損傷有強保護作用,明顯優于 Z-VAD-fmk組、尼可地爾以及葉酸+ 丁酸組,其中在本試驗給定的濃度下(FA :5μΜ,BA : 200 μΜ)未有明顯的保護作用。即使在缺血半小時后給予本發明的化合物a或b仍然能將 梗死面積縮小近3倍,表明本發明的化合物能阻斷已經激活的死亡傳導通路,有很重要的 臨床應用價值。