C-末端修饰的内吗啡肽-1和-2类似物设计合成、构效关系及阿片活性研究

摘要

Zadina及其同事于1997年发现了内源性的μ-阿片受体配体内吗啡肽-1(Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2，EM-1)和内吗啡肽-2(Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2，EM-2)。在所有已知的阿片物质中，内吗啡肽对μ-阿片受体具有最高的亲和性，和极高的δ-和κ-5可片受体选择性。这两个四肽涉及到动作行为，情绪，心血管，胃肠道和呼吸功能等的调节作用。而且内吗啡肽对急性痛有很强的镇痛作用，几乎和吗啡相似。他们即使在低浓度下也具有很强的缓解神经性疼痛作用，比大多数阿片肽都更有效，这为研制开发肽的药物临床应用提供了可能。当然，基于内吗啡肽的主链骨架和芳香环侧链的经典特性，它们也是研究结构活性关系的模型肽。然而研发包括内吗啡肽在内的阿片肽作为治疗制剂有它历史的局限性，即它们的药代动力学稳定性差，不易穿过血脑屏障等。 EM-2是大家公认的内源性的μ-阿片受体配体。为了证实EM-2的C-末端酰胺基团的重要性，我们在这里研究一系列EM-2类似物(详见第二章)，这些类似物的C-末端氨基被-NHNH2，-N-HCH3，-N(CH3)2，-OCH3，-OCH2CH3，-OC(CH3)3和-CH2-OH取代。它们的亲和性和生物活性被测定和对比。类似物1，4和7与EM-2有相似的的μ亲和性，而类似物2，3，5和6的亲和性明显降低，所有类似物在豚鼠回肠纵行肌(GPI)和小鼠输精管(MVD)实验中的潜能性都比母体要差。其Ki(μ)值的潜在顺序是类似物2>3；对于C-末端酯化的类似物4-6，其Ki(μ)值的潜在顺序是类似物4>5>6。因此我们推测C-末端空间位阻的大小对于阿片受体的活性可能起着很重要的作用。我们还通过1D和2D1H NMR谱和分子动力学模拟进一步研究这些类似物的构象特性。通过研究顺式和反式异构体的比率，芳香环相互作用，二面角角度和最收敛的类似物构象立体观察，我们发现对EM-2的C-末端酰胺基团进行修饰能够明显地影响这些类似物的构象，因此改变它们的阿片受体亲和性和离体生物活性。 为了进一步确证C-末端酯化修饰对药理学活性的影响，我们检测了C-末端酯化的类似物1-3(详见第三章)的离体和在体阿片活性。我们的结果显示类似物1，2和3对远端结肠纵行肌收缩的的ED50(半数有效量)值比EM-2分别小1.5倍，大2倍和大8倍。此外，静脉(i.V.)注射类似物1和2剂量依赖的降低麻醉大鼠的系统动脉压(SAP)和心率(HR)，但是其降血压和心率作用明显比母体要低。另外，类似物3却几乎没有作用。不过，所有的类似物在侧脑室(i.c.v.)注射药物后，在小鼠甩尾实验中产生明显的镇痛作用，并且这一作用被纳洛酮(Nx)所拮抗，表明是通过阿片机理起作用的。总之，这些结果证明C-末端酰胺向酯化转变对阿片亲和性和药理学活性起重要调节作用。 尽管内吗啡肽具有较强的镇痛活性，但它们也存在类似于其他多肽类药物固有的缺点，如缺乏口服活性，酶解稳定性差，生物半衰期极短，不易透过生物屏障等。在最近的研究中，我们合成了一系列C-末端连接寡聚精氨的EM-1类似物(详见第四章)，目的是为了增加药物穿越血脑屏障(BBB)的能力，提高药物的大脑运输，进而使系统注射药物产生中枢介导的镇痛作用。确实，所有的类似物都降低了阿片受体亲和性和离体药理活性。而且，类似物4，7-9在侧脑室注射药物后产生的镇痛作用比EM-1要弱，其ED50值比母体EM-1要大11-13倍。EM-1在皮下(s.c.)注射50μmol/kg的剂量时不能引起显著的镇痛作用，然而，同等剂量的这四个类似物都产生弱的显著的镇痛作用。纳洛酮(10 nmol/kg，i.c.v.)能显著拮抗这一镇痛效果，表明是通过中枢阿片受体机理介导的。这些结果表明EM-1的C-末端连接寡聚精氨能够改进药物的大脑转运能力，进而引起外周注射药物产生的中枢镇痛作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

一、内源性阿片肽研究进展

二、内吗啡肽研究进展

参考文献

第二章通过二维核磁和分子模拟对C-末端修饰的内吗啡肽-2类似物的构效关系研究

第三章C-末端酯化的内吗啡肽-2类似物的离体在体阿片活性研究

第四章C-末端连接寡聚精氨酸的内吗啡肽-1类似物的设计合成与镇痛活性

在读期间科研成果和获奖情况

致谢

附 录