季胺化U50488H对缺血/再灌注心脏的保护作用

摘要

【背景】
　　缺血性心脏病严重威胁着人们的健康。随着冠脉内溶栓及冠脉搭桥手术等内、外科治疗手段的广泛应用,继而出现的心肌再灌注损伤越来越引起心脏病研究者的关注和重视。
　　研究表明,阿片受体在体内广泛存在(如心、脑等组织和器官),就心脏而言,占主导地位的κ-阿片受体在心肌缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)过程中起着十分重要的调节作用。来自动物实验的大量证据表明,外源性κ-阿片受体选择性激动剂U50488H可以明显降低I/R的心肌梗死面积、减少心肌细胞凋亡数量,降低心律失常发生率,改善心脏及冠脉微循环功能等。前期的实验研究还发现,由于U50488H水溶性差,分子量小,进入血液循环后可以通过血脑屏障(blood-brainbarrier,BBB)到达脑组织,因而严重限制了其临床应用。
　　在心脏和血管平滑肌上存在着一种特殊类型的钾通道——ATP敏感性钾通道(ATP-sensitivepotassiumchannel,KATP),该通道能被细胞内的ATP和其他腺嘌呤核苷酸所抑制,因此而得名。KATP的开放可以有效地舒张平滑肌、降压、解痉,产生明确的心血管保护作用,已经成为研究缺血心脏保护作用药物的经典靶点。研究表明,κ-阿片受体激动剂U50488H可通过开放KATP介导其在心脏缺血预处理(IPC)中的保护作用。
　　本研究通过对现有的κ-阿片受体选择性激动剂U50488H的结构进行季胺化改造,获得了一种新的化合物即季胺化U50488H,使其不能通过血脑屏障,同时又保留其在外周对缺血心脏的保护作用,并验证KATP作为其作用靶点的有效性。这种具有心肌保护作用的新型阿片类药物可用于学术研究,也为临床应用防治缺血性心脏病提供可能的新药,因而具有很好的科学研究价值和临床应用前景。
　　【目的】
　　本研究旨在通过对κ-阿片受体激动剂U50488H的结构进行季胺化改造,使其不能通过血脑屏障;并验证改造后的产物对I/R心脏的保护作用。
　　【方法】
　　(1)在极性溶剂和催化剂条件下,由κ-阿片受体激动剂U50488H和CH3I反应生成季胺化U50488H。
　　(2)利用高效液相色谱(Highperformanceliquidchromatography,HPLC)法对季胺化改造前后U50488H静脉给药后的血清和脑组织液进行分析鉴定。
　　(3)建立动物心肌I/R模型。健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(220~280g)随机分组。结扎冠状动脉左前降支制作I/R模型,实验过程中,连续监测大鼠心率(heartrate,HR)、股动脉血压(arterialbloodpressure,ABP)、左心室内压(leftventricularpressure,LVP)及其最大上升/下降速率(±dp/dtmax)。实验结束后,留取血液和心脏等组织。
　　(4)采用Evan’sBlue-TTC双重染色法检测大鼠心肌梗死面积。
　　(5)应用Westernblotting技术检测大鼠心肌Kir6.2的表达情况。
　　(6)应用试剂盒用化学比色法检测大鼠血清LDH、CK、AST/GOT和SOD的活性。
　　(7)应用TBA法检测大鼠血清MDA水平。
　　(8)采用TUNEL法检测大鼠心肌细胞凋亡情况。
　　【结果】
　　(1)κ-阿片受体激动剂U50488H(C19H27Cl3N2O)的季胺化改造结束后,运用质谱法测定,目标物母离子的分子量约为386,与图中峰值相吻合,确认所得淡黄色粉末样产物即为碘甲烷U50488(C20H29Cl2IN2O)。
　　(2)κ-阿片受体选择性激动剂U50488H经血液循环可以通过血脑屏障进入脑组织,而季胺化U50488H则不能通过血脑屏障进入脑组织。
　　(3)季胺化U50488H能有效减小心肌梗死面积,且与U50488H的作用无统计学差异。上述效应可被κ-阿片受体选择性阻断剂Nor-BNI和KATP阻断剂(5-HD或Glibenclamide)所阻断。
　　(4)季胺化U50488H可明显逆转I/R引起的Kir6.2的表达降低,且与U50488H的作用无统计学差异。上述效应可被κ-阿片受体选择性阻断剂Nor-BNI或KATP阻断剂(5-HD或Glibenclamide)所阻断。
　　(5)季胺化U50488H能显著减少心肌CK、LDH、AST/GOT等心肌酶的释放,同时降低MDA的生成和增加SOD的活性,这些心肌保护作用与U50488H的作用无明显统计学差异。上述效应均可被κ-阿片受体选择性阻断剂Nor-BNI或KATP阻断剂(5-HD或Glibenclamide)所阻断。
　　(6)季胺化U50488H可明显减轻I/R引起的心肌细胞凋亡,该心肌保护作用与U50488H的作用无明显统计学差异。上述效应可被κ-阿片受体选择性阻断剂Nor-BNI或KATP阻断剂(5-HD或Glibenclamide)所阻断。
　　【结论】
　　(1)本研究首次采用化学上成熟的方法,对κ-阿片受体选择性激动剂U50488H成功地进行了季胺化改造,获得了一种新的化合物——季胺化U50488H。
　　(2)季胺化U50488H是一种新的κ-阿片受体选择性激动剂,对缺血心肌具有与U50488H相同的保护作用,且不能通过血脑屏障。
　　(3)季胺化U50488H对缺血心肌的保护作用可能与上调和开放KATP有关。

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缩略语表

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前言

文献回顾

1. 缺血性心脏病

2. 缺血/再灌注损伤

3. 阿片肽及其受体

4. 阿片受体与I/R心脏保护作用

5. 阿片受体激动剂与KATP通道

6. U50488H的化学改造

正文

第一部分：U50488H的季胺化改造

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

第二部分：季胺化U50488H对心肌梗死面积的影响及机制

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

第三部分：季胺化U50488H对心肌酶和自由基的影响

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

第四部分：季胺化U50488H对心肌凋亡的影响及机制

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢