基于α-1-酸性糖蛋白的抗疲劳药物筛选

摘要

研究目的：
　　 在劳动过程中人体各系统、器官或全身生理功能和作业能力出现明显下降的状态称为疲劳。它是人体的正常生理反应。疲劳的长期积蓄会造成过度疲劳，发展为病理状态。不论从事何种作业，随着劳动时间延长，均会出现疲劳，表现为作业能力下降，感觉疲倦，对任何用力都感到厌烦等。疾病发展到一定阶段也都可出现疲劳，比如多发性硬化，肿瘤，脑卒中，系统性红斑狼疮，缺血性心脏病，重型抑郁等等。有效抗疲劳药物的发现将会极大改善疲劳人群的生活和工作质量。
　　 本课题前期运用蛋白质组学的方法在大鼠疲劳模型中筛选到一个与疲劳相关的蛋白：Orosomucoid1(ORM1)，该蛋白在疲劳后的肝脏和血清中的含量显著增加，外源性给予该蛋白可显著增加小鼠的游泳时间，提示ORM1可能是一个全新的内源性抗疲劳蛋白，并为抗疲劳药物的开发提供了新的靶点。日本学者发现大环内酯类抗生素红霉素可以诱导体内ORM1的合成，我们前期通过行为学实验证实红霉素等确实能通过增加ORM1的水平显著延长动物游泳时间，提示大环内酯类抗生素具有抗疲劳作用。本课题主要以大环内酯类抗生素为筛选对象，在小鼠疲劳模型上对其进行抗疲劳作用的药效观察以及药物改造方面的研究。
　　 研究方法：
　　 首先我们观察其他大环内酯类抗生素(琥乙红霉素、乙酰螺旋霉素、克拉霉素、罗红霉素)是否也具有红霉素类似的效应，结果发现它们在不同剂量时都能不同程度的延长动物游泳时间。然而直接将抗生素作为抗疲劳药物会产生抗生素滥用的危险，因此有必要对大环内酯类抗生素进行结构改造，使其在去除抗菌活性之外依然保留其抗疲劳活性。基于这一想法我们对红霉素进行结构改造，螺缩酮便是其中一种改造后产物。经证实螺缩酮无抗菌活性，但仍能诱导ORM1的表达，延长小鼠的游泳时间。随后我们又对红霉素进行一系列的结构改造(510,530系列药物)，通过动物游泳实验筛选更有效的抗疲劳药物。另外，文献报道红霉素具有促进胃排空和结肠运转的作用，所以我们对改造过的510,530系列药物进行了胃肠动力实验，以药物对小鼠的胃排空率和小肠推进率作为指标做了进一步的观察。
　　 实验结果：
　　 1.大环内酯类抗生素--琥乙红霉素、乙酰螺旋霉素、克拉霉素、罗红霉素抗疲劳作用观察
　　 前期我们已经证实红霉素能通过升高ORM1发挥抗疲劳的作用，进一步我们选择四种常用的大环内酯类抗生素(琥乙红霉素、乙酰螺旋霉素、克拉霉素、罗红霉素)，来探索他们的抗疲劳效果。实验中灌胃给药分别给予小鼠低、中、高三个剂量(10,30,100mg/kg)观察小鼠的游泳时间。通过动物行为学实验(游泳实验)来探索四个药物的抗疲劳作用，结果发现该四种大环内酯类抗生素具有不同程度的抗疲劳作用，其中琥乙红霉素在剂量为10mg/kg时，克拉霉素在剂量为30mg/kg，乙酰螺旋霉素在剂量为100mg/kg时有明显的延长小鼠游泳时间的作用。
　　 2.红霉素结构类似化合物螺缩酮的抗疲劳作用及红霉素结构改造的510、530系列新化合物抗疲劳作用的筛选
　　 由于直接服用大环内酯类抗生素抗疲劳可能会产生抗生素滥用的危险，因此我们选择与红霉素结构类似但是无抗菌活性的螺缩酮来探索其抗疲劳作用，结果发现螺缩酮能诱导小鼠体内ORM1的合成，延长小鼠的游泳时间。这也提示红霉素的抗疲劳作用与其抗菌活性无关。于是我们合成了510、530系列新化合物，去除其抗菌活性，用观察动物行为学的方法对化合物进行抗疲劳作用筛选，结果发现510-09和530-17号化合物有比较明显的抗疲劳效果。
　　 3.510、530系列新化合物的胃肠动力实验
　　 据文献报道红霉素具有促进胃排空和结肠运转的作用，据此，我们探索了510、530系列化合物是否也具有类似的作用。实验分为大鼠离体肠管进行药效筛选和对筛选出的化合物进行活体药效确认两部分。我们用立体监测的方法初步筛选新化合物对动物离体肠管收缩性的影响，结果显示530-06、530-21、510-11化合物能明显促进胃排空和结肠运转，其中530-21作用最明显。选效果最明显的SDF-530-21进行SD大鼠在体胃肠动力试验，实验结果显示化合物530-21有促进胃肠蠕动的作用。
　　 结论：
　　 1.大环内酯类的四种抗生素都有不同程度的抗疲劳作用;
　　 2.新化合物510-09，530-17抗疲劳作用明显;
　　 3.530-21有促进胃肠动力的作用。