牛蒡子苷元在制备抗心律失常药物中的新用途

摘要

本发明公开了一种中药提取物——牛蒡子苷元（Arctigenin）在制备抗心律失常药物中的新用途。本发明在研究中发现，牛蒡子苷元还具有双向抗心律失常作用，以及调节乌头碱和哇巴因诱发的心律失常。牛蒡子苷元具有降低心室肌收缩力的作用。牛蒡子苷元的药理作用机制是双向调节心肌细胞内钙电流，增加心肌细胞内钾电流，抑制钠电流。上述发现表明，牛蒡子苷元具有抗心律失常作用，特别是对心律失常的双向调节，副作用更小；在治疗乌头碱和哇巴因中毒性心律失常以及缺血——再灌性心律失常中有应用前景；牛蒡子苷元的降低心肌收缩力作用可以作为高血压病的辅助治疗措施。

说明书

技术领域

本发明涉及一种中药提取物及其用途，特别涉及一种已知的中药提取物——牛蒡子苷 元抗心律失常的用途。

背景技术

心律失常是心血管疾病领域的常见病、多发病，其发生机制可概括为冲动形成异常、 传导异常或冲动形成和传导异常同时存在。

“心律失常发病机制研究进展”等文献报道，在心血管系统疾病中，心律失常是最为 严重的病症之一。心律失常的危害在于它不但可加重原有心脏疾病，如加快心力衰竭的进 展，而且还可导致患者突然死亡，严重威胁人类健康。缺血性心脏病是诱发室速、室颤等 恶性心律失常的主要原因；心力衰竭也是恶性心律失常发生的重要原因；房颤则是最常见 的慢性持续性心律失常，可引起血栓栓塞性疾病，增加患者的死亡率。

心脏电信号传导的基础是心肌细胞跨膜离子通道电流。心肌细胞钠、钾、钙等离子通 道顺序开放并保持动态平衡是心脏正常工作的基础。一些心律失常易感因素可通过影响 钠、钾、钙等离子通道功能，引起离子通道间平衡失调，心肌电信号传导紊乱，诱发心律 失常的发生。对心肌起主要作用的离子通道是大多数心脏药物特别是抗心律失常药物作用 的靶点。

心肌细胞膜上存在多种离子通道，这些通道表达和功能的彼此平衡是心脏正常功能的 基础。当某种通道的功能或表达异常时，通道间平衡被打破，将出现心律失常。

慢Na⁺通道激活所需要的电压较低，失活的速度慢，参与维持心肌动作电位的2期平 台。这种Na⁺通道存在人的心室肌细胞中，在心力衰竭时会被向上调节。瞬时外向钾通道 Ito是参与心脏动作电位复极化的主要膜电流，形成动作电位的复极期。K_ATP通道正常情 况下处于关闭状态，一旦细胞内ATP下降，K_ATP通道开放，使细胞趋于复极化或超极化， 保护心肌细胞。存在于心肌细胞膜上的L型Ca²⁺通道对于心肌电重构起始，以及动作电 位发展进程中起到了至关重要的作用。

目前临床上使用的抗心律失常药物有以下类型：

Ⅰ类药物——钠通道阻断剂

Ⅱ类药物——β肾上腺素受体阻断剂

Ⅲ类药物——延长动作电位时程药物

Ⅳ类药物——钙通道阻断剂

在抗心律失常方面，药物的敏感性存在明显的个体差异，有的产生不良的副作用，单 向治疗作用的药物可能会产生“致”心律失常作用。因此，有必要开发新的更有效、副作 用更小的抗心律失常药物，甚至是对心律失常作用有双向调节的药物。但是，迄今为止， 能够影响离子通道，特别是具有双向调节心律失常的药物还很少见。

发明内容

本发明的目的在于提供一种已知化合物——牛蒡子苷元在制备抗心律失常药物中的 新用途。

牛蒡子苷元

属于木质素类化合物。

中文别名：牛蒡苷元

化学名：(3R，4R)-4-[(3，4-二甲氧基苯基)甲基]二氢-3-[(4-羟基-3-甲氧基苯基)甲 基]-2(3H)-呋喃酮

英文名称：Arctigenin(ARC-G)

分子式：C₂₁H₂₄O₆

分子量：372.4117

化学结构：

已知作用：抗炎及免疫调节、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、降血糖等作用、保护化学性 肝损伤、肾病治疗、抑制热休克反应、神经保护、扩张血管、抗血小板聚集等。

药动学：对牛蒡子苷元小鼠胃肠道吸收、家兔静脉注射、灌胃牛蒡子苷元的药物动力 学特征以及牛蒡子苷元在大鼠体内分布作了研究，实验结果表明牛蒡子苷元在胃肠道内较 为稳定，转化、破坏较少。牛蒡子苷元的胃肠道吸收为一级动力学过程，牛蒡子苷元的消 除为线性动力学，家兔静脉注射牛蒡子苷元，其药物动力学行为符合单室模型。大鼠灌胃 牛蒡子苷元后24小时从尿中排出原形物累积量相当于给药量的0.423%，且大都于18h内 排出。牛蒡子苷元在大鼠体内分布广泛，在肝、肺中分布浓度较高，其次为心、脾、肾等。 血浆蛋白结合率实验表明，牛蒡子苷元与大鼠血浆蛋白平均结合率为:78.3%。

申请人在对牛蒡子苷元的进一步研究中发现，牛蒡子苷元能够降低心室肌细胞的收缩 力，减慢心率和调节细胞内钙水平，抑制心肌细胞钠电流，降低心肌细胞钙电流，增加心 肌细胞瞬时外向钾电流，可降低室颤和室速的发生，降低心律失常发生率，因此，具有抗 心律失常的作用。

故此，本发明提出一种以上所述已知的中药提取物牛蒡子苷元在制备预防和治疗心律 失常药物中的新用途。

同时，本发明还给出了所述的已知中药提取物牛蒡子苷元在制备乌头碱中毒的解毒药 物中的新用途；

所述的已知中药提取物牛蒡子苷元在制备哇巴因中毒的解毒药物中的新用途。

以及，所述的已知中药提取物牛蒡子苷元在制备高血压病的辅助治疗药物中的新用 途。

本发明的优点和有益效果：

从申请人的研究提示，牛蒡子苷元降低心室肌细胞的收缩力，减慢心率作用和细胞内 钙水平，抑制心肌细胞钠电流，降低心肌细胞钙电流，增加心肌细胞瞬时外向钾电流，因 此，牛蒡子苷元具有抗心律失常药物的作用其作用类似钙拮抗药，达到一种药物可同时影 响多种离子通道的效果。牛蒡子苷元的这一特点是目前临床使用的四类抗心律失常的药物 所不具备的。

牛蒡子苷元可以缓解哇巴因诱导的离子通道的异常变化，使下降的钙电流上调，恢复 跨膜离子通道的活性，扭转点重构，从而抗心律失常。牛蒡子苷元逆转哇巴因诱导的心律 失常的机制尚不明确，推测可能与牛蒡子苷元的多种效应有关，包括改善内皮细胞功能， 抗炎抗氧化等。这些作用可通过降低上游损伤，从而改变跨膜信号转导通路及离子通道的 特性，改善心肌细胞的电生理稳定性。因此，由此我们可以推断牛蒡子苷元的抗心律失常 效应是通过心脏的整体多效应实现的。

目前抗心律失常药物主要限于直接对离子通道的阻断剂，有可能使心肌细胞离子电流 出现新的不平衡。牛蒡子苷元是以降低离子通道损伤为切入点，没有传统抗心律失常药物 可能出现的促心律失常的副作用。所以，阻断和逆转异常电重构的形成，可能用于治疗心 律失常的一个新的化合物。

附图说明

图1是牛蒡子苷元对大鼠心肌细胞收缩的影响，牛蒡子苷元可降低心肌细胞的收缩 力。

图2是牛蒡子苷元抗乌头碱致心肌钙电流增加示意图，A是正常对照；B是细胞外灌 流液中加乌头碱（1uM）；C是细胞灌流外液加乌头碱后再加牛蒡子苷元(0.1mM)；D是比 例尺。

图3是牛蒡子苷元抗哇巴因致心肌钙电流降低示意图，A是正常对照；B是细胞外灌 流液中加哇巴因（5uM）；C是细胞灌流外液加哇巴因后再加牛蒡子苷元(0.1mM)；D是比 例尺。

图4是牛蒡子苷元抑制心肌细胞钠电流示意图；A是正常对照；B是细胞外灌流液中 加入牛蒡子苷元（0.1mM）2min后的记录结果：C是洗脱牛蒡子苷元后；D是比例尺。

图5是牛蒡子苷元增加心肌细胞钾电流示意图；A是正常对照；B是瞬时外向钾电流 实时记录结果；C是比例尺；D是瞬时外向钾电流的电流-电压关系图。

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

申请人在膜片钳测定牛蒡苷元对大鼠心肌细胞离子通道作用的实验中，发现牛蒡子苷 元除了已知的作用外，有如下作用：

（1）降低心肌细胞钙电流；

（2）降低乌头碱所致的心肌细胞钙电流增加，抗乌头碱所致的心律失常作用；

（3）抗哇巴因所致的心律失常作用；

（4）增加心肌细胞瞬时外向钾电流；

（5）抑制心肌细胞钠电流；

（6）减弱心脏的收缩力和减慢心率；

因此，牛蒡子苷元是一种未来具有临床应用价值的药物。

1.牛蒡子苷元对乌头碱诱导的大鼠心肌细胞的收缩力的影响。

离体工作心脏制备方法参考文献“乌头碱与钾离子通道激动剂合用对离体大鼠心脏的 正性肌力作用研究”，扣击大鼠头枕部致晕立即开胸取出心脏，置于盛有冷台氏液的平皿 中，找出主动脉段，插入主动脉套管，打开灌流泵开始灌流，灌流液为氧饱和的台氏液， 灌流液温度保持在37℃，灌流量为8-10ml/min。起搏刺激电极置于右室，频率为200 次/min。灌流l min将心室内淤血冲洗干净后，将一乳胶水囊经左心房插入左心室内，水 囊内充满生理盐水，水囊导管另一端经压力换能器与八道生理记录仪相连，当心脏收缩时， 左室内压的变化可通过压力换能器的传感经八道记录仪进行记录并测定，见图1。0.1mM 牛蒡子苷元可使离体灌流大鼠心脏的左室收缩力减弱。

2.牛蒡子苷元对心律失常的影响。

SD大鼠36只，体重200士20克，雌雄各半，随机分为3组，正常对照组、乌头碱 组、牛蒡子苷元组。25%乌拉坦(4ml/kg)经腹腔注射麻醉，约5-7分钟麻醉后，背位固定 于手术台上，监测标准肢体II导联心电图。乌头碱（12mg/L）以30g/kg大鼠舌下静脉 注射给药，1min给完，复制乌头碱诱导的心律失常模型。牛蒡子苷元组在给乌头碱后按 照牛蒡子苷元（6mg/kg）尾静脉给药。观察并计算各组心律失常的发生率。数据见表1， 牛蒡子苷元可降低室颤和室速的发生，降低心律失常发生率。

表1.牛蒡子苷元对大鼠心律失常的影响

n=12，^*p<0.05与正常对照组相比

3.牛蒡子苷元对心肌细胞钙电流的影响。

大鼠心室肌细胞的分离：用25%的乌拉坦将大鼠麻醉，仰卧位固定于鼠台上，迅速 从剑突下打开胸腔，剪开心包充分暴露心脏和升主动脉，开胸取出心脏，立即置于0℃ 氧饱和的有钙台氏液中修剪，保留心脏并游离出长0.5-1.0cm的主动脉，待心脏内血液完 全泵出之后，插入Langendorff灌流装置的主动脉套管，并用细线固定，在9-10kPa灌 注压下，以95%O2+5%CO2饱和的37℃无钙台氏液8mL/min连续灌流5min，洗去 心脏残血后改用50mL含15mg胶原酶Ⅱ的无钙台氏液进行循环灌流。随着灌流的进行， 流出液变得黏稠，心肌的颜色逐渐变浅、透亮，心脏体积逐渐变大、松软。此时分数次剪 下少量心肌组织置于37℃的KB液中剪碎，用粗口吸管轻轻反复吹打，然后用100目 的筛网过滤后，直接放入冰箱4℃下冷藏2h备用。

应用全细胞膜片钳技术记录大鼠单个心肌细胞离子电流。在电压钳模式下记录电流。 将保持电压固定于-50mV，指令电压从-40mV以10mV为步阶至+50mV，测定各指令电压 下去极化电流峰值与脉冲结尾处的稳态电流值之差。膜电流的大小以电流密度，即单位膜 电容的膜电流表示。牛蒡子苷元可抗乌头碱致心肌钙电流增加，如图2所示，A是正常对 照，B是细胞外灌流液中加乌头碱（1uM），C是细胞灌流外液加乌头碱后再加牛蒡子苷 元(0.1mM)，D所示比例尺；加乌头碱（1uM）使细胞内钙电流增加，而继续加牛蒡子苷 元(0.1mM)使细胞内钙电流下降。牛蒡子苷元可抗哇巴因致心肌钙电流减少，如图3所示， A是正常对照，B是细胞外灌流液中加哇巴因（5uM），C是细胞灌流外液加哇巴因后再 加牛蒡子苷元(0.1mM)，D所示比例尺；加哇巴因（5uM）使细胞内钙电流下降，而继续 加牛蒡子苷元(0.1mM)使细胞内钙电流不再继续下降。

4.牛蒡子苷元抑制心肌细胞钠电流的影响。

用全细胞电压钳记录大鼠单个心室肌细胞的钠电流。保持电位为-90mV，指令电压 从-140mV以10mV为步阶至+50mV。A．正常对照；B．细胞外灌流液中加入牛蒡子苷 元（0.1mM）2min后的记录结果：C．洗脱牛蒡子苷元后；D所示比例尺。图中可见当 细胞外的灌流液中加入牛蒡子苷元后，可明显的降低钠电流。

5.牛蒡子苷元增加心肌细胞钾电流的影响。

用全细胞电压钳记录大鼠单个心室肌细胞的瞬时外向钾电流。形成全细胞构型后，在 电压钳模式下记录电流。细胞外液以0.3mM CdCl2阻断I_Ca-L干扰，将保持电压固定于-70 mV，实验电压从-50mV以10mV为步阶跃至+60mV，脉冲持续300ms，刺激间隔时间 10s，测定Ito从0时开始到刺激结束时的300ms电流稳态值。电流用根据细胞膜电容进 行标准化处理的电流密度（pA/pF）表示。A是正常对照；B是瞬时外向钾电流实时记录 结果；C是瞬时外向钾电流的电流-电压关系图；D所示比例尺。B图中可见当细胞外的 灌流液中加入牛蒡子苷元后，增大钾电流幅度。

从申请人的研究表明，牛蒡子苷元可具有以下的临床应用前景：

（1）治疗心律失常：可用于治疗冠心病、心衰、心梗、心肌病、心肌炎、风湿性心 脏病、内分泌失调、麻醉、低温、胸腔或心脏手术、药物作用和中枢神经系统疾引起的心 律失常：心肌细胞膜上存在多种离子通道，这些通道表达和功能的彼此平衡是心脏正常功 能的基础。当某种通道的功能或表达异常时，通道间平衡被打破，将出现心律失常。牛蒡 子苷元通过调节心肌细胞钙、钾、钠离子电流的变化，特别是对钙电流的双向调节，提示 牛蒡子苷元具有抗心律失常的作用，但是无促心律失常作用。

（2）治疗乌头碱中毒：乌头为常用的中草药之一，有强心止痛作用。在临床使用过 程中经常有乌头碱中毒的病例报道，因此，牛蒡子苷元将来可以用于治疗乌头碱中毒。

（3）治疗强心甾类药物中毒：哇巴因(Ouabain)属于强心甾类物质，在Na⁺-K⁺-ATPase 的α亚单位位于细胞膜外侧有1个Ouabain特异结合位点，使细胞内的Na⁺和Ca²⁺浓度 增加，最终导致钙超载和后除极，从而诱发快速型心律失常，主要包括室性心动过速和心 室纤颤。