肾脏缺血-再灌注损伤(IRI)是导致急性肾功能衰竭的主要原因, 而且还有着较高的发病率和病死率。同时,缺血再灌注损伤在移植器 官发生急性排斥反应和器官功能丧失等方面有着重要意义,可以明显 增加其危险性,导致移植肾脏出现延迟功能衰竭。
缺血再灌注损伤的机制是复杂的、多因素的,近年来,研究表明, 缺血再灌注后最早发生的两件事是ATP减少和
钾离子外流。由于钾离子 的调节与内向钾离子
电流有关,因此ATP敏感性钾通道(KATP)在肾脏 缺血性损伤中具有重要作用。
临床上引起肾脏缺血再灌注损伤的原因主要有心
血管疾病、脓毒 症、创伤、外科手术等。虽然近年来随着肾脏缺血再灌注损伤的实验 及临床研究的深入,急性肾衰的
治疗取得了很大的进展,但是随着各 种脏器手术尤其肾脏移植手术的增加以及一些新的医疗技术的开展, 因缺血再灌注所导致的急性肾功能衰竭的发生率却呈逐年上升的趋 势。目前临床上用于治疗肾衰的药物主要有利尿剂、心钠肽、胰岛素 样生长因子-1等,但循证医学尚未证实利尿药治疗能改变急性肾衰竭 的临床病程或降低死亡率。此外,扩血管药物、
钙拮抗剂、血管紧张 素转换酶、生长因子等也用于肾衰的治疗,但疗效均不确切。提示目 前临床上应用的治疗肾衰竭的药物,其保护肾脏的作用还远远不够。 因此研究对缺血再灌注性肾损伤有
预防或治疗作用的药物具有重要的 临床意义。
埃他卡林是军事医学科学院毒物药物研究所发现并合成的一类新 型KATP开放剂,已于2005年获得中国发明
专利(具有调节钾通道功能 的胺衍
生物及其制备方法和应用,中国专利,专利号:ZL01101656.6)。
埃他卡林是一种新型抗
高血压药物,但是在现有文献中,迄今尚未 见到埃他卡林用于防治肾脏缺血再灌注损伤、以及由此导致的急性肾 功能衰竭的用途。
附图说明
附图1描述了埃他卡林对缺血再灌注所致大鼠肾脏皮质损伤的保 护作用。
附图2描述了埃他卡林对缺血再灌注所致大鼠肾脏髓质损伤的保 护作用。
本发明涉及埃他卡林或其可药用盐用于制备具有对肾脏缺血再灌 注损伤的保护作用、以及防治肾脏缺血再灌注损伤、以及由此导致的 急性肾功能衰竭的药物中的用途。本发明还涉及一种用于防治肾脏缺 血再灌注损伤的药物组合物,其中包含埃他卡林或其可药用盐、以及 至少一种药物载体或稀释剂。
为了完成本发明之目的,本发明采取如下技术方案。
N-(1-甲基乙基)-2,3-二甲基-2-丁胺(iptakalim,埃他卡林)
本发明所述埃他卡林的可药用盐选自
盐酸盐、
硫酸盐、
磷酸盐、氢 溴酸盐;或者是乙酸盐、
草酸盐、柠檬盐、
葡萄糖酸盐、
琥珀酸盐、
酒石酸盐、
对甲苯磺酸盐、甲磺酸盐、苯
甲酸盐、乳酸盐和
马来酸盐。
在按照本发明的技术方案,特别优选所述化合物是埃他卡林。
埃他卡林的制备和
质量检测方法可以参照中国专利“具有调节钾 通道功能的胺衍生物及其制备方法和应用”(专利号:ZL01101656.6) 中所述方法进行。其剂型优选为口服剂型,例如片剂、颗粒剂、口服 液或胶囊,优选片剂和胶囊,口服
给药的每日给药剂量优选0.5-100mg, 更优选2-50mg,特别优选5-20mg,优选每天1-4次,更优选1-2次,
疗程为1-8周。
药理学研究表明,以缺血再灌注肾脏损伤大鼠为模型,从整体
水平 观察埃他卡林对缺血再灌注肾脏损害的实验预防治疗学效果,发现埃 他卡林可有效的降低血清尿素氮、肌酐水平,减轻肾脏病理性改变, 同时降低缺血再灌注肾脏损伤后大鼠
血浆ET-1水平,以及组织ET-1 mRNA表达水平,降低细胞的凋亡,促进细胞增生,但对
细胞增殖指数 无明显影响。这些结果提示埃他卡林对缺血再灌注肾脏损伤具有保护 作用,此作用可能与其抑制血液及肾组织局部ET系统,减少细胞凋亡, 促进细胞增生,
加速细胞修复有关。
本发明的
发明人发现埃他卡林及其可药用盐是一类具有肾脏缺血 再灌注损伤保护作用的新型KATP开放剂,可用于由肾脏缺血再灌注损 伤导致的急性肾功能衰竭的防治。
可以按照任意常用方式给予埃他卡林,例如以肠道给药方式或非肠 道给药方式。
以下将结合
实施例对本发明作进一步说明,但并不限制本发明的 范围。
实施例1
埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠血清尿素氮和肌酐水平的影 响
清洁级雄性Wistar大鼠36只由军事医学科学院实验动物中心提 供,体重220~280g。饲养条件:每笼6只群居饲养,12小时光照/ 黑暗,室温(24±1)℃,
相对湿度45~60%,自由
摄食进水。实验动 物随机分为6组:假手术组(sham group):手术前3d用生理盐水灌胃, 每天2次,每次3ml/kg,第4天早上再灌胃一次,1小时后手术分离 肾动静脉,穿线但不夹闭左肾动静脉,24小时后剖腹由右
心房取静脉 血及肾组织检查;缺血再灌注组(I/R group):手术夹闭左肾动静脉, 45min后去除无创动脉夹缝合切口,24小时后取血及组织检查,其他 同假手术组;埃他卡林预防组(Ipt pretreated groups)分别以埃他 卡林0.5,1.0,1.5,2.0mg/kg代替生理盐水灌胃,其余同缺血再灌 注组。埃他卡林由北京恩华医药研究院有限公司合成,含量大于99.8%, 称取相应量的埃他卡林,溶于生理盐水中,动物灌胃容积为3ml/kg。 大鼠(两周前已经
切除右肾)用3%戊巴比妥钠30mg/kg麻醉后左侧腹 部切口,分离左侧肾动静脉用无创动脉夹夹闭45min后再放开恢复血 流24小时,造成急性缺血/再灌注肾损伤大鼠模型。3%戊巴比妥钠注 射液
腹腔麻醉后,开胸腹联合切口,直视下由下腔静脉
抽取2ml血液, 静置30min后,常温7500g离心,取血清用7150型全自动生化分析仪 测定。
如表1所示,缺血再灌注损伤能够明显降低肾功能,与假手术组 比较,血清尿素氮和肌酐水平分别升高500%和800%以上,差别有显 著统计学意义(P<0.01)。应用埃他卡林预防后,能够明显改善肾功 能,降低血清尿素氮和肌酐水平,且成剂量依赖性降低,其中埃他卡 林2.0mg/kg组与缺血再灌注组比较,血清尿素氮和肌酐水平分别降 低52.5%和70.8%,差别有显著统计学意义(P<0.01)。
本实验的结论:埃他卡林可显著改善缺血再灌注所致的肾脏功能 损伤。
表1.埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠血浆尿素氮和肌酐含量的 影响
x±s,n=6.BUN:尿素氮;Cr:肌酐。与假手术组比较,**P<0.01; 与缺血再灌注组比较,#P<0.05,##<0.01。
实施例2
埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠肾脏组织病理改变的影响
埃他卡林来源及动物分组和给药方式与实施例1相同。
将大鼠处死,取出肾脏,以10%福尔马林溶液固定。将固定好的 肾脏,经酒精梯度脱水,二甲苯透明,
石蜡包埋,切片,HE
染色,光 镜下观察肾脏组织形态学改变,进行改良Miller评分每张切片任选 12个高倍镜
视野,评分标准如表2。
如附图1和附图2所示,光镜下可见假手术组肾小管排列整齐, 间质无充血、水肿及
炎症细胞浸润;而缺血再灌注组肾组织损伤明显 加重,肾皮质区近曲小管上皮细胞水肿变性,刷状缘
坏死、脱落明显, 甚至有上皮细胞坏死脱落,肾小管内细胞和蛋白管型较多,肾髓质及 皮髓交界处肾小管排列稀疏、紊乱,肾小管扩张明显,内有粉染的浆 液或细胞管型以及蛋白管型,间质充血、水肿。与缺血再灌注组比较 埃他卡林组能够明显减轻缺血再灌注损伤,表现为减少肾小管上皮细 胞的坏死、细胞核和刷状缘的脱落,减轻细胞间质水肿,减轻肾髓质 及皮髓交界处淤血、充血、细胞及蛋白管型,对肾小球无明显影响。 组织病理评分示埃他卡林1.5,2.0mg/kg组(分别为1.83±0.75、1.17 ±0.75,)与缺血再灌注组(2.57±0.53)比较差别有统计学意义 (P<0.05)。
本实验的结论:埃他卡林可显著改善缺血再灌注所致的肾脏组织 病理损伤。
表2.肾组织病理损伤分级标准
实施例3
埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠血浆ET-1水平的影响
埃他卡林来源及动物分组和给药方式与实施例1相同。
采用放免分析方法,应用免疫分离剂分离。以I125标记制备的特 异性ET-1多克隆
抗体,依据
抗原抗体反应原理及竞争性拮抗原理,根 据样品管中cpm值直接从标准曲线中读取相应的ET-1含量。按
试剂说 明将血浆样品与缓冲液混合,4℃温育24小时,加入I125标记ET-1混 匀4℃温育24小时,再加入免疫分离剂后室温放置20min,4℃ 7500g 离心20min,吸弃上清液,在γ计数器上测定cpm数,ET-1单位pgml-1。
如表3所示,大鼠肾脏缺血再灌注后血浆ET-1水平明显升高,由 假手术组的86.5±7.4pg·ml-1升高到缺血再灌注组的111.8±10.4 pg·ml-1,说明ET-1在肾脏缺血再灌注损伤中起了重要的作用。埃他 卡林1.5,2.0mg/kg能够明显降低血清ET-1水平,与缺血再灌注组 比较,差别有显著统计学意义(P<0.01),与假手术组比较差别有统 计学意义(P<0.01),说明内皮素水平尚未降低到正常值。
本实验的结论:埃他卡林可显著降低缺血再灌注时的血浆内皮素 -1水平。
表3.埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠血浆内皮素-1含量的 影响
x±s,n=6.ET-1:内皮素-1。与假手术组比较,**P<0.01;与缺血再 灌注组比较,#P<0.05,##<0.01。
实施例4
埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠肾组织ET-1mRNA表达的影 响
埃他卡林来源及动物分组和给药方式与实施例1相同。
引物序列为:ET-1:有义链5’GCT CCT GCT CCT CCT TGA TG 3’; 反义链5’CTC GCT CTA TGT AAG TCA TGG.3’;GAPDH:有义链5’ TCC CTC AAG ATT GTC AGC AA3’,反义链5’AGA TCC ACA ACG GAT ACA TT3’;采用半定量RT-PCR法:(1)总RNA的提取:按照Gibco公 司Trizol总RNA提取试剂操作说明进行,提取肾组织RNA样品的A260/ A280比值大于1.8,表明没有
蛋白质污染。(2)反转录成cDNA:25μl反 应体系中包括2μg RNA,Oligo(dT)15 0.02μg/μl,50mM Tris-HCl (pH8.3),75mM KCI,10mM DTT,0.5mM dNTP,RNAase
抑制剂25 单位,反转录酶M-MLV 200单位;设置不加反转录酶的为阴性对照, 加入反转录酶M-MLV为启动反应。混匀,放入PCR仪,反应条件:42 ℃ 50min,最后70℃ 15min终止反应。(3)PCR反应:25μl PCR反应 体系中包括10mM Tris-HCI,10mM KCl,8mM(NH4)2SO4,2.5mM MgCl2, 0.2mM dNTP,2μl cDNA,2.5单位Taq DNA聚合酶,上下游引物各 为1pM。PCR反应条件:94℃ 5min预变性,然后变性94℃ 30s,退 火60℃,30s,延伸72℃ 1min,共30个循环,最后72℃延伸10min。 (4)半定量分析PCR产物:取5μl RT-PCR产物进行以琼脂糖凝胶
电泳 分析(2%),用凝胶成像仪对目的条带进行扫描,用凝胶成像分析
软件 进行分析(Labwork 4.0),以内参照基因GAPDH表达量为基准,读取目 的条带的光
密度值(OD),计算目的条带与GAPDH基因OD值的比值间 接表示目的基因mRNA表达量。
如表4所示,缺血再灌注组肾组织ET-1 mRNA表达水平均较假手 术组大鼠明显增加,相同实验条件下,埃他卡林0.5、1.0、1.5、2.0 mg/kg均可明显下调高表达的ET-1 mRNA水平。
本实验的结论:埃他卡林可逆转缺血再灌注所致肾脏损伤时肾组 织中内皮素-1基因表达水平的病理性增高。
表4.埃他卡林对肾脏缺血再灌注损伤大鼠肾脏组织中内皮素-1 mRNA表达的影响
x±s,n=5.ET-1:内皮素-1;GAPDH:内参照基因。与假手术组比较, *P<0.05;与缺血再灌注组比较,#P<0.05,##<0.01。