新型醛糖还原酶抑制1-乙酰基-1H-吲哚-3-乙酸酯的合成及其抑制活性

醛糖还原酶抑制剂(ARIs)抑制多元醇途径的醛糖还原酶是治疗糖尿病并发症的重要策略。以2-氯苯甲酸为起始原料,在碱性条件下经铜催化,与甘氨酸反应生成氯代邻羧基苯基甘氨酸,再与乙酸酐反应,生成N-乙酰基邻羧基苯甲酸。然后在吡啶催化下合环,生成1-乙酰基-^(1)H-吲哚-3-乙酸酯(AIA),总收率为79.0%,纯度为99.0%。通过^(1)H NMR、^(13)C NMR和MS(ESI)对其结构进行表征,并对该化合物的的醛糖还原酶抑制活性进行测定,IC 50=9.4×10^(-2)μM。

新型喹啉酮结构的多功能醛糖还原酶抑制剂设计合成与活性评价

葡萄糖多元醇通路代谢增强导致的组织细胞中山梨醇的堆积及通路下游氧化应激反应是糖尿病及其并发症的主要成因,是抗糖尿病并发症药物发现两个最重要的药物干预靶点。目前,抗糖尿病并发症药物创制主要以醛糖还原酶活性抑制为主,对多元醇通路下游氧化应激反应关注较少,因而未能形成有效的抗糖尿病并发症药物。本论文研究以3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮为母核结构,通过在传统醛糖还原酶抑制剂中引入多酚结构,设计并合成了一系列兼具醛糖还原酶抑制活性及抗氧化活性的新型多功能醛糖还原酶抑制剂。实验结果表明,在喹啉酮母核3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮的C6位引入酚羟基结构特征后,保持了羧酸型抑制剂的强ALR2抑制活性,其中目标化合物4b的ALR2抑制活性最强,IC50值可达109 nM,更为重要的是,引入酚羟基所得目标化合物4b和4c均表现出了显著的抗氧化活性,其中目标化合物4c在100μM浓度下对DPPH的清除率达到了94.1%,清除活性氧自由基能力与阳性对照药Trolox相当。本论文研究所得抑制剂分子可以在抑制醛糖还原酶活性的同时,缓解机体内氧化应激反应,实现多靶点协同作用,进而提高药物分子的生物利用度,为抗糖尿病并发症药物发现提供了重要的理论依据。

醛糖还原酶基因敲除对小鼠脊髓损伤的保护作用及机制研究

目的:研究醛糖还原酶(AR)在小鼠脊髓损伤(SCI)的作用及分子机制。方法:利用野生型(WT)小鼠和AR敲除(AR KO)小鼠,制备小鼠脊髓钳夹伤模型,通过BMS评分对比观察损伤后两种小鼠在不同时间点(3、7、14和28 d)的运动功能恢复情况;采用免疫荧光染色观察小胶质细胞活化状态和损伤面积恢复程度;利用试剂盒和Western Blot检测损伤后小鼠脊髓组织中诱导型一氧化氮合酶(iNOS)、磷酸化核因子-κB(NF-κB)家族p65、4-羟基壬烯醛(4-HNE)和活性氧(ROS)的表达。通过体外培养来源于小鼠小胶质细胞系BV2,给予脂多糖(LPS)及4-HNE联合刺激,利用免疫荧光染色观察BV2细胞极化状态,Western Blot检测iNOS和p-p65蛋白表达水平。结果:与WT小鼠相比,AR基因敲除促进小鼠脊髓损伤后的运动功能恢复,损伤区面积显著减小,并且抑制小鼠脊髓损伤区小胶质细胞活化,NF-κB信号通路相关炎性分子iNOS表达水平明显下调。WT小鼠和AR KO小鼠在脊髓损伤后ROS、4-HNE的含量逐渐上升,在损伤后7 d表达较高,并且具有相似的表达变化模式。LPS联合4-HNE刺激BV2细胞系,可抑制M1型相关分子白细胞分化抗原16/32(CD16/32)、iNOS和p-p65的表达,促进M2型相关分子精氨酸酶1(Arg-1)的表达。结论:AR敲除促进小鼠脊髓损伤后4-HNE的累积,减少NF-κB信号通路的激活,抑制小胶质细胞的活化,从而促进运动功能的恢复。

α-氯醛糖和右美托咪定对大鼠口服麻醉效果观察

为了探讨α-氯醛糖和右美托咪定对大鼠口服麻醉的麻醉效果,本试验用α-氯醛糖复合右美托咪定,对10只健康SD大鼠实施口服麻醉,在麻醉过程中对大鼠的基本生理指标、麻醉时期、麻醉效果进行连续监测(服药后10、20、40、60、80、100、120和240 min),以评估2种麻醉药物复合使用的有效性和安全性。结果显示,大鼠口服药物后体温持续下降,在服药后80 min体温又呈回升趋势,直至监测结束时(服药后240 min)。麻醉全程脉搏血氧饱和度平均为(94.8±0.8)%,呼吸频率和心率变化趋势均表现为先降低后升高,分别在服药后80 min和60 min降至最低值(P<0.05);麻醉时期监测结果显示,麻醉诱导时间为(16.80±2.56)min、维持时间为(124.00±9.40)min、苏醒时间为(48.80±5.36)min,呈现出诱导和苏醒平稳、维持时间长的特点;2种麻醉药物复合应用时,镇静、镇痛和肌松效果确实,可提供约120 min良好的麻醉作用时间。结果表明,α-氯醛糖联合右美托咪定对大鼠口服麻醉具有麻醉持续时间长,麻醉效果良好均衡等优点,但对常规生理指标干扰较为明显,表现为先抑制后恢复的趋势,麻醉后未见有明显并发症。

早期2型糖尿病肾病与醛糖还原酶基因甲基化水平的临床研究

目的 探讨醛糖还原酶(AKR1B1)基因甲基化水平和早期2型糖尿病(T2DM)肾病蛋白尿之间的联系。方法 选取2020年5月至2022年4月期间东莞市厚街医院收治的40例T2DM合并蛋白尿阳性患者作为糖尿病肾病(DN)组,选择同时期39例诊断T2DM且尿蛋白阴性志愿者作为糖尿病(DM)组,进行前瞻性研究。比较两组患者的临床资料,亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)与AKR1B1基因甲基化水平,并分析AKR1B1基因甲基化水平与临床资料中差异有统计学意义的指标的相关性。结果 DN组患者糖化血红蛋白(HbA_(1c))、空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(2 h PG)、血肌酐(Scr)、尿素氮(BUN)及尿微量白蛋白与肌酐比值(UACR)水平均高于DM组,肾小球滤过率(e GFR)低于DM组(均P<0.05);DN组AKR1B1甲基化水平低于DM组(P<0.05),两组MTHFR甲基化水平比较,差异无统计学差异(P>0.05);Pearson相关分析结果表明,AKR1B1甲基化水平与FBG、2 h PG、HbA_(1c)、Scr、BUN、UACR呈负相关,而与e GFR水平呈正相关(均P<0.05)。结论 AKR1B1基因DNA甲基化可能参与了DN的发生、发展过程,且AKR1B1甲基化水平与FBG、2 h PG、HbA_(1c)、Scr、BUN、UACR呈负相关,与eGFR水平呈正相关,可预估患者T2DM患者病情。

新型醛糖还原酶抑制剂的设计合成及活性评价

目的设计合成一系列靛红衍生物,研究其对醛糖还原酶的抑制活性和选择性。方法以5-溴靛红为起始原料合成5′-溴螺[[1,3]二氧戊环-2,3′-吲哚啉]-2′-酮的三环骨架,然后经N烷基化反应、Suzuki或Heck偶联、水解合成了目标化合物。测定目标化合物对醛糖还原酶的抑制活性和选择性,通过计算机辅助药物设计软件在分子水平上研究化合物与醛糖还原酶活性位点的相互作用模式。结果设计合成了14个目标化合物,其结构经^(1)H-NMR、^(13)C-NMR与MS谱确证。化合物6a~6g,8a~8f对醛糖还原酶具有良好的抑制活性和选择性。其中,化合物8d的活性最强,IC_(50)为0.090μmol·L^(-1),与阳性对照药依帕司他相当。分子对接结果显示,化合物7、6b、8a和8d能与醛糖还原酶的活性位点较好结合。结论构效关系和分子对接研究表明三环结构上N-1位的羧酸基团与C-5侧链上的苯乙烯结构是提高醛糖还原酶抑制活性的关键。甲氧基或者酚羟基的引入可显著改善化合物对醛糖还原酶的抑制活性和选择性。

醛糖还原酶和晚期糖化终产物受体对糖尿病视网膜病变神经细胞凋亡、自噬和高尔基应激水平的影响

目的探讨醛糖还原酶和晚期糖化终产物受体对糖尿病视网膜病变神经细胞凋亡、自噬和高尔基应激水平的影响。方法实验中使用C57BL/6J小鼠,动物研究符合ARVO关于在眼科和视觉研究中使用动物的声明,该研究方案得到了当地动物研究伦理委员会的批准。将实验小鼠分为对照组,模型组,观察组。通过蛋白印迹分析大鼠视网膜组织中AR和RAGE的蛋白表达。通过PCR分析大鼠视网膜裂解组织中自噬相关蛋白Beclin-1、LC3Ⅱ/Ⅰ和p62/SQTSM1的mRNA表达。通过ERG检测各组小鼠的视网膜受损情况。通过免疫荧光分析大鼠视网膜组织中Caspase-8和Caspase-3的蛋白表达。TUNEL分析了小鼠视网膜神经细胞的凋亡。通过ELISA分析血清炎性因子TNF-α、IL-6、IL-1β及VEGF的分泌水平。通过PCR分析高尔基应激反应相关因子DR4、TRAPPC13、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)和ETS的转录水平。结果模型组较对照组AR和RAGE的蛋白表达升高(P<0.05),观察组较模型组AR和RAGE的蛋白表达降低(P<0.05)。模型组较对照组Beclin-1、LC3 II/I和p62/SQTSM1的mRNA表达升高(P<0.05),观察组较模型组表达降低(P<0.05)。模型组较对照组暗视b波和暗视a波的振幅降低(P<0.05),观察组较模型组升高(P<0.05)。模型组较对照组Caspase-8和Caspase-3的蛋白表达升高(P<0.05),观察组较模型组的蛋白表达降低(P<0.05)。与对照组相比,链脲佐菌素诱导的DR神经细胞凋亡量增加(P<0.05),当AR和RAGE收到抑制后,阳性细胞数量降低(P<0.05)。模型组较对照组TNF-α、IL-6、IL-1β及VEGF的水平升高(P<0.05),观察组较模型组降低(P<0.05)。模型组较对照组DR4、TRAPPC13、MAPK和ETS的mRNA表达升高(P<0.05),观察组较模型组表达降低(P<0.05)。结论降低RAGE和AR体内的表达可显著改善小鼠的视力情况,抑制视网膜病变神经细胞凋亡、自噬和高尔基应激水平的发生。

黄芩苷对糖尿病大鼠组织醛糖还原酶活性及视网膜细胞凋亡的影响

取大鼠40只,随机分为NC组、DM组、依帕司他治疗组、黄芩苷治疗组。治疗16周后,测定视网膜组织醛糖还原酶(AR)活性及Bcl-2和Bax蛋白表达水平,发现AR活性在DM组明显升高,治疗组明显降低(P均<0.01)。视网膜Bcl-2、Bax蛋白表达在DM组明显增加,治疗组明显减少。结果表明AR激活促进Bcl-2、Bax蛋白的表达,诱导细胞凋亡,参与DR的发生发展。醛糖还原酶抑制剂抑制AR活性,降低Bax、Bcl-2的表达,从而抑制细胞凋亡,延缓DR的发展。

黄芩苷对糖尿病大鼠组织醛糖还原酶活性及肾脏细胞凋亡的影响

目的研究醛糖还原酶(AR)、凋亡相关蛋白Bcl-2和Bax与糖尿病肾病(DN)的关系,探讨醛糖还原酶抑制剂(ARIs)对DN的治疗作用。方法雄性Wistar大鼠40只,随机分为正常对照组、糖尿病组、依帕司他组、黄芩苷组,每组10只。除正常对照组外,其余各组大鼠腹腔注射STZ(60mg/kg),72h后建立糖尿病大鼠模型。依帕司他组灌胃依帕司他10mg.kg-1.d-1,黄芩苷组灌胃黄芩苷150mg.kg-1.d-1。16w后处死大鼠,测定晶体、肾脏组织AR活性,观察Bcl-2、Bax的表达,取部分肾皮质病理观察、电镜观察细胞凋亡的形态学变化。结果与正常对照组相比,糖尿病组晶体、肾脏皮质AR活性明显升高(P<0.001),两治疗组AR活性明显较糖尿病组降低(P<0.01),而血糖无明显变化。糖尿病组肾脏Bcl-2、Bax蛋白表达增加,治疗组的Bcl-2蛋白表达较糖尿病组增多,而Bax蛋白表达较糖尿病组减少。透射电镜下见糖尿病组肾脏肾小管上皮细胞呈典型的凋亡形态学改变,治疗组大鼠肾组织细胞凋亡改变明显减轻。糖尿病组肾小球基底膜增厚,系膜区域扩大,治疗组病变减轻。结论ARIs通过抑制AR活性,调节Bax、Bcl-2的表达抑制细胞凋亡,延缓DN的发展。黄芩苷对AR抑制作用与依帕司他相似。

中草药来源的醛糖还原酶抑制剂的研究进展

中草药作为天然产物,无明显不良反应且来源广泛,以中草药为来源的醛糖还原酶抑制剂其不良反应远低于化学合成及微生物来源的醛糖还原酶抑制剂,在有效阻止和延缓糖尿病并发症如:糖尿病肾病、血管病变、视网膜病变、外周神经病变方面显示了良好的应用前景。作者主要综述了中草药活性成分黄酮类化合物及其衍生物,如:槲皮素、水飞蓟素、葛根素、黄芩苷、黄连素等和一些中药复方制剂,如:参丹健胰丸、筋脉通、六味地黄丸等在抑制醛糖还原酶的活性、降低山梨醇含量等方面取得的研究进展,并对其在治疗糖尿病并发症方面的现状进行了阐述。

阿托伐他汀对大鼠再狭窄血管醛糖还原酶表达及内膜增生的抑制作用

目的研究醛糖还原酶在大鼠再狭窄血管中的表达,探讨醛糖还原酶表达与内膜增生之间的关系,以及阿托伐他汀对醛糖还原酶表达及内膜增生的抑制作用。方法24只健康雄性SD大鼠,随机分成手术未干预组、假手术组及阿托伐他汀组,每组8只。用通气—干燥法损伤手术未干预组及阿托伐他汀组中的右侧颈总动脉,左侧颈总动脉作为对照。分别于第7天及14天处死动物,HE染色以观察内膜及中膜增生情况,并计算内膜和中膜面积及其比值,FISH原位杂交及免疫组织化学检测醛糖还原酶及核因子κB的表达。结果术后第7天损伤侧血管内膜增生明显,第14天内膜增生进一步加重,对照血管无明显增生。阿托伐他汀组血管内膜面积、内膜与中膜面积比值明显低于手术未干预组(P<0.05或P<0.01)。醛糖还原酶及核因子κB在损伤侧血管中的表达明显强于对照侧。阿托伐他汀组醛糖还原酶及核因子κB的表达明显低于手术未干预组(P<0.05或P<0.01)。结论醛糖还原酶可能参与了大鼠颈动脉损伤后内膜增生及再狭窄的形成。阿托伐他汀可抑制血管内膜增生及再狭窄的形成。阿托伐他汀可能是通过抑制醛糖还原酶及核因子κB而抑制再狭窄的形成。

糖尿病致病基因醛糖还原酶基因及其抑制剂筛选模型的构建及功能研究

目的基因工程方法建立人醛糖还原酶基因(AR)的蛋白分子模型,并将该模型应用于中草药AR抑制剂的初步筛选。方法将含基因AR及融合基因AR∷GFP的重组质粒pcDNA3.1/myc-His-AR及pcDNA3.1/myc-His-AG瞬时转染HEK293细胞,分别命名为HAR、HAG细胞株。通过荧光显微镜观察AR∷GFP的绿色荧光直接判断转染效果及估计基因AR的表达;Western blot、紫外分光光度法检测AR蛋白表达及AR酶活性。应用此HAR模型对黄芩苷等5种中草药进行初步筛选,并与经典AR抑制剂Sorbinil、Zopolrestat的抑制效果比较。结果GFP绿色荧光表达丰富,表明质粒转染效率较高;Western blot和紫外分光光度法显示:转染后HEK293细胞中AR蛋白表达量高,AR酶活性强(空白对照的2.5倍)。AR抑制剂筛选实验揭示,黄芩苷、虎杖苷、蕨麻多糖JM等中草药表现出与Sorbinil相近的AR抑制活性。结论AR的蛋白分子模型成功建立,此模型可得到较大量高活性AR酶蛋白,并可应用于AR抑制剂的初步稳定筛选;黄芩苷、虎杖苷、蕨麻多糖JM等中草药显示出潜在的AR抑制活性。

醛糖还原酶抑制剂对大鼠肾脏醛糖还原酶基因表达的影响

目的:观察醛糖还原酶抑制剂(ARI)依帕司他对大鼠肾脏ARmRNA水平和肾功能相关指标的影响。方法:运用在单侧肾结扎的基础上注射STZ的方法建立大鼠糖尿病肾病模型,给予醛糖还原酶抑制剂依帕司他灌胃4周,RT-PCR的方法检测各组大鼠肾皮质ARmRNA水平,观察依帕司他对ARmRNA是否有影响以及血清和尿液中尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)和总蛋白(TP)的变化。结果:给药组大鼠肾脏ARmRNA水平明显高于对照组(P<0.05);给予醛糖还原酶抑制剂依帕司他4周后,低剂量组(L组)、高剂量组(H组)ARmRNA水平低于模型对照组(M组)(P<0.05),但L组和H组之间没有差别(P>0.05)。结论:糖尿病肾病大鼠肾脏ARmRNA水平明显升高,说明AR与糖尿病肾病的发生有关;醛糖还原酶抑制剂依帕司他对糖尿病肾病大鼠肾功能没有影响,但可降低ARmRNA水平。

醛糖还原酶抑制剂的研究(下)

到1987年，Sorbinil、Tolrestat、Epalrestat等已被证实为强的醛糖还酶抑制剂，并应用于临床。为了从微生物来源寻找结构新颖的醛糖还原酶抑制剂，日本人做了一些研究，得到了有抑制醛糖还原酶活性的羧酸化合物。Chaetomella raphigera

黄酮类醛糖还原酶抑制剂的活性研究

目的 :测定几种黄酮类化合物对红细胞中山梨醇含量的影响以评价其醛糖还原酶抑制活性。方法 :以大鼠红细胞为底物 ,加入高浓度葡萄糖溶液和不同浓度的受试药物进行体外培养 ,测定其中山梨醇的生成量 ,计算其抑制率 ,并计算半数抑制浓度 (IC50 )。结果 :葛根总黄酮和槲皮素的IC50 分别为 6.0× 10 4g/ml、1.8× 10 3 g/ml。 结论 :葛根总黄酮和槲皮素均可以降低高糖环境下红细胞的山梨醇含量 ,有较好的抑制醛糖还原酶活性的作用。

Sorbinil和Zopolrestat对酵母工程菌中人醛糖还原酶活性的抑制作用

目的利用人醛糖还原酶基因(AR)及其与绿色荧光蛋白基因(GFP)融合的酵母细胞表达模型,选用两种经典的AR抑制剂(ARI)-Sorbinil和Zopolrestat,初步观察模型在药物筛选方面的功能。方法复苏菌种并培养,在细胞培养液中加入ARI,观察细胞生长、GFP表达及荧光强度、AR蛋白表达及AR活性。结果 GFP荧光表达及AR蛋白的表达不受影响,但AR活性可被Zopolrestat抑制。结论 GFP标记的AR基因的酵母细胞模型可用于ARI的初步筛选,易重复,费用经济。Zopolrestat对酵母工程菌中表达的AR活性呈现出良好的抑制效应,可考虑作为该模型进行ARI筛选时的对照药物。

糖尿病周围神经病变和醛糖还原酶抑制剂应用的研究

糖尿病是一种严重危害健康的常见慢性终身疾病。长期高血糖不治疗或治疗不当所导致的糖尿病慢性并发症（Diabetic Chronic Complications,DCC）是糖尿病致死致残的重要原因。糖尿病周围神经病变（diabetic perineuropathy,DPN）是糖尿病最常见的慢性并发症之一,有50%-90%的糖尿病患者合并周围神经病变。本文对近年来DPN的研究和应用醛糖还原酶抑制剂（Aldose reductase inhabitor,ARI）治疗的进展综述如下。