[發明專利]線粒體靶向制劑MitoPBN在防治糖尿病中的應用

在審

• 申請號: 201610439848.3
• 申請日: 2016-06-15
• 公開（公告）號: CN107510848A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 施冬云;吳美玲
• 申請（專利權）人: 常州萊道斯生物醫藥科技有限公司
• 主分類號: A61K47/69
• 分類號: A61K47/69;A61K47/54;A61K31/60;A61K9/127;A23L33/10;A61P39/06;A61P3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物技術和醫學領域，更具體的本發明涉及線粒體自旋捕捉劑MitoPBN在抗氧化和糖尿病治療中的應用。

背景技術

糖尿病中存在氧化應激，實驗表明，持續和慢性的糖尿病動物模型的高血糖狀態可導致高氧化應激，并耗盡抗氧化防御系統的活性，促進自由基生成。當血糖水平升高時，細胞內通過線粒體呼吸鏈、己糖胺生物合成通路、多元醇通路、NADPH氧化酶依賴的糖基化終末產物（advanced glycosyl end products, AGEs）等產生ROS。同時，Mn-SOD、GSH-Px等自由基清除酶因非酶性糖基化而活性降低，這進一步打破了機體原有的氧化還原平衡，引起氧化應激。

線粒體呼吸鏈是體內ROS的主要來源，線粒體呼吸鏈酶系活性及ROS產生量遠超過其它所有酶系的總和，線粒體來源的ROS構成細胞內95%以上活性氧。同時，氧化應激情況下，線粒體來源ROS可能通過PKC依賴的NADPH氧化酶的正反饋放大作用，進一步升高細胞內ROS的水平。線粒體膜上含有的大量多不飽和脂肪酸最容易受到ROS的攻擊。同時，在生物體內發揮重要作用的蛋白質也是ROS攻擊的重要靶點。另外，ROS對線粒體DNA的損害作用不容小覷。ROS可以損傷細胞DNA，但其對線粒體DNA的損傷程度比對nDNA的損傷程度高16倍。在糖尿病的發生發展中，ROS還可以介導胰島素抵抗。胰島素信號傳遞受阻或減弱是導致胰島素抵抗的主要原因，同時，胰島素抵抗與線粒體功能紊亂、線粒體數目減少、ATP產生下降有關。ROS 對線粒體造成損傷，使線粒體數量減少和功能下降，對脂肪氧化磷酸化能力下降，導致細胞內脂肪及其中間代謝產物激活絲氨酸P蘇氨酸蛋白激酶級聯反應導致胰島素抵抗產生。而線粒體受損導致的ROS進一步增加也會進一步加重糖尿病抵抗。因而，線粒體損傷與細胞內氧化應激互為因果，可以惡性循環從而導致機體的漸進式功能障礙。

研究表明，線粒體生物合成與線粒體的功能調節密切相關，而PGC-1α是調節線粒體生物合成的關鍵調控因子。PGC-1α是一類核基因轉錄共刺激因子，可以通過激活包括核呼吸因子1和核呼吸因子2，進一步激活線粒體轉錄因子A，從而上調線粒體DNA的復制和轉錄。在糖尿病病人胰島組織中，PGC-1α的mRNA表達顯著下調，并與胰島素分泌障礙相關。動物實驗也表明，PGC-1α缺陷的小鼠（Pgc1a–/–）肌肉組織中線粒體氧化磷酸化相關蛋白表達大幅減少。PGC-1α同樣受到其上游因子調節。AMP活化的蛋白激酶（AMP-activated protein kinase, AMPK）是一個能量和應激感受器，是糖尿病治療研究的重要靶點。大量研究表明ROS可通過調控AMPK/ SIRT1途徑，激活PGC-1α表達。

綜上所述，糖尿病的發生發展與氧化應激以及線粒體的功能障礙密不可分，而線粒體來源ROS則可能在這些過程中扮演重要角色。因此迫切需要能夠直接抑制線粒體內ROS的藥物或膳食補充劑，以改善和治療糖尿病。

MitoPBN是PBN與親脂性三苯基磷陽離子結合形成，由于三苯基磷的存在，MitoPBN可以定位到線粒體內膜上，靶向與線粒體內的自由基結合。脂質體是由一層或多層同心的脂質雙分子層包封形成的球狀小體，具有良好的親膜性，以脂質體做載體可使藥物在線粒體內膜高度聚集。通過把MitoPBN包裹在脂質體里面，可以提高MitoPBN的作用、減少使用劑量（脂質體MitoPBN的制備方法專利號：201610208549.9）。因此我們采用MitoPBN脂質體，發現該化合物可以靶向清除線粒體來源ROS，并對線粒體功能和糖尿病都有顯著改善，可以用于預防和治療糖尿病及氧化損傷。

發明內容

1. 線粒體靶向自由基清除劑MitoPBN的主要用途：

1）MitoPBN靶向清除線粒體內ROS，可有效降低糖尿病的氧化應激水平，減少線粒體損傷。

2）MitoPBN通過激活PGC1α(過氧化物酶體增殖活化受體γ共激活因子-1α)，促進線粒體的生物合成及功能恢復。

3）MitoPBN通過抑制糖異生過程參與糖尿病的血糖控制。

2. 如權利要求書1所述的用途，其特征在于MitoPBN可以降低細胞內羥自由基和過氧化氫的含量，改善線粒體膜電位的變化，上調糖尿病小鼠體內還原水平，減少線粒體的損傷。

3. 如權利要求書1所述的用途，其特征在于MitoPBN可以激活糖尿病小鼠PGC1α，并且促進線粒體的生物合成及功能恢復。