专利名称：用于治疗缺血再灌注损伤的糖脂的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有抗炎活性的以鼠李糖的存在为特征的高分子量糖脂，所述抗炎活性尤其是在由缺血和再灌注损伤后的损害所引起的炎症中。本发明的另一方面是用于制备所述糖脂的方法。
现有技术缺血和再灌注损伤的特征在于几种病况，包括心肌梗塞；冠心病；中风；及脑、心脏、肾、肠、肝或肺的缺血；及移植。当缺血组织暂时性地丧失血液供应时，发生损害，且随后的再灌注(即组织中的血液流动的随后恢复)造成强烈的炎性反应，炎性反应可导致不涉及起初的缺血损害的器官损伤(Arumugam TV等，2004年，Shock21:401-409)。这代表与感染无关的无菌炎性过程，然而其决定受影响的部位中的免疫细胞的迁移、粘着和活化(S.Steffens 等，2009，Thromb.Haemost.，102:240-247, Jang H.R.等，2009，ClinImmunol.，130:41-50 ；Lakhan S.E.等 2009, J.Transl.Med.7:97-107)。除了还涉及改变细胞外基质的组成和结构的酶从受损组织的细胞的释放外，这样的活化涉及来自免疫细胞的几种促炎性介质的释放。已知的是，ATP的细胞外释放造成炎性反应的显著放大，导致固有的免疫系统的细胞大量生成细胞因子比如肿瘤坏死因子α (TNF-α)、白介素(IL-)6、IL_8和IL_1。
ATP的细胞外释放不仅可以造成局部组织的不可逆损伤，而且造成整个器官的不可逆损伤，且是导致排斥的器官移植失败的主要因素；其还可以损害病况比如心肌梗塞或脑缺血的消退。此外，也作为ATP的细胞外释放的结果，由缺血/再灌注(Ι/R)引起的强烈的炎症可以使患者的状况恶化，因为其可以造成可能致命的所谓“多器官功能障碍综合征(MODS)”。因此，在以由组织或器官中的Ι/R所诱发的强的促炎性反应为特征的所有病况中，抑制由ATP的细胞外释放所造成的促炎性回路(pro-1nflammatory loop)的能力是最重要的。尤其，当它们的生成受到在遭受缺血应激的组织中局部生成的分子的刺激时，感到抑制促炎性介质比如细胞因子的释放的必要性。处于这个目的，已经研究了源自革兰氏阴性细菌的脂多糖(LPS)的作用。在肝脏和心脏中的Ι/R的动物模型中，已经证明在Ι/R诱导之前用非致死剂量的脂多糖进行预处理具有抗组织损伤的潜在的保护作用(Meng X.等，1997，Am.J.Physiol.273:H1894-902)。LPS是刺激促炎性细胞因子的生成的分子；当在Ι/R的诱发前24小时施用时，在短的时间期间内，它们使有机体不会再次经受Ι/R后的强的促炎性反应。然而，其中在Ι/R的诱发前24小时施用LPS的这样的方法在临床环境中是不实用的。事实上，LPS治疗应该必须是预防性的，因此不能在涉及来自缺血和再灌注的损伤的大多数病况中被应用；而且这样的治疗使患者虚弱，因为其模拟在细菌感染的存在下发生的免疫活化，从而造成发烧和其它的症状。最后，其涉及可造成败血性休克的分子，且因此可以是致命的。除了来自革兰氏阴性细菌的脂多糖的作用外，糖脂RC-552和单磷酰脂质A(MPLA)的心脏保护作用已经被证明(GT Elliot 等 2000, J.Mol.Cell Cardiology, 1327-39)。这些分子具有类似于细菌LPS的活性部分(脂质A)的结构特征，因此它们的作用机制也在于促炎性反应的预防性刺激。还存在识别能够作用于ATP的细胞外释放的分子，以避免不可逆的组织损伤且甚至是对整个器官的损伤的需要。这样的分子可以有用地防止器官移植的排斥且使疾病比如心肌梗塞或脑缺血消退。这篇专利申请的作者先前描述可以拮抗由外源性细菌分子比如来自大肠杆菌(A.Macagno 等，2006, J.Exp.Med203:1481-92)、脑膜炎奈瑟氏菌(K.Jemmett, 2008,Infect.1mmun.76:3156-63)及牙龈卟啉单胞菌(P.gingivalis) (PCT/EP2009/059565)的LPS所诱导的促炎性作用的来自颤藻目(Order of Oscillatoriales)的蓝细菌(Cyanobacteria)的糖脂部分。因此，所述糖脂部分唯一地作用于固有的免疫系统的细胞上。因此，本发明的主旨是识别有LPS拮抗活性的能力且同时有通过作用于ATP合酶抑制细胞外ATP的合成的能力的糖脂，ATP合酶存在于固有的免疫系统的细胞及所有其它细胞类型的细胞质膜上。这样的协同活性导致还作用于不属于固有的免疫系统的细胞上的较强的整体抗炎活性。发明概述本发明涉及通式⑴的糖脂:(G)m-(OCOR)n ⑴其中，(G)n1:是总的糖部分；(0C0R) n:是总的脂质部分；G 是糖；R是包含从12到24个碳原子的线型烃链；m是从50到150的整数；且η是从2到5的整数；其中G包括至少一个鼠李糖单元。根据另一个方面，本发明涉及本发明的糖脂作为药物的用途。本发明的又一方 面涉及根据本发明的糖脂作为抗炎剂的用途。本发明的另一方面涉及根据本发明的糖脂，其用于与缺血和再灌注相关的炎症的治疗。本发明的又一方面涉及用于制备糖脂的方法，包括下面的步骤:a.提供至少一种蓝细菌的培养物；b.从培养物中提取糖脂；
c.沉淀来自步骤(b)的糖脂；且d.纯化来自步骤(C)的提取并沉淀的糖脂。本发明的又一方面涉及可以通过本发明的方法得到的具有等于或大于30KDa的分子量的糖脂。附图描述现在将参考附图详细描述本发明，其中:
图1显示根据本发明的式(I)的糖脂的二维电泳分析的结果；图2显示在人巨噬细胞细胞系中，式(I)的糖脂抑制通过低氧所诱导的IL-8生成的图示；图3A显示在人巨噬细胞细胞系中，式(I)的糖脂抑制HSP70诱导的IL_6生成的图示；图3B显示在人巨噬细胞细胞系中，式(I)的糖脂抑制HSP70诱导的TNF-α生成的结果的图示；图4显示式(I)的糖脂减少C57BL/6小鼠中由缺血和再灌注所造成梗塞的图示。发明详述因此，本发明涉及通式⑴的糖脂:(G)m-(OCOR)n ⑴其中，(G)m:是总的糖部分； (OCOR) η:是总的脂质部分；G 是糖；R是包含从12到24个碳原子的线型烃链；m是从50到150的整数；且η是从2到5的整数；其中G包括至少一个鼠李糖单元。在本发明中，定义:-“糖部分或糖”是指包括从50到150个糖单元的多糖，其中糖苷部分可以显示糖苷配基取代基比如氨基酸、磷酸盐和硫酸盐带电基团的存在；-“糖脂”是指包括糖部分和脂质部分的化合物(G)m-(OCOR)n，其中脂质部分通过酯或酰胺键共价连接到糖部分上，且-“脂质或脂肪酸部分”是脂肪族一元羧酸，其中所述一元羧酸包括具有在从12到24个碳原子的范围内的长度的烃链。所述脂肪酸可以是饱和的或不饱和的，如果双键分别不存在或存在于碳链中，而且它们可以是羟基化的，如果OH基团存在于它们的结构中。这样的脂肪酸的实例为:月桂酸(十二烷酸)、肉豆蘧酸(十四烷酸)、棕榈酸(十六烷酸)、珠光脂酸(十七烷酸)、硬脂酸(十八烷酸)、花生酸(二十烷酸)、山嵛酸(二十二烷酸)及木蜡酸(二十四烷酸)。根据本发明的G和R的量以分别相对于100重量份的总的(G)n^P (OCOR)n部分(100% )的重量份数来表示。
根据优选的方面，所述糖脂还包括半乳糖醛酸、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺、木糖及其组合，其中这些糖可以是简单的或更优选地是复合物和/或衍生物。优选地，根据本发明的糖脂，其中(G)m&括相对于总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从40到60%的鼠李糖(Rha)，按重量计从5到22%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从5到20%的甘露糖(Man)，按重量计从5到20%的半乳糖(Gal)，按重量计从I到15%的葡萄糖(Glc)，按重量计从I到15%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从I到15%的木糖(Xyl)。更优选地，根据本发明的糖脂，其中(G)m&括相对于总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man)，按重量计从8到14%的半乳糖(Gal)，按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)。更优选地，根据本发明的糖脂，其中(G) m包括:鼠李糖50.8 ±0.6 %，半乳糖醛酸
13.5% ±2.4，木糖 3.7% ±0.5，甘露糖 10.5% ±1，半乳糖 11.1% ±0.8，葡萄糖 5.4%±2，葡萄糖胺4.3% ±0.7。(数据以平均值土标准偏差来表示)。可以在糖脂混合物用甲醇和盐酸(HCllM/MeOH)在80°C水解20小时，己烷萃取且用吡啶和醋酸酐进行乙酰化后，通过乙酰化的甲基糖苷的GC-MS来完成糖残基的定性和定量分析，和/或通过分析在120°C下用2M三氟乙酸处理I小时，用硼氢化钠处理I小时且随后用吡啶和醋酸酐进行乙酰化后得到的糖醇乙酸酯来完成糖残基的定性和定量分析。优选地，R是包含18个碳原子的线型烃链[C18]。在优选的形式中，(OCOR)n包括相对于总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计从45到65%。优选地，R是包含16个碳原子的线型烃链[C16]。
在优选的形式中，(OCOR)n包括相对于总的脂质部分(100% )的按重量计从20到45%。优选地，当R是包含14、15、17、19或20个碳原子的线型烃基[Cs]时，(OCOR) 包括相对于总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计从O到15%。在更优选的形式中，脂肪酸的组成包括:C18:055% ±7.5 ;C16:0+C16:30H34.9%±5.1 ；C15:30H7.6% ±4.1 ；C20:0 1.7% ± 1.7 (数据表示三个独立样品的平均值土标准
偏差)O糖脂的元素分析表明存在41%的碳、48.5%的氧、6.5%的氢、4%的氮。优选地，根据本发明的糖脂，其中R是线型羟基化的烃链和/或线型饱和的烃链。可以在化合物用甲醇和盐酸(HCllM/MeOH)在80°C下水解I小时且作为甲酯在己烷相中萃取后，通过GC-MS进行脂肪酸的分析，如实施例2中更好地描述的。优选地，根据本发明的糖脂具有等于或小于30kDa的分子量。更优选地，糖脂具有从30到45kDa的分子量，更优选地，分子量约为33kDa，且包括鼠李糖。特别优选的是根据本发明的糖脂，其中:所述糖脂的分子量等于或高于30kDa ；(G)m包括相对于总的糖部分(G)m(100% )的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man)，按重量计从8到14%的半乳糖(Gal)，按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)；
η是2且至少一个R是相对于总的脂质部分(OCOR)n(100% )的按重量计45到65%的量的[C18]和/或是相对于总的脂质部分(OCOR)n(100% )的按重量计20到45%的量的[C16]，且R是相对于总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计O到15%的量的[C Σ ]。特别优选的是根据本发明的糖脂，其中:所述糖脂的分子量等于或高于30kDa ；(G)m包括相对于总的糖部分(G)m(100% )的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man)，按重量计从8到14%的半乳糖(Gal)，按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)；η是3、4或5，且至少一个R是相对于总的脂质部分(OCOR)n(100% )的按重量计45到65%的量的[C18]和/或是相对于总的脂质部分(OCOR) (100% )的按重量计20到45%的量的[C16]，且R是相对于总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计O到15%的量的[C ^ ]。根据另一个方面，本发明涉及本发明的糖脂作为药物的用途。本发明的又一方面涉及根据本发明的糖脂作为抗炎剂的用途。另一方面，本发明涉及根据本发明的糖脂用于与缺血和再灌注相关的炎症的治疗的用途。糖脂具有高纯度，这样的纯度为至少90%，优选地至少95%，且糖脂能够使由有机体自身生成的分子所产生的促炎性反应失活，所述有机体自身生成的分子所产生的促炎性反应是由归因于缺血和再灌注损伤的损害引起的。
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本发明涉及具有作为活性成分的式I的糖脂和药学上可接受的载体的药物组合物。糖脂的总的水溶性使得其与本领域技术人员已知的含水赋形剂和稀释剂一起用于药物组合物中成为可能，尤其是涉及液体制剂。当炎症起因于由缺血和再灌注损伤所造成的损害时，适当地配制成组合物的糖脂具有抗炎活性，因为所述糖脂抑制由缺血和再灌注的过程期间形成的分子比如ATP所诱导的促炎性反应。在与组织或器官的缺血事件相关的炎症中，式I的糖脂是特别有用的，如在心肌梗塞；冠状动脉疾病；心博停止；动脉粥样硬化；中风；脑、心脏、肾、肠、肝脏或肺的缺血；移植和MODS的病例中。优选地，所述炎症与组织或器官的缺血事件相关，更优选地在心肌梗塞、冠状动脉疾病、心博停止、动脉粥样硬化、中风、脑缺血、心脏缺血、肾缺血、肠缺血、肝脏缺血、肺缺血、移植、多器官功能障碍综合征中的炎症的治疗中。优选地，本发明涉及用以制备根据本发明的糖脂的方法，包括下面的步骤:a.提供至少一种蓝细菌的培养物；b.从培养物中提取糖脂；c.沉淀来自步骤(b)的糖脂；且d.纯化来自步骤(C)的提取并沉淀的糖脂。更优选地，本发明涉及一种方法，其中所述提取(b)包括微波处理的步骤和随后的与变性溶液混合的步骤，且所述纯化(d)包括从阴离子交换柱中洗脱和随后的通过具有30KDa的截断的过滤器的过滤。甚至更优选的是一种方法，其中步骤(b)中的这样的微波处理是在约750W下进行约1-2分钟，步骤(b)中的所述变性溶液包括基于极性质子有机溶剂的试剂、离液剂和非质子有机溶剂，且步骤(d)中的所述阴离子交换柱涉及碱性交换剂，且所述洗脱是用碳酸氢铵梯度进行的。优选地,所述至少一种蓝细菌的培养物包括颤藻Oscillatoria sp.(第1459/45号，藻类和原生动物的 CCAP 菌种保藏，SAMS Research Services Ltd., DunstaffnageMarine Laboratory, Dunbeg, Argyll, PA371QA, UK) 0根据本发明的程序的优选实施方式，所述程序涉及以下步骤:在达到稳定生长期后，沉淀蓝细菌培养物，例如通过离心分离(造粒)；在提取之前，可以冷冻干燥沉淀物(或底部物质或颗粒)。随后，冷冻干燥的蓝细菌:a)被再水化在包含25mM Tris-HCl pH7.5、脱氧胆酸盐(0.5% )和EDTA(5mM)的水溶液中，所述水溶液优选地是以每克干燥生物质构成20-50ml之间的体积。b)在750W下微波处理1-2分钟，以加速糖脂提取的过程；c)优选地在8000_10000Xg之间离心，以除去细胞碎片的颗粒且回收包含糖脂的
上清液；d)如上所述的，这样得到的提取物(上清液)与由变性试剂组成的适当体积的溶液，以约I体积的蓝细菌上清液、1-2体积的提取溶液(优选地约I体积)和约0.5-1体积的氯仿(或1-溴-3-氯丙烷)的比例混合，以得到较高纯度的糖脂，尤其有利于消除由光合色素和相关蛋白质组成的复合物，所述变性试剂例如如在Chomczynski P.和Mackey (BioTechniques, 1995,19:942-5)中所描述的,所述溶液优选地包括基于极性质子有机溶剂，优选苯酚；和离液剂(比如硫氰酸胍)例如Tri试剂(Sigma cat.N T3934)或类似的试剂，比如Trizol (Invitrogen);及非质子有机溶剂，比如例如氯仿或1_溴_3_氯丙烧;e)提取物在室温下孵育至少5分钟，更优选地持续至少10分钟且小于60分钟的时间；f)离心分离，优选地在约SOOOXg下，并收集含极性糖脂的上清液(水相)，其可以例如通过电泳和银染色或用Pr0-Q Emerald300染色来测量；g)通过加入盐例如醋酸钠(最终的5-20mM)或氯化镁(150mM)和约2体积的量的有机溶剂优选丙酮或乙醇，沉淀存在于水相中的糖脂，且在4°C下孵育至少2小时，优选地过夜；h)在上述条件下离心分离，回收颗粒且再悬浮在水中；i)通过强阴离子交换柱(碱性交换剂:季铵)，例如Q75X (Sartorius)且用碳酸氢铵梯度洗脱，收集用SOOmM碳酸氢铵洗脱的包含糖脂的部分；j)这样 得到的部分通过使用具有30KDa的截断的过滤器在水中反复洗涤，且回收高纯度的糖脂分子(由于它们具有大于30KDa的分子量，因此不能通过过滤器)，高纯度如通过例如通过Bradford法测量蛋白质污染物的存在和通过在260nm下的分光光度读数所测量的核酸污染物来评估的。不受任何理论的限制，由于在微波处理期间，变性剂和表面活性剂的组合的存在，程序允许蓝细菌细胞壁结构的松动且从而从这样的结构中提取亲水组分和大分子复合物，同时除去粗的细胞碎片(通过离心分离)。而且，对再水化在水溶液中的细胞使用微波极大地有助于且加速糖脂分子从细胞释放到溶液，增加产物的最终收率。与不用这个处理得到的样品相比，用微波处理得到的糖脂样品还具有较低量的包含葡萄糖的污染物细胞外多糖。事实上，用微波处理的样品中的葡萄糖含量(相对于总的糖组分)为5.4%，相比于在没有这个处理的样品中的> 10%，因此微波处理在产物的最终纯度中具有重要的作用。通过用有机溶剂和离液剂分配，纯化包含在这样得到的含水上清液中的糖脂。进行这个程序，以清除分配在酚醛树脂相中的光合色素和相关蛋白质。程序涉及后续通过离子交换柱及用碳酸氢铵梯度洗脱。将包含活性组分的洗脱液放置在具有30KDa的截断的过滤器中，离心且用水反复洗涤。消除低于截断限度的所有材料，同时只有糖脂保持在过滤器的上方。本发明的又一方面涉及可以通过本发明的方法得到的具有等于或高于30KDa的分子量的糖脂。根据本发明的方法得到的糖脂意外地具有高纯度，这样的纯度为至少90 %，优选地至少95%，且该糖脂能够使由有机体自身生成的分子所产生的促炎性反应失活，所述由有机体自身生成的分子所产生的促炎性反应是由归因于缺血和再灌注损伤的损害引起的。意外地，微波处理极大地有助于且加速糖脂分子从细胞释放到溶液，增加产物的最终收率。与不用这个处理得到的样品相比，通过包括微波处理的根据本发明的方法得到的糖脂样品还具有意想不到的较低量的包含葡萄糖的细胞外多糖污染物。事实上，用微波处理的样品中的葡萄糖含量(相对于总的糖组分)为5.4%，相比于在没有这个处理的样品中的> 10%，因此微波处理在产物的最终纯度中具有重要的作用。更优选地，通过本发明的方法得到的糖脂包括相对于总的糖组分(G)m(100% )的按重量计从30-60%的鼠李糖。 实施例实施例1从蓝细菌中制备式I的糖脂通过离心分离，从培养基BG11(蓝细菌BGll新制的水溶液Cat.N0.C3061，SigmaAldrich)中收集蓝细菌颤藻Oscillatoria sp.，CCAP库编号第1459/45号(2008年9月7日在藻类和原生动物菌种保藏中心制备的，苏格兰，英国)且冷冻干燥。随后，它们用以30ml每克(g)生物质的比例的、包含Tris-HCl pH7.5 (25mM)、脱氧胆酸盐(0.5% )和EDTA (5mM)的水溶液再水化，且在750W的微波中放置2分钟。然后悬浮液在9000 X g下离心20分钟且收集包含糖脂的上清液，并在室温下用I体积的离液剂溶液(TR1-试剂，Sigma)和1/2体积的氯仿孵育10分钟。在SOOOXg下离心分离10分钟后，收集含水上清液，然后在醋酸钠(IOmM)和2体积的丙酮的存在下，在4°C下孵育过夜。在8000 Xg下离心分离15分钟后，干燥包含糖脂的颗粒，然后再悬浮在水中。然后，通过阴离子交换色谱(Sartorius)且用碳酸氢铵梯度洗脱来进行活性成分的纯化。用SOOmM的碳酸氢铵洗脱糖脂，然后放置在具有30KDa分子量截断的过滤器上，并用MilliQ水洗涤，随后离心分离。通过水的添加从过滤器的上部回收产物，然后冻干。然后，将样品再悬浮在水或盐水中，用于随后的化学和生物测试。在25 V到27 V之间的温度下，在24小时期间，在以100 μ mol.光子m_2.sec-1强度的冷白光的存在下，在连续光下，蓝细菌可以在培养基中生长，培养基由例如BG-1l (Sigma-Aldrich, Cat N0.C3061)组成。实施例2通过气相色谱和质谱技术(GC-MS或气相色谱-质谱)进行糖脂的化学分析如实施例1所述地提取且纯化的糖脂的特征为以通过Bradford法可检测到的低蛋白质污染物(小于1% )和如通过分光光度计分析所检测到的小于3%氨基酸污染物。通过乙酰化的甲基糖苷和糖醇乙酸酯的GC-MS进行糖残基的定性和定量分析；同样地，通过GC-MS，通过色谱峰的保留时间和质谱碎片的分析，检测到作为甲酯的脂肪酸。方法:详细地，在80°C下，用甲醇和盐酸(HCllM/MeOH)处理一份样品(Img)，持续20小时，且随后干燥并用己烷萃取；己烷相包含作为甲酯的脂肪酸，同时甲醇相包含O-甲基糖苷。如下制备乙酰化的甲基-糖苷:在空气流下干燥甲醇相，且在100°C下用50μ I的吡啶和50 μ I的醋酸酐进行乙酰化，持续30分钟。干燥混合物，溶解在CHCl3中，用水萃取几次，以纯化样品，然后回收并干燥。
对于糖醇乙酸酯，在120°C下，用2M三氟乙酸处理一份相同的样品，持续I小时。干燥酸后，样品被溶解在水中，且用药刀尖端量的(a spatula tip of)硼氢化钠处理I小时。用醋酸破坏过量的氢化物且用甲醇和醋酸使溶液干燥几次。最后，如对乙酰化的甲基糖苷地进行乙酰化。通过GC-MS分析乙酰化的甲基糖苷和糖醇乙酸酯两者。可以在色谱图中查看乙酰化的甲基糖苷和糖醇乙酸酯的分析结果，其中每一个衍生化的单糖显示其自身的保留时间；每一种单糖的质谱特征与每一个峰相关。峰下面积与存在于混合物中的单糖的量成正比。糖醇乙酸酯的分析使得确认且完成一组(panel)所检测的单糖成为可能，具有提供每一种单糖的唯一信号的另外的益处。从三个独立样品的分析中，检测到下面的糖类(数据以平均值土标准偏差来表示):鼠李糖50.8±0.6%，半乳糖醛酸 13.5% ±2.4，木糖 3.7% ±0.5，甘露糖 10.5%±1，半乳糖11.1% ±0.8，葡萄糖5.4% ±2，葡萄糖胺4.3% ±0.7。为了使它们与甲基糖苷分开，通过GC-MS分析用盐酸和甲醇处理化合物且己烷萃取后得到的脂质，得到下面的脂肪酸组合物(数据表示三个独立样品的平均值土标准偏差):C18:055 % ±7.5 ;C16:0+C16: 30H34.9 % ±5.1 ;C15: 30H7.6 % ±4.1;C20:01.7% ±1.7对糖脂进行的元素分析表明存在碳41 %、氧48.5%、氢6.5%、氮4%。糖脂的分子量:pH梯度二维电泳及在 10% Bis-Tris Novex NuPAGE 凝胶(Invitrogen)中的分子量分离，之后用对极性糖脂结构比如LPS具有特异性的Pro-Q Emerald 300 (Invitrogen,Molecular Probes cat.P20495)进行染色，显示样品(5 μ g负载)作为具有稍微高于30KD的分子量的单一斑点和在酸性PH下的等电点迁移(图1)。糖脂可溶于水，溶液是澄清、无色、无气味、无味道的。煮沸5分钟后或在一个冻结-解冻循环之后，化合物是稳定的。实施例3:式I的糖脂对由人巨噬细胞的低氧处理所诱导的IL-8生成的抑制在缺血期间，组织经历由低氧浓度所造成的低氧应激。巨噬细胞在缺血区域中以与组织中的细胞坏死程度成正比地积累，且它们的活化与一系列的促炎性介质包括IL-8、IL-6、TNF-α的释放相关，促炎性介质在之后的再灌注阶段期间起到在损伤部位处募集多形核白细胞(polymorphonuclear)和单核细胞的作用，从而放大炎性反应。通过在低氧环境中直接孵育细胞，体外模拟低氧浓度对巨噬细胞活化的作用是可能的。巨噬细胞低氧处理24小时诱导IL-8释放到培养基中，而在式I的糖脂的存在下，IL-8的水平被显著抑制。用如实施例1所述地制备的式I的糖脂来体外研究对通过在低氧条件下孵育24小时的巨噬细胞的IL-8生成的影响。通过5x10_8M乙酸肉豆蘧佛波醇(PMA)处理48小时，之后在低氧处理之前，在没有其它刺激物的存在下孵育24小时，使THPl人单核细胞细胞系(T.0da 等，2006，Am J.Physiol.Cell Physiol.291:104-113)体外分化(在 96 孔培养板中，IxlO5个细胞/孔)。然后用或不用糖脂(20ug/ml)孵育细胞且在37°C下的5% C02中在常氧中(对照)放置或使用厌氧的AnaeroGen袋(0xoid，UK)在37°C下在低氧条件下放置，所述袋允许培养物在低于I %的氧浓度下孵育。24小时后收集上清液，用于IL-8浓度的定量评估。通过ELISA(Diaclone，人IL-8Cat.N0.851530001)评估IL-8，且结果表明在存在和缺少蓝细菌糖脂的两种情况下，在常氧条件下，IL-8的生成接近于O。低氧处理导致增加的IL-8水平，然而，如果式I的糖脂存在于培养物中，IL-8的水平被显著抑制(图2，数据表示3个试验的平均值土SD)。
因此证明，糖脂的处理在减少与缺血相关的整体促炎性反应方面是非常重要的。实施例4糖脂对在人巨噬细胞中由热休克蛋白(HSP) 70所诱导的IL-6和TNF-α促炎性细胞因子生成的抑制在浓度为20 μ g/ml的式I的糖脂的存在下或缺乏下，用10ug/ml重组体HSP70(Stressgen,低内毒素重组体蛋白质水平，cat.N0.ESP-555)刺激如上所述分化的THPl人巨噬细胞系。在37°C下在5% CO2中，使培养物孵育18小时，然后收集上清液以评估 IL-6 和 TNF-α 的浓度(图 3A，图 3B)。通过 ELISA 测试(Diaclone,人 IL-6 Cat.N0.851，520，005，人TNF-α cat.N0.851570005)分析细胞因子。如图3A所示的，结果(平均值土SD)表明式I的糖脂抑制IL-6的生成，且如图3B所示的，抑制TNF-α的生成。实施例5式I的糖脂的体内耐受剂暈的评估在继续在体内心脏Ι/R损伤中进行试验之前，进行预实验，以评估式I的糖脂的无毒性范围且以排除注射的溶液的任何可能的降压作用。通过以在盐水中的高至75mg/kg的剂量静脉注射化合物，在大鼠中进行这些试验。结果表明75mg/kg的剂量是完全没有毒性的、良好耐受的，且对循环系统没有降压作用。
实施例6在患有由冠状动脉结扎之后通过再灌注(Ι/R)所造成的急性心肌梗寒的小鼠中对式I的糖脂的体内抗炎活性的评估在C57BL/6小鼠中进行急性心肌梗塞的诱导，如M.Salio等，Circulation,117: 1055-1064，2008所描述的。将动物分成两个组:对照组；在Ι/R前30分钟，以IOmg/kg的剂量腹膜内施用溶解在PBS中的式I的糖脂，之后再灌注时以5mg/kg的剂量静脉施用溶解在PBS中的式I的糖脂来治疗的组。以相同的方式，仅用PBS来处理对照组。麻醉动物(Sigma Aldrich,阿佛丁, 250mg/kg,腹膜内)，然后插入22G套管且通风，保持体温恒定在37±2°C。然后，在第四个肋间隙的位置进行胸廓切开术，以暴露心脏，围绕动脉用缝线暂时关闭冠状动脉左前降支，以产生闭塞。缺血45分钟后，除去止血带。然后，减少气胸且允许动物恢复。用丁丙诺啡(0.lmg/kg sc ql2小时，每天)进行术后止痛，且在术后施用氨节青霉素(150mg/kg)。在缺血诱导24小时后,处死小鼠。为了测量梗塞面积，将伊文思蓝染料(evans blue dye)注入下腔静脉，且使左心室和右心室分开。然后，将左心室横向切成Imm厚的切片，切片在包含氯化四唑(TTC，SigmaAldrich)的溶液(PBS)中孵育(在37°C下，持续20分钟)，然后转移到4%福尔马林中，且在图像分析(分析成像站，版本3.0,成像研究,St.Catherine' s,0N Canada)之前孵育过夜。预先经历缺血的非梗塞区域(风险区域，AAR)呈现红色，而梗塞组织(I)呈现白色。风险区域的范围在对照动物和用式I的糖脂治疗的动物中是相当的。结果表明，与对照相比(图4)，用式I的糖脂进行治疗显著减少了风险区域(I/AAR)内的梗塞面积，具有25%的平均下降(试验是用10只对照动物和10 只用式I的糖脂治疗的动物来完成的)。
权利要求
1.一种通式⑴的糖脂: (G)m-(OCOR)n (I) 其中， (G)m:是总的糖部分； (OCOR) n:是总的脂质部分； G是糖； R是包含从12到24个碳原子的线型烃链； m是从50到150的整数；且 η是从2到5的整数； 其中G包括至少一个鼠李糖单元。
2.根据权利要求1所述的糖脂，其中G包括选自由半乳糖醛酸、甘露糖、半乳糖、葡萄糖、葡萄糖胺、木糖及其组合组成的组的至少一种糖单元。
3.根据权利要求1所述的糖脂，其中(G)m包括相对于所述总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man),按重量计从8到14%的半乳糖(Gal),按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的糖脂，其中R是包括18个碳原子的线型烃链[C18]。
5.根据权利要求4所述的糖脂，其中(0C0[C18])n为相对于所述总的脂质部分(OCOR) (100% )的按重量计45到65%。
6.根据权利要求4所述的糖脂，其中R是包括16个碳原子的线型烃链[C16]。
7.根据权利要求6所述的糖脂，其中(0C0[C16])n为相对于所述总的脂质部分(OCOR) (100% )的按重量计20到45%。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的糖脂，其中当R为包括14、15、17、19或20个碳原子的线型烃链[Cs]时，(0C0[Cs])n为相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计O到15%。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的糖脂，其具有等于或高于30kDa的分子量。
10.根据权利要求1所述的糖脂，其中: -所述糖脂的分子量等于或高于30kDa ； -(G)m包括相对于所述总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man)，按重量计从8到14%的半乳糖(Gal)，按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)； -η是2且至少一个R是相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计45到65%的量的[C18]和/或是相对于所述总的脂质部分(OCOR)n(100% )的按重量计20到45%的量的[C16]，且R是相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100%)的按重量计O到15%的量的[C ^ ]。
11.根据权利 要求1所述的糖脂，其中: -所述糖脂的分子量等于或高于30kDa ；-(G)m包括相对于所述总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man)，按重量计从8到14%的半乳糖(Gal)，按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)； -η是3且至少一 个R是相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计45到65%的量的[C18]和/或是相对于所述总的脂质部分(OCOR)n(100% )的按重量计20到45%的量的[C16]，且R是相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100%)的按重量计O到15%的量的[C ∑ ]。
12.根据权利要求1所述的糖脂，其中: -所述糖脂的分子量等于或高于30kDa ； -(G)m包括相对于所述总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从48到54%的鼠李糖(Rha)，按重量计从10到18%的半乳糖醛酸(GalA)，按重量计从8到14%的甘露糖(Man)，按重量计从8到14%的半乳糖(Gal)，按重量计从2到9%的葡萄糖(Glc)，按重量计从2到6%的葡萄糖胺(GLcN)，按重量计从2到6%的木糖(Xyl)； -η是3、4或5，且至少一个R是相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100%)的按重量计45到65%的量的[C18]和/或是相对于所述总的脂质部分(0C0R)n(100% )的按重量计20到45%的量的[C16]，且R是相对于所述总的脂质部分(OCOR)n(100%)的按重量计O到15%的量的[Cs]。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的糖脂，其用作药物。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的糖脂，其用作抗炎剂。
15.根据权利要求14所述的糖脂，其用于治疗与缺血和再灌注相关的炎症。
16.根据权利要求15所述的糖脂，其中所述炎症与组织缺血和器官缺血相关。
17.根据权利要求14所述的糖脂，其用于治疗在心肌梗塞、冠心病、心里衰竭、动脉粥样硬化、脑缺血、心脏缺血、肾缺血、肠缺血、肝缺血、肺缺血、移植和多器官功能障碍综合征中的炎症。
18.制备根据权利要求1-12中任一项所述的糖脂的方法，包括下面的步骤: a.提供至少一种蓝细菌的培养物； b.从所述培养物中提取糖脂； c.沉淀来自步骤(b)的糖脂；且 d.纯化来自步骤(C)的提取并沉淀的糖脂。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述提取(b)包括微波处理的步骤和相继的与变性溶液混合的步骤，且所述纯化(d)包括从阴离子交换柱中洗脱和相继的通过具有30KDa的截断的过滤器的过滤。
20.根据权利要求19所述的方法，其中步骤(b)的所述微波处理是在约750W下进行约1-2分钟，步骤(b)的所述变性溶液包括基于有机极性质子溶剂的试剂、离液剂及非质子有机溶剂，且步骤(d)的所述阴离子交换柱具有碱性交换剂且所述洗脱是用碳酸氢铵梯度进行的。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的方法，其中所述至少一种蓝细菌的培养物包括颤藻 Oscillatoria sp.(N。1459/45, CCAP)。
22.—种糖脂，其通过根据权利要求18-21中任一项所述的方法得到且具有等于或高于30kDa的分子量。
23.根据权利要求22所述的糖脂，其包括相对于所述总的糖部分(G)m(100%)的按重量计从30到60 %的鼠 李糖。
全文摘要
本发明涉及具有抗炎活性的以鼠李糖的存在为特征的高分子量糖脂，所述抗炎活性尤其是在由缺血和再灌注所引发的炎症中。本发明的另一方面是用于从蓝细菌中制备所述糖脂的方法。
文档编号A61K35/00GK103180346SQ201180038182
公开日2013年6月26日 申请日期2011年8月2日 优先权日2010年8月4日
发明者莫妮卡·莫尔泰尼 申请人:布鲁格林生物技术有限责任公司