帕金森病目前被认为是一种不可治愈的致残性疾病。在中国大陆,目前有超过200万帕金森病人,且以每年10万的新患病人数增加。帕金森病近年来还呈现出年轻化的趋势,三四十岁的患者逐渐增加。由于帕金森病是一种不可治愈的致残性疾病,患者生活不能自理,患者处于痛苦阶段,生活和生命质量都非常差,其危害性仅次于肿瘤,心脑血管疾病。目前,还没有针对帕金森病的治疗药物,因此,开发用于治疗帕金森病一直以来都是一个重要的目标。多巴胺(da)是脑内一种重要的神经递质。多巴胺通过不同亚型多巴胺受体调控运动功能、认知活动,与各种生理、病理过程有关。帕金森病的防治都与da系统密切相关。阿尔维德·卡尔森(arvidcarlsson),保罗·格林加德(paulgreengard)和埃里克·坎德尔(erickandel)发现多巴胺小分子作为信号转导以及调控运动功能、认知活动等生理、病理过程获得了2000年若贝尔医学奖。他们的研究结果可以揭示帕金森病症基本起因,是由于病人的脑部缺乏多巴胺,认识到多巴胺在脑部中起到的重要作用,意味着可以通过药物进行有效的治疗。帕金森病不可治愈性与病理被认为是中脑黑质多巴胺能神经元不可逆的进行性凋亡密切相关,因为凋亡的神经元细胞无法被修复。通过大量的基础研究和动物实验,我们提出帕金森病另外一种发病机制是神经系统多巴胺功能分子通道被纤维蛋白堵塞,危险因素是高含量的纤维蛋白。根据新机制,神经元细胞总是可以分为凋亡、变性但还未凋亡和正常细胞。神经元细胞凋亡(例如脑萎缩)确实能引起帕金森病,但是对于变性细胞和正常细胞,由于被堵塞的功能通道可以被疏通,高水平的纤维蛋白含量可以被降低,减少的多巴胺可以通过治疗和康复以及外源补充方式得到恢复和提高,所以基于发病新机制,帕金森病将期望能被控制和治愈。新旧帕金森病病理是相互包容、相互补充的,当然,相互不冲突,相互不否定,现有病理强调细胞凋亡的属性,新病理则强调未凋亡细胞的性质和功能。所以,通过疏通神经系统被堵塞的多巴胺功能分子通道,可以实现治疗治愈帕金森病。
背景技术:
目前,缓解帕金森病的主要药物还是1968年发现的左旋多巴(商品药名:美多芭),吸入的左旋多巴百分之一的量,透过血脑屏障进入细胞,然后在细胞内脱羧酶的脱羧作用生成多巴胺分子,提高细胞内中多巴胺含量来缓解帕金森病情。这种采用外源方法增加多巴胺含量的药物,在细胞内会抑制细胞本身生成多巴胺的能力,继而抑制了细胞的活性,使得药效稳定期很短;在细胞外有99%的左旋多巴在细胞外的脱羧酶作用下生成大量不可控制的多巴胺分子,造成很大的毒性和副作用,加重病人的痛苦。在外科治疗方面,采用脑起搏器,又称脑深部电刺激术,主要通过手术植入大脑中的电极,发放电脉冲电刺激相关神经核团,从而达到调节异常神经的目的,缓解帕金森病的三个主要症状:震颤、僵直和运动迟缓,如改善起步和翻身困难等。为了达到刺激治疗效果,需要打开患者大脑单侧或双侧脑壳,需要沉重的设备费和手术费,在大脑里放进外来异物电极,给患者不仅带来了沉重的经济负担,而且还带来了很大现实和潜在的危险,即使有缓解病情作用也是短暂的和不稳定的。
技术实现要素:
许多研究表明帕金森病病因是中枢神经系统多巴胺的缺少。我们的研究则表明神经系统内功能多巴胺缺少主要源于神经细胞间多巴胺功能分子通道的堵塞。在神经细胞里生产的多巴胺,要通过多巴胺功能分子通道,穿过细胞发挥其功能作用,成为功能多巴胺,才成为一种重要的神经递质。但是,在神经细胞与神经细胞之间存在间隙,就像两道山崖中的一道缝,多巴胺分子通过神经细胞膜上突出的小山崖名叫突触synapse,跳过这道缝传递过去。突触主体成分就是各种类型的多巴胺受体,我们的研究发现在多巴胺受体蛋白结构中存在着多巴胺分子通道,并且建立了多巴胺分子通道理论。根据多巴胺分子通道观点,我们可以透视帕金森病主要病理是:多巴胺功能分子通道的堵塞。在人脑组织细胞中,通常情况下不缺少多巴胺,也不缺少储存多巴胺的受体和空间,所以多巴胺是否能通过多巴胺功能分子通道发挥功能作用是造成帕金森病的关键。因为只有通过多巴胺功能分子通道发挥功能作用的多巴胺才能成为“功能多巴胺”,功能多巴胺才起着神经递质的作用,功能多巴胺缺少造成控制运动能力减弱而引起帕金森病,功能多巴胺缺少程度决定着帕金森病的病情程度。因此,尽管帕金森病不同阶段,不同病人个体的病症和病情千变万化,但是从帕金森病病理上来看,主要原因就是多巴胺功能分子通道的堵塞,造成帕金森疾病,使具有四个标准的病状特征:(1)静止性震颤、(2)肌肉僵直、(3)运动迟缓、(4)步态异常和姿势不稳。只要能把堵塞的多巴胺功能分子通道打通,从病理上来看,是能够治愈帕金森病。我们通过基础研究发现了一种生物碱具有定向沿着多巴胺功能分子通道运动的特性,因此发明了利用该生物碱特性用于疏通生物体内多巴胺功能通道治疗帕金森病的技术。生物测定实验证明:该生物碱确实具有沿着功能通道运动的性质,并且进一步通过老鼠动物实验证实该生物碱具有疏通被堵塞的多巴胺功能通道的能力,具有治疗帕金森病的效果。目前,该生物碱尚无此类作用的报道,即该生物碱没有用于治疗和控制帕金森病。
附图说明
图1是生物实验测定伪麻黄素分子在多巴胺分子通道上自由能变化结果。图中的结果显示该分子在功能通道上的自由能变化为109.3kj.mol-1,远小于在多巴胺保护通道自由能变化为169.5kj.mol-1,或者189.8kj.mol-1。因此,从自由能数据上说明伪麻黄素分子具有选着性在功能通道上运动的性质,伪麻黄素分子能够疏通被堵塞的多巴胺功能通道,使得多巴胺分子能够通过功能通道,发挥功能作用,从而达到治疗和控制帕金森病症的效果。图中,y轴方向,是分子从细胞里向细胞外运动方向,称之为多巴胺功能通道。图中,x和z轴方向,是分子从多巴胺受体内部结构运动到达细胞膜中间膜层方向,称之为多巴胺保护分子通道。图中的测定实验证明伪麻黄素分子能够疏通被堵塞的多巴胺功能通道,具有治疗帕金森病的效果。
5、具体实施方式
1)萃取线路:麻黄草碾压,用热水浸渍,浸渍液经熬煮成膏,加石灰碱化,使麻黄碱游离,用甲苯萃取,用盐酸水溶液反萃,浓溶液经脱色,结晶,分离,得合格复合产品。
2)手性拆分:萃取麻黄碱实际上是伪麻黄碱和麻黄碱的复合产品物。用草酸溶液分离伪麻黄碱和麻黄碱,草酸伪麻黄碱易溶于水,不溶的是草酸麻黄碱化合物。本申请的生物碱是伪麻黄碱或称为伪麻黄素。
3)生物测定实验:采用1-棕榈酰-2-油酰-卵磷脂(popc)原料组成磷脂双层膜,小鼠多巴胺d3受体从上海信裕生物科技有限公司购买,建立d3受体-popc双层膜测定体系,通过玻璃电极分别测定双层膜中间,双层膜里外氢离子浓度和梯度,测定伪麻黄素通过多巴胺分子通道过程的自由能变化(proc.natl.acad.sci.1980,77(4),2038)。测定结果显示在附图1中。这是一种经典的测定方法,具有可靠性,也与其它测定方法所取得的结果相似。生物测定实验证明本申请药物分子伪麻黄素能够疏通多巴胺功能分子通道。
4)老鼠动物试验,一共有四类试验。
(1)氟哌啶醇和药物老鼠动物实验:氟哌啶醇(sigma公司)溶于生理盐水,配置成4mg/ml的储备液,使用前稀释成1mg/ml的工作稀释液。药物也是配置成4mg/ml的储备液,用5%葡萄糖水配制,使用前稀释成1mg/ml的药物液。昆明种小白鼠40只(20±2g),购置于昆明医科大学动物中心,分成两组,一组是对照组20只,每天每只鼠灌胃0.5ml氟哌啶醇稀释液,半小时后加灌胃0.3ml5%葡萄糖水,另外一组是实验组20只小白鼠,每天每只鼠灌胃0.5ml氟哌啶醇稀释液,半小时后加灌胃0.3ml药物液。连续每天试验15天,每天相同试验步骤。实验结果是:实验组20只小鼠没有帕金森病症出现,小鼠健康活泼;对照组20只小鼠,相继出现帕金森症,相继死亡。文献报道氟哌啶醇作用在多巴胺受体系统,起到阻断多巴胺功能作用,是多巴胺第二受体阻断试剂。在开展氟哌啶醇和药物老鼠动物实验之前,我们采用了昆明种小白鼠20只,根据小白鼠个体差异,使用合适量氟哌啶醇灌胃,通过堵塞白鼠的神经系统多巴胺功能分子通道,使得这20只小白鼠都能成为帕金森病鼠,符合四个标准的帕金森病状特征:(1)静止性震颤、(2)肌肉僵直、(3)运动迟缓、(4)步态异常和姿势不稳。
该实验证明,伪麻黄素作用在多巴胺系统,能够疏通堵塞的多巴胺功能分子通道,能够起到治疗帕金森病症的显著效果。
(2)氯氮平和药物老鼠动物实验:氯氮平(上海浩然生物技术有限公司)溶于生理盐水,配置成4mg/ml的储备液,使用前稀释成1mg/ml的工作稀释液。药物也是配置成4mg/ml的储备液,用5%葡萄糖水配制,使用前稀释成1mg/ml的新药物液。昆明种小白鼠40只(20±2g),分成两组,一组是对照组20只,每天每只鼠灌胃0.5ml氯氮平稀释液,半小时后加灌胃0.3ml5%葡萄糖水,另外一组是实验组20只小白鼠,每天每只鼠灌胃0.5ml氯氮平稀释液,半小时后加灌胃0.3ml药物液。隔天连续试验15天,每次相同试验步骤。实验结果是:实验组20只小鼠没有帕金森症出现,小鼠健康活泼;对照组20只小鼠,相继出现帕金森症,相继死亡。文献报道氯氮平也是作用在多巴胺受体系统,起到阻断多巴胺功能作用,是多巴胺第四受体的阻断试剂。在开展氯氮平和药物老鼠动物实验之前,我们采用了昆明种小白鼠20只,根据小白鼠个体差异,使用合适量氯氮平药物灌胃,通过堵塞白鼠的神经系统多巴胺功能分子通道,使得这20只小白鼠都能成为帕金森病鼠。帕金森病鼠符合四个标准的帕金森病状特征:(1)静止性震颤、(2)肌肉僵直、(3)运动迟缓、(4)步态异常和姿势不稳。
该实验也是证明,伪麻黄素作用在多巴胺系统,能够疏通堵塞的多巴胺功能分子通道,能够起到治疗帕金森病症的显著效果。
(3)氯丙嗪和药物老鼠动物实验:盐酸氯丙嗪(sigma-aldrich公司)溶于生理盐水,配置成4mg/ml的储备液,使用前稀释成1mg/ml的工作稀释液。药物也是配置成4mg/ml的储备液,用5%葡萄糖水配制,使用前稀释成1mg/ml的新药物液。昆明种小白鼠40只(20±2g),分成两组,一组是对照组20只,每天每只鼠灌胃0.5ml氯丙嗪稀释液,半小时后加灌胃0.3ml5%葡萄糖水,另外一组是实验组20只小白鼠,每天每只鼠灌胃0.5ml氯丙嗪稀释液,半小时后加灌胃0.3ml药物液。连续每天试验15天,每次相同试验步骤。实验结果是:实验组20只小鼠没有帕金森症出现,但是相继死亡;对照组20只小鼠,也没有帕金森症出现,但是也是相继死亡。文献报道氯丙嗪是作用在5-羟色胺系统等非多巴胺系统。在开展氯氮平和药物老鼠动物实验之前,我们采用了昆明种小白鼠20只,根据小白鼠个体差异,使用合适量氯丙嗪药物灌胃,但是都不能使得这20只小白鼠成为帕金森病症鼠,即使这20只小白鼠,由于增加氯丙嗪灌胃的量,都死亡了,也无法成为帕金森病鼠。该试验证明氯丙嗪不是作用在多巴胺受体系统,不能使小白鼠产生帕金森病症。因为氯丙嗪不是作用在多巴胺受体系统,所以药物试验组和对照组老鼠都没有出现帕金森病症,并且相继死亡。
该实验证明伪麻黄素不作用在非多巴胺受体系统(只是作用在多巴胺受体系统),对氯丙嗪产生的影响不能产生影响。
(4)氟哌啶醇和美多芭老鼠动物实验:氟哌啶醇(sigma公司)溶于生理盐水,配置成4mg/ml的储备液,使用前稀释成1mg/ml的工作液。美多芭(上海罗氏制药有限公司,购置于健之佳药店)用5%葡萄糖水配制配置成10mg/ml的美多芭液。昆明种小白鼠40只(20±2g),分成两组,一组是对照组20只,每天每只鼠灌胃0.5ml氟哌啶醇稀释液,半小时后加灌胃0.3ml5%葡萄糖水,另外一组是实验组20只小白鼠,每天每只鼠灌胃0.5ml氟哌啶醇稀释液,半小时后加灌胃0.3ml美多芭液。连续每天试验15天,每天相同试验步骤。实验结果是:实验组20只小鼠出现帕金森症,并且相继死亡;对照组20只小鼠,也是相继出现帕金森症,也是相继死亡。
该实验证明,美多芭不能疏通堵塞的多巴胺功能分子通道,因此治疗帕金森病症只是轻度缓解的效果。