阅读说明：本技术 甜菜碱在制备肺血管舒张剂中的用途 (Use of betaine in preparation of pulmonary vasodilator ) 是由 周茹 王佳玲 郝银菊 徐清斌 张鹏 常智 裴延敏 余洋 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：甜菜碱在制备肺血管舒张剂中的用途。本申请提供了治疗肺动脉高压的药物组合物,其包含作为有效成分的甜菜碱；本发明还公开了甜菜碱其衍生物在制备肺血管舒张剂中的用途。向预收缩的大鼠离体肺动脉血管环施用甜菜碱通过内向整流钾通道实现了显著地舒张作用。(Use of betaine in the preparation of a pulmonary vasodilator. The present application provides a pharmaceutical composition for treating pulmonary hypertension, comprising betaine as an effective ingredient; the invention also discloses application of the betaine derivative in preparing a pulmonary vasodilator. The administration of betaine to the isolated pulmonary arterial vascular ring of pre-contracted rats achieved significant relaxation via inward rectifier potassium channels.)

甜菜碱在制备肺血管舒张剂中的用途

一技术领域

本申请属于心血管疾病治疗和天然提取物领域，具体地，本申请提供了甜菜碱及其衍生物在制备肺血管舒张剂中的用途，舒张缺氧性大鼠离体肺动脉血管环的用途，以及相应药物组合物。

二背景技术

肺动脉高压是指肺动脉压力高过一定界限的病理生理状态，其具体类型包括动脉性肺动脉高压、左心疾病肺动脉高压、缺氧肺动脉高压、血栓肺动脉高压等独立疾病或其他疾病的并发症。不同于以交感神经系统活性亢进、肾性水钠潴留、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)激活等为主要发病机制、以体循环动脉血压增高、总外周血管收缩为主要特征的高血压，低氧性肺动脉高压是机体对低氧环境的一种生理反射机制，也是肺组织特有的生理现象。为保证机体进行有效的气体交换，肺组织必须保证血液中一定的含氧量。在局部肺泡缺氧的情况下，低氧直接影响肺动脉平滑肌细胞细胞膜电生理、调节肺动脉平滑肌细胞代谢及兴奋-收缩偶联反应，直接导致肺动脉血管收缩；低氧还会损伤肺动脉内皮细胞，使得内皮分泌的血管舒缩因子失衡，这些因子通过影响肺动脉平滑肌细胞间接地导致肺动脉血管收缩。若这一现象长期持续，则会引发肺动脉高压，对机体造成严重伤害。肺动脉的治疗手段除接入治疗和手术治疗外，还可以使用钙离子拮抗剂、前列环素、内皮受体阻滞剂、抗凝剂、吸入NO等，这些药物在效果和肝毒性等副作用上均有不足，因此本领域中有开发新型肺血管舒张剂的需求。

舒张血管的药物主要分为两类，内皮依赖性和非内皮依赖性。其中，非内皮依赖性药物作用机制主要与K⁺通道有关。K⁺通道对于维持膜电位以及调节细胞内游离钙离子Ca²⁺浓度来说十分重要，如果抑制K⁺通道则会使K⁺外流减少，细胞内K⁺聚集，就会使膜电位上升而造成细胞膜发生去极化反应，使得Ca²⁺通道被活化，胞浆内Ca²⁺水平升高，从而引发血管收缩。

甜菜碱是从宁夏特色药材枸杞中提取出的最重要的生物碱之一，物化性质稳定，具有抗炎，抗纤维化和抗氧化等药理作用。甜菜碱对人体心血管类、神经类、肝脏类和高半胱氨酸尿症等疾病也有一定的治疗作用，国内外学者研究表明，甜菜碱对心肺血管系统的作用为突出，具有抗动脉粥样硬化，降压等作用。但甜菜碱是否对离体肺动脉血管环具有舒张作用，其作用机制如何，目前尚未阐明，

三

发明内容

发明人采用离体血管体外实验的方法,观察了甜菜碱对预收缩的大鼠离体肺动脉血管环的影响,并初步探讨了其的作用机制与内皮机制、受体操作性钙通道和内向整流钾通道是否有关。确定了甜菜碱对肺动脉的显著舒张作用，为新型肺动脉舒张剂提供了一类新的选择。

一方面，甜菜碱或其衍生物在制备血管舒张剂中的用途。

进一步地，其中血管舒张剂为肺血管舒张剂。

进一步地，制备所使用的化合物为甜菜碱：

进一步地，血管舒张剂用于治疗肺动脉高压。

进一步地，甜菜碱或其衍生物通过内向整流钾通道起作用。

进一步地，血管舒张剂为注射剂型。

另一方面，本申请提供了甜菜碱或其衍生物舒张缺氧性大鼠离体肺动脉血管环的用途。

进一步地，制备所使用的化合物为甜菜碱：

进一步地，甜菜碱的作用于肺动脉血管环的最终应用浓度为10mmol/L-60mmol/L。

另一方面，本申请提供了一种治疗肺动脉高压的药物，其包含作为有效成分的甜菜碱。

本发明中的肺动脉高压包括各种起因的肺动脉高压，包括但不限于：动脉性肺动脉高压、左心疾病肺动脉高压、缺氧肺动脉高压、血栓肺动脉高压、肺部疾病肺动脉高压、不明原因肺动脉高压等。

除上面所列注射剂型外，甜菜碱可以被制备入各种临床上可接受的口服和肠胃外给药剂型，包括但不限于片剂、胶囊剂、口服液、注射剂、透皮给药制剂等。

根据剂型的需要和药剂学常识，所制备的包含甜菜碱的制剂中可以包含各种药学可接受的辅料，包括但不限于包衣材料、溶剂、增溶剂、粘合剂、稳定剂、抗氧化剂、pH调节剂、矫味剂等。

本发明所制备的包含甜菜碱的制剂可以包含以下治疗肺动脉高压的药物或者与以下治疗肺动脉高压的药物共同使用，包括但不限于钙离子拮抗剂、前列环素、内皮受体阻滞剂、抗凝剂、吸入NO，如波生坦、安立生等，并且可以与各种介入和手术治疗联用，球囊房间隔造口术、血栓内膜剥落术、肺移植术等。

三附图说明

图1：甜菜碱对肺动脉血管环的影响；

图2：甜菜碱对NE预收缩脉动脉血管环的影响；

图3：L-NAME对甜菜碱舒张肺动脉血管环的影响；

图4：INDO对甜菜碱舒张肺动脉血管环的影响；

图5：BaCl₂对甜菜碱舒张肺动脉血管环的影响；

图6：4-AP对甜菜碱舒张肺动脉血管环的影响；

图7：glibenclamide对甜菜碱舒张肺动脉血管环的影响。

四

具体实施方式

下面结合具体实施例详述本发明，但本发明的保护范围不局限于以下实施例。

实验材料

动物：健康SD大鼠，雄性，体重(200～330)g，由宁夏医科大学实验动物中心提供，编号：SXCK(宁)2015-0001。

药品、试剂和仪器：甜菜碱(SIGMA公司，CAS:107-43-7)；化乙酰胆碱(Ach,北京索莱宝科技有限公司，CAS:60-31-1)；重酒石酸去甲肾上腺素(NE,远大医药中国有限公司，国药准字:H42021301)；碳酸氢钠、葡萄糖、结晶氯化钙、无水硫酸镁、氯化钠(天津市大茂化学试剂厂，许可证号:XK 13-011-00027)；氯化钾(杭州民生制药有限公司，批准文号:国药准字H33021574)；离体血管环灌流装置、LE 13206型恒温调节器、四腔离体组织灌流系统、Power Lab Syste 8/30电生理信号采集记录仪(ADInstruments公司)；镊子、眼科剪、止血钳、剪刀、显微剪、显微外科镊、烧杯、平皿、使用特细针灸针将其尖端折成挂钩状制备的金属挂钩、金属细线(常规型号)。

克氏Krebs-Senseleit(K-H)营养液的配制：首先用1000ml的量筒量取1000ml的蒸馏水，然后用天平分别秤取NaCl、KCl、CaCl₂、NaHCO₃、KH₂PO₄、MgSO₄、Glu倒入烧杯中加入1000ml蒸馏水以搅拌棒搅拌均匀，使上述药物完全溶解，最后装入预先准备的试剂瓶中置于4摄氏度冰箱中保存备用。

实施例1离体大鼠肺动脉血管环的制备

取雄性清洁级SD雄性大鼠制备血管环，体重为220～320g,待大鼠麻醉后迅速打开胸腔将气管主干、左肺上叶和心脏一起取出置于37℃饱和的Krebs液的培养皿中，漂净血液，解剖显微镜下，用显微剪及镊子沿右心室找到肺动脉主干，顺着肺动脉主干向肺内轻柔分离周围***和肺泡组织此过程中一直通入95％O₂+5％CO₂混合气体。操作中注意切勿用力牵拉，以免损伤血管活性。充分暴露左肺上叶肺动脉及其分支后，将左肺上叶肺动脉二级～三级分支(直径约1～1.5mm)截成长约3mm的血管环2～4根备用，保证来自同一大鼠的有血管活性的肺小动脉环2根以上。

肺动脉血管环的挂环：将两根30μm的铜丝穿入已剥离干净的肺动脉环，打结成金属环，一个金属环穿于特制的金属挂钩上，金属挂钩固定于压力传感器下端的金属杆上，另一个金属线穿过棉线打结，把棉线另一端打结挂于压力传感器上，最后将悬挂好的血管环放置于浴槽中持续通入混合常氧气体(95％O₂+5％CO₂)，并调节环张力负荷1g。浴槽温度恒定在37摄氏度，实验前每隔15min换一次Krebs液，平衡30min。

肺动脉环功能，内皮功能评价：为检测肺动脉血管环在离体状态下对血管活性物质的反应性，用10^-6mol·L^-1NE预收缩血管环，待张力稳定后加入10^-5mol·L^-1ACh，若血管舒张达80％以上，可认为内皮完整。若血管舒张小于5％，可认为去内皮。

实施例2肺动脉血管环舒张实验和肺动脉血管环机制实验

将血管环分组有氧+生理盐水，缺氧+生理盐水组，缺氧+甜菜碱组，机制药组：用机制药(亚硝基左旋精氨酸甲酯、1H-[1,2,4]恶二唑[4,3-a]喹喔啉-1-酮、4-氨基吡啶、四乙基铵、格列本脲、氯化钡、育亨宾和吲哚美辛)预孵育正常对照组和模型组动脉环30min后，加入高剂量甜菜碱。缺氧组将混合常氧气体(95％O₂+5％CO₂)换为浴槽中持续通入缺氧气体(95％N₂+5％CO₂)。用0.1μmol·L-1Ne预收缩血管环，待稳定10min～20min待血管收缩达稳定后采用累积加药法向浴槽中加入甜菜碱或生理盐水,观察甜菜碱或生理盐水对Ne预收缩血管环的舒张作用。血管环的舒张作用实验结束后，用Krebs液连续冲洗三次，恢复到基础状态，稳定10min后，再开始下一轮实验。

在离体肺动脉血管环中，采用NO合酶抑制剂左旋硝基精氨酸甲脂(L-NAME，0.1mmol·L^-1)、环氧合酶抑制剂吲哚美辛(Indo，10μmol·L^-1)、KATP通道抑制药格列苯脲(Gli，10μmol·L^-1)、KCa通道抑制药四乙胺(TEA，10mmol·L^-1)、KIR通道抑制药氯化钡(BaCl₂，1mmol·L^-1)、KV通道抑药4-氨基吡啶(4-AP，1mmol·L^-1)、血红素氧合霉抑制剂锌原卟啉ZX(Znpp IX 10μmol·L^-1)、内向整流钾通道抑制剂氯化钡(BaCl₂，100μmol·L^-1)对甜菜碱舒张肺动脉血管环作用的机制研究。

实验结果

实验数据以均数±标准差表示，应用SPSS18.0统计软件对数据进行分析。两组间比较采用t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

图1显示甜菜碱在10mmol/L～60mmol/L浓度范围内对肺动脉血管环具有直接舒张作用，与对照组相比具有极显著的差异(p<0.01)。

图2显示甜菜碱在10mmol/L～60mmol/L浓度范围内对NE预收缩的肺动脉血管环具有舒张作用，与对照组相比具有显著的差异(p<0.05)。

图3和图4显示经一氧化氮合酶抑制剂L-NAME孵育的肺动脉血管环与对照组相比无显著差异(p>0.05)，经环氧合酶抑制剂INDO孵育的肺动脉血管环与对照组相比无显著差异。

图5-图7显示经内向整流钾通道阻滞剂BaCl₂孵育的肺动脉血管环与对照组相比有显著差异(p<0.05)；电压依赖性钾通道阻滞剂4-AP孵育的肺动脉血管环与对照组相比有显著差异(p<0.05)；ATP敏感钾通道阻滞剂Glibenclamide孵育的肺动脉血管环与对照组相比无显著差异(p>0.05)。

以上结果表明甜菜碱对肺动脉血管有明显的舒张作用，这种舒张作用与机制与内向整流钾通道(Kir)有关。