一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物
阅读说明：本技术 一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物 (Pharmaceutical composition for inhibiting myocardial fibrosis ) 是由 占贞贞 汪波 刘星光 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物,属于生物医药技术领域。因为阿卡替尼具有较高的激酶选择性和较好的安全性,并且在病理状态下,心肌成纤维细胞中的BTK可以直接结合并磷酸化TGF-β受体I(TβRI),进而促进下游SMAD经典及MAPK非经典纤维化信号通路的活化。Acalabrutinib可靶向抑制BTK的磷酸化及活化、降低病理状态下纤维化信号通路的活化,进而阻止心肌病理性纤维化的发生。所以,通过研究表明BTK抑制剂Acalabrutinib可以抑制心肌病理条件下(如心肌梗死、高血压及慢性心肌缺血等病理条件)的心肌纤维化反应,进而保护心脏功能,防止不良的心脏重构,控制心衰的发生。(The invention relates to a pharmaceutical composition for inhibiting myocardial fibrosis, and belongs to the technical field of biological medicines. Because the acatinib has higher kinase selectivity and better safety, and in a pathological state, BTK in myocardial fibroblasts can directly bind and phosphorylate TGF-beta receptor I (T beta RI), thereby promoting the activation of downstream SMAD classical and MAPK non-classical fibrosis signal pathways. The Acalabrutinib can inhibit the phosphorylation and activation of BTK in a targeted mode, reduce the activation of a fibrosis signal path in a pathological state and further prevent the occurrence of myocardial pathological fibrosis. Therefore, researches show that the BTK inhibitor acarabutinib can inhibit myocardial fibrosis reaction under myocardial pathological conditions (such as myocardial infarction, hypertension, chronic myocardial ischemia and other pathological conditions), so that the heart function is protected, poor cardiac remodeling is prevented, and the occurrence of heart failure is controlled.)
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物。
背景技术
在现实生活中，几乎在所有心脏疾病中都可以观察到不同程度的心肌纤维化。心肌纤维化是心脏病理条件下不良心脏重构的一个重要标志，严重时会导致心衰的发生。尽管目前在基础研究中发现有部分方法可能对控制病理性心肌纤维化的发展有一定的效果，但是在临床上治疗心肌纤维化的手段仍然有限。心脏纤维化最典型的特征是过度的细胞外基质(ECM)沉积和成纤维细胞的活化。心肌组织间积聚的ECM导致心脏僵硬、心室顺应性降低、心功能受损，最终导致心力衰竭。因此，采取创新策略及开发新型的药物对于改善多种心脏疾病相关的心脏病理性纤维化的治疗效果及预后具有重要价值。
转化生长因子β(TGF-β)是心肌纤维化中最为常见的促纤维化因子，TGF-β通过TGF-β受体Ⅰ(TβRⅠ)启动下游SMAD依赖的及SMAD非依赖的信号通路的活化，促进病理条件下心肌纤维化的发生。同时，这些信号通路的活化也可促进成纤维细胞的活化以及向肌成纤维细胞表型的转化。以前的研究表明，活化的TGF-β配体与TGF-β受体Ⅱ(TβRⅡ)相互作用，从而招募并磷酸化TβRⅠ的数个丝氨酸和苏氨酸残基。随后，磷酸化的TβRⅠ通过磷酸化SMAD2/SMAD3异源二聚体传递下游信号。SMAD2/SMAD3与SMAD4组装成三聚体，然后转位到细胞核，驱动纤维化相关基因的转录。此外，活化的TβRⅠ也会导致非经典的丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路包括p38、JNK或ERK的激活，然而，纤维化相关通路的激活机制，特别是TGF-β受体的激活，仍需充分探索。
Bruton’s酪氨酸激酶(BTK)属于非受体酪氨酸激酶TEC激酶家族成员。BTK在B细胞的发育和功能中发挥关键作用。BTK作为一种蛋白酪氨酸激酶，通过催化酪氨酸残基上的蛋白质磷酸化，从而改变其底物的活性或与其他蛋白质相互作用的能力来发挥调节功能。BTK被发现与多种人类严重疾病的发展相关，包括慢性淋巴细胞白血病和感染后某些过度激活的炎症反应。为此，临床批准的共价特异性BTK抑制剂如Acalabrutinib(中文名为阿卡替尼或阿卡拉布替尼)已在临床试验中被证明对各种疾病如慢性淋巴细胞白血病、巨球蛋白血症和套细胞淋巴瘤有良好的疗效。然而，关于BTK在非免疫细胞和其他疾病中的作用知之甚少。
长期以来，BTK是治疗多种疾病有吸引力的分子靶点，同时也推动了小分子药物特异性靶向治疗的发展。BTK抑制剂在临床试验和基础研究中的应用非常广泛。目前的研究表明，BTK抑制剂对血液系统恶性肿瘤和实体肿瘤患者具有有效的治疗效果。
Acalabrutinib是一种第二代不可逆BTK抑制剂，已被FDA批准用于慢性淋巴细胞白血病的治疗。与Ibrutinib等可能导致房颤的第一代BTK抑制剂相比，Acalabrutinib具有更特异的激酶选择性和更高的安全性。尽管如此，BTK抑制剂Acalabrutinib的研究主要集中在肿瘤学领域，BTK抑制剂Acalabrutinib对肿瘤学以外的心肌病理条件(如高血压、心肌梗死或慢性心肌缺血等病理条件)的心肌纤维化反应的抑制作用并无相关报道。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物。
本发明提供了一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物，具有这样的特征，包括：BTK；以及阿卡替尼(又名阿卡拉布替尼)，其中，阿卡替尼的分子式为C26H23N7O2。
在本发明提供的用于抑制心肌纤维化的药物组合物中，还具有这样的特征：其中，药物组合物用于抑制心肌病理条件下的心肌纤维化反应。
在本发明提供的用于抑制心肌纤维化的药物组合物中，还具有这样的特征：其中，心肌病理条件为高血压、心肌梗死或慢性心肌缺血。
在本发明提供的用于抑制心肌纤维化的药物组合物中，还具有这样的特征：其中，药物组合物通过调控心肌成纤维细胞的功能，从而发挥抗病理性心肌纤维化的作用。
在本发明提供的用于抑制心肌纤维化的药物组合物中，还具有这样的特征：其中，药物组合物通过抑制心肌成纤维细胞中BTK磷酸化TβRI的功能，从而发挥抑制心肌病理条件下的心肌纤维化。
在本发明提供的用于抑制心肌纤维化的药物组合物中，还具有这样的特征：其中，药物组合物通过抑制心脏成纤维细胞中纤维化信号通路的活化，从而发挥抑制心肌病理条件下的心肌纤维化。
在本发明提供的用于抑制心肌纤维化的药物组合物中，还具有这样的特征：其中，纤维化信号通路为下游经典SMAD通路或下游非经典MAPK信号通路。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的用于抑制心肌纤维化的药物组合物，该组合物包括BTK与阿卡替尼(Acalabrutinib)，因为阿卡替尼具有较好的激酶选择性和较高的安全性，并且在病理状态下，心肌成纤维细胞中的BTK可以直接结合并磷酸化TGF-β受体I(TβRI)，进而促进下游经典及非经典纤维化信号通路的活化。Acalabrutinib可靶向抑制BTK的活性、抑制BTK与TβRI结合、抑制病理状态下纤维化信号通路的活化，进而抑制心肌病理性纤维化的发生。所以，通过研究BTK抑制剂Acalabrutinib可以抑制心肌病理条件下(如高血压、心肌梗死或慢性心肌缺血等病理条件)的心肌纤维化反应，进而保护心脏功能，防止不良的心脏重构，降低心衰的发生。
附图说明
图1是本发明的实施例二中Acalabrutinib抑制压力超负荷诱导的心肌纤维化分子的表达实验结果图；
图2为Acalabrutinib抑制压力超负荷诱导的心肌组织纤维化水平的心肌组织染色实验结果图；
图3为Acalabrutinib抑制心脏成纤维细胞中纤维化分子表达的实验结果图；
图4为Acalabrutinib抑制压力负荷模型心肌组织中纤维化信号通路活化的实验结果图；
图5为Acalabrutinib抑制心脏成纤维细胞中纤维化信号通路活化的实验结果图；以及
图6为Acalabrutinib抑制TGF-β受体I酪氨酸磷酸化水平的实验结果图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物作具体阐述。
<实施例一>
本实施例提供了一种用于抑制心肌纤维化的药物组合物，该药物组合物包括BTK与阿卡替尼(Acalabrutinib)。阿卡替尼的化学结构式如下：
阿卡替尼的分子式为C26H23N7O2，分子量为465.51。
本实施例提供的药物组合物用于抑制心肌病理条件下的心肌纤维化反应，心肌病理条件为高血压、心肌梗死或慢性心肌缺血。该药物组合物通过调控心肌成纤维细胞的功能，抑制心肌成纤维细胞中BTK磷酸化TβRI的功能，从而发挥抗病理性心肌纤维化的作用。其中，纤维化信号通路为下游经典SMAD通路或非经典MAPK信号通路。
<实施例二>
本实施例为采用Acalabrutinib在心脏压力超负荷模型上对心肌纤维化分子表达的药效学研究。
2.1实验材料
小鼠(C57品系，30只雄性，8-10周龄，上海西普尔-必凯实验动物有限公司购买)、Trizol试剂(Invitrogen公司购买)、SYBR Green RT-PCR试剂盒(TOYOBO公司购买)、ABIQuantStudio6荧光定量PCR仪(Applied Biosystems公司购买)、Acalabrutinib(MCE公司购买)、异丙肾上腺素。
2.2实验方法
2.1.1Acalabrutinib心脏压力超负荷模型构建
利用异丙肾上腺素构建小鼠高血压模型，介导心脏压力超负荷，将30只小鼠标号后随机分为三组，每组10只。三组分别为生理盐水组(NS)、异丙肾上腺素组(ISO)以及Acalabrutinib+异丙肾上腺素组(Acala+ISO)。其中ISO组小鼠皮下注射ISO(15mg/kg/d)28天诱导心肌纤维化，NS组给予等体积生理盐水，(Acala+ISO)组中，Acala为口服，剂量为15mg/kg，分别在ISO皮下注射前一天及ISO皮下注射14天时给药。小鼠保持12h光照/12h黑暗，室温饲养，自由饮水自由进食。第28天后，戊巴比妥麻醉小鼠，并取出心肌组织。
2.1.2实时荧光定量PCR
采用实时定量反转录PCR(qRT-PCR)方法对三组心肌组织中纤维化分子(Cola1、Col3a1、Acta2以及Ccn2)的表达进行分析。具体方法为称取适量三组心肌组织，剪碎后加入1mL Trizol试剂，研磨充分后，按照SYBR Green RT-PCR试剂盒的说明并在ABIQuantStudio6实时定量PCR仪进行反转录和扩增实验后，提取到三组心肌组织的总RNA。最终结果mRNA的表达量使用2-ΔΔCt法计算基因的相对表达量，mRNA的表达量计算用GAPDH作为内参。
2.3实验结果
图1是本发明的实施例二中Acalabrutinib抑制压力超负荷诱导的心肌纤维化分子表达的实验结果图。
如图1所示，与NS组、ISO组相比，(Acala+ISO)组可显著抑制压力超负荷诱导的心肌组织中纤维化分子的表达。
<实施例三>
本实施例为采用Acalabrutinib在心脏压力超负荷模型上对心肌组织纤维化分子表达的药效学研究。
3.1实验材料
小鼠(C57品系，30只雄性，8-10周龄，上海西普尔-必凯实验动物有限公司购买)、Acalabrutinib(购自MCE公司)、异丙肾上腺素、多聚甲醛。
3.2实验方法
本实施例的造模方法与实施例二类似，在此不再赘述。按照实施例二的方法造模结束后，戊巴比妥麻醉小鼠，取心脏，剪取左心室组织Masson染色。心室组织在4％多聚甲醛中固定48h小时，梯度酒精脱水、石蜡包埋后切成4μm切片，在60℃培养箱中加热过夜，脱蜡后染色，并在在显微镜下观察切片染色情况。
3.3实验结果
图2为Acalabrutinib抑制压力超负荷诱导的心肌组织纤维化水平的实验结果图。
如图2所示，与ISO组相比，(Acala+ISO)组诱导的纤维化水平显著降低，表明BTK抑制剂Acalabrutinib可显著抑制压力超负荷诱导的心肌纤维化水平。
<实施例四>
本实施例为采用Acalabrutinib抑制心脏成纤维细胞中纤维化分子表达的药效学研究。
4.1实验材料
野生型小鼠(20只，上海西普尔-必凯实验动物有限公司购买)，DMSO、Acalabrutinib。
4.2实验方法
将20只野生型小鼠标号后随机分为两组，每组10只，取小鼠细胞并培养得到心肌成纤维细胞，对两组小鼠的心肌成纤维细胞分别进行DMSO、Acalabrutinib(16μmol/L)预处理24h后，随后利用TGF-β(10ng/ml)诱导成纤维细胞发生纤维化反应，结果如图3所示。
4.3实验结果
图3为Acalabrutinib抑制心脏成纤维细胞中纤维化分子表达的实验结果图。
如图3所示，与DMSO预处理组相比，Acalabrutinib预处理组使纤维化分子的表达显著降低，表明BTK抑制剂Acalabrutinib可显著抑制ISO诱导的心肌成纤维细胞纤维化反应。
<实施例五>
本实施例为采用Acalabrutinib抑制压力负荷模型心肌组织中纤维化信号通路的活化的药效学研究。
本实施例提供的实验材料、分组方法以及建模方法与实施例二类似，在此不再赘述。
本实施例在建模结束后，取出小鼠心肌组织并提取蛋白，利用Western Blot技术检测心肌纤维化效应蛋白。
图4为Acalabrutinib抑制压力负荷模型心肌组织中纤维化信号通路活化的实验结果图。
图4a为蛋白p-SMAD2、p-SMAD3以及GAPDH的Western Blot检测图；图4b为蛋白p-ERK、p-JNK、p-p38以及GAPDH的Western Blot检测图。
由图4a与图4b可知，与NS组、ISO组相比，Acalabrutinib组或(Acalabrutinib+ISO)组可显著抑制ISO诱导的心肌组织中纤维化信号通路(经典SMAD及非经典MAPK信号通路)的活化。
<实施例六>
本实施例为采用Acalabrutinib抑制心脏成纤维细胞中纤维化信号通路的活化药效学研究。
本实施例使用的实验材料、分组方法与实施例四类似，在此不再赘述。在对野生型小鼠进行DMSO与Acalabrutinib处理24h后，利用TGF-β诱导成纤维细胞纤维化信号通路的活化，并采用Western Blot技术检测心肌纤维化效应蛋白。
实验结果如图5所示。
图5为Acalabrutinib抑制心脏成纤维细胞中纤维化信号通路的活化结果图。图5a为蛋白p-SMAD2、p-SMAD3以及GAPDH的Western Blot检测图；图5b为蛋白p-ERK、p-JNK、p-p38以及GAPDH的Werstern Blot检测图。
由图5a与图5b可知，与DMSO组相比，Acalabrutinib组经典及非经典信号通路的活化显著降低，表明Acalabrutinib可显著抑制TGF-β诱导的成纤维细胞纤维化信号通路的活化。
<实施例七>
本实施例为Acalabrutinib抑制TGF-β受体I酪氨酸磷酸化的药效学研究。
本实施例使用的实验材料、分组方法与实施例四类似，在此不再赘述。在分离培养野生型小鼠心肌成纤维细胞后，分别予以DMSO及Acalabrutinib预处理24h，随后利用TGF-β处理成纤维细胞30-60分钟。利用TGF-β受体I(TβRI)抗体进行免疫沉淀，随后使用酪氨酸磷酸化(p-Tyr)抗体检测TβRI的磷酸化水平，实验结果如图6所示。
图6为Acalabrutinib抑制TGF-β受体I酪氨酸磷酸化水平的实验结果图。
由图6可知，与DMSO组相比，Acalabrutinib预处理组的p-Tyr水平显著降低，表明Acalabrutinib可显著抑制TβRI的酪氨酸磷酸化。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的用于抑制心肌纤维化的药物组合物，该组合物包括BTK与阿卡替尼(Acalabrutinib)，因为阿卡替尼具有较好的激酶选择性和较高的安全性，并且在病理状态下，心肌成纤维细胞中的BTK可以直接结合并磷酸化TGF-β型受体I(TβRI)，进而促进下游经典及非经典纤维信号通路的活化。Acalabrutinib可靶向抑制BTK的活性、抑制BTK与TβRI结合、抑制病理状态下纤维化信号通路的活化，进而抑制心肌病理性纤维化的发生。所以，通过研究BTK抑制剂Acalabrutinib可以抑制心肌病理条件下(如高血压、心肌梗死或慢性心肌缺血等病理条件)的心肌纤维化反应，进而保护心脏功能，防止不良的心脏重构，控制心衰的发生。