组合化学修饰内吗啡肽-1类似物的合成和药理学活性研究

论文摘要

内吗啡肽-1（EM-1，Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2）和内吗啡肽-2（EM-2，Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2）是1997年从牛脑中分离提纯的对μ阿片受体有着高亲和性和选择性的内源性阿片肽。它们参与了体内诸多生理功能的调节，特别是痛觉调控，被视为潜在的可替代吗啡的深层次痛觉调节药物。由于EM-1具有优于EM-2的治疗学特性，因此推测EM-1比EM-2更适于作为新的安全镇痛药物进行开发研究。然而，EM-1也存在类似于其他内源性阿片肽的缺点，如缺乏口服活性，酶解稳定性差，不易透过血脑屏障（BBB）等，从而限制了EM-1作为治疗药物的使用。本论文旨在对EM-1的结构加以改造，以优化其理化特征，从而提高其代谢稳定性和BBB通透性，使之能够通过外周注射产生中枢介导的强效镇痛作用。另外，通过观察特定化学修饰对各药理特性的影响，对EM-1的构效关系研究亦具有重要的参考意义。本论文对EM-1进行合理的结构改造，主要包括N端Tyr1Nα胍基化修饰，N端Tyr1酚羟基甲醚化修饰，C端Phe芳香环对位氯化修饰和D-Pro-Gly二肽片段替代2位L-Pro。通过以上组合化学修饰，我们得到四种EM-1的新型类似物1、2、3和4。EM-1及各类似物均采用经典液相法合成，并对其进行了系统的药理学活性鉴定，包括受体结合活性（放射配体受体结合实验和离体生物活性功能检测），脂溶性，离体酶解稳定性，蛋白结合率和在体镇痛活性的测定。所有类似物在大鼠脑膜放射配体结合实验和GPI及MVD实验中都表现出弱μ-/δ-受体亲和性，提示N端Tyr1游离酚羟基和氨基是阿片肽与受体结合的活性基团。EM-1 N端Tyr1Nα胍基化修饰显著延长类似物在小鼠脑质膜和血清中的降解半衰期。二肽片段D-Pro-Gly替代2位L-Pro不仅明显提高稳定性，同时还导致脂溶性的略微增加。C端氯化修饰类似物的脂溶性和蛋白结合率均高于非氯化修饰类似物。酚羟基甲醚化修饰降低受体亲和性，但可提高药物亲脂性，而对稳定性的影响较小。小鼠温浴甩尾法研究表明，侧脑室注射类似物均产生效力较低但持续时间延长的镇痛作用。与母体相比，皮下注射等剂量的类似物3可诱导中枢介导的明显的长时程镇痛作用。本研究为内吗啡肽发展成为外周注射后诱导镇痛效果强而副作用少的治疗药物提供依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 一、内吗啡肽研究进展
• 1. 历史回顾
• 1.1 阿片及阿片生物碱
• 1.2 阿片受体及其内阿片肽
• 1.3 内吗啡肽的发现
• 2. 内吗啡肽的分布
• 3. 内吗啡肽与受体的结合特征
• 4. 内吗啡肽的生物学效应
• 4.1 镇痛作用及其机制
• 4.2 心血管系统
• 4.3 免疫和内分泌
• 4.4 呼吸系统
• 4.5 消化系统
• 4.6 其他作用
• 5. 内吗啡肽在体内的转运和失活
• 6. 内吗啡肽的构效关系
• 7. 小结
• 二、血脑屏障研究进展
• 1. 血脑屏障的发现
• 2. 血脑屏障的结构特征
• 3. 血脑屏障的生理功能
• 4. 物质通过血脑屏障的机制
• 4.1 被动扩散
• 4.1.1 细胞间隙的亲水性扩散
• 4.1.2 亲脂性融膜扩散
• 4.2 主动转运
• 4.2.1 载体介导的流入系统
• 4.2.1.1 己糖转运系统
• 4.2.1.2 氨基酸转运系统
• 4.2.1.3 单羧酸转运系统
• 4.2.1.4 胆碱转运系统
• 4.2.1.5 核苷转运系统
• 4.2.1.6 其它转运系统
• 4.2.2 受体介导的吞饮
• 4.2.3 吸附介导的吞饮
• 4.3 载体介导的外排转运系统
• 4.3.1 P-糖蛋白
• 4.3.2 多药耐药相关蛋白
• 4.3.3 有机阴离子转运多肽和有机阴离子转运蛋白
• 4.3.4 乳腺癌相关蛋白
• 5. 促进药物通过BBB的策略
• 5.1 鞘内或脑室穿刺直接给药
• 5.2 血脑屏障的开放
• 5.3 内源性转运载体
• 5.3.1 受体介导的脑转运
• 5.3.2 载体介导的脑转运
• 5.3.3 吸附介导的脑转运
• 5.4 药物理化性质的优化
• 5.5 前药物和化学转运系统
• 5.6 外排转运系统的抑制
• 5.7 纳米粒
• 6. 小结
• 参考文献
• 第二章 立题依据、研究目的和创新之处
• 第三章 内吗啡肽及其类似物的设计与合成
• 1. 材料
• 1.1 化学合成试剂
• 1.2 仪器
• 2. 设计思路
• 3. 合成方法
• 3.1 类似物1的合成
• 3.2 类似物2的合成
• 3.3 类似物3的合成
• 3.4 类似物4的合成
• 3.5 EM-1的合成
• 4. EM-1及其类似物的理化特征
• 本章小结
• 第四章 EM一1及其类似物药理学活性研究
• 1. 实验材料
• 1.1 实验动物
• 1.2 主要仪器
• 1.3 药品和试剂
• 2. 实验方法
• 2.1 放射配体受体结合实验
• 2.2 离体生物活性功能检测
• 2.3 辛醇/缓冲液分配系数（D）测定
• 2.4 离体酶解稳定性实验
• 2.5 蛋白结合率测定
• 2.6 镇痛实验
• 2.7 反相-高效液相色谱分析
• 2.8 统计方法
• 3. 实验结果
• 3.1 放射配体受体结合实验
• 3.2 离体生物活性功能检测
• 3.3 辛醇/缓冲液分配系数（D）
• 3.4 离体酶解稳定性
• 3.5 蛋白结合率
• 3.6 镇痛实验
• 4. 讨论
• 本章小结
• 参考文献
• 在读期间发表论文和获奖情况
• 发表论文
• 获得奖励
• 附录
• 致谢