壳寡糖双胍衍生物在制备抑制细胞凋亡药物中的应用制造技术

本发明专利技术公开壳寡糖双胍衍生物在制备抑制细胞凋亡药物中的应用，称取壳寡糖与盐酸于四口瓶，并在微波装置中搅拌反应，之后按照原料配比加入双氰胺水溶液，使用盐酸调节溶液pH，继续在微波装置中搅拌反应。反应结束后，对混合溶液进行醇沉，烘干，研磨，得到壳寡糖双胍衍生物。壳寡糖双胍衍生物以灌胃方式给药，经过衍生物治疗后，激活PI3K‑Akt胰岛素信号传导通路，进而Akt下游信号通路GSK‑3β/Caspase‑3，可使得p‑GSK‑3β(Ser 9)表达增多，即增强GSK‑3β的磷酸化，从而使Caspase‑3蛋白的表达量相对模量下降，从而抑制细胞的凋亡，从而有效保护胰岛β细胞。

【技术实现步骤摘要】
壳寡糖双胍衍生物在制备抑制细胞凋亡药物中的应用
本专利技术属于药学领域，具体涉及一种壳寡糖双胍衍生物的微波合成制备方法及其在制备抑制细胞凋亡药物中的应用。
技术介绍
糖原合成酶激酶-3(glycogensynthasekinase-3,GSK-3)是一种存在于哺乳动物体内的丝氨酸/苏氨酸激酶，GSK-3有两种由不同基因编码的异构体，GSK-3α和GSK-3β，分别位于人类染色体的19q13.2和3q13.3(KaidanovichbeilinO,WoodgettJR.GSK-3:FunctionalInsightsfromCellBiologyandAnimalModels[J].FrontiersinMolecularNeuroscience,2011,4:40.)，这两种蛋白在多种组织中均有表达。作为一种重要的多功能激酶，GSK-3与多种关键的生物学过程有关，包括葡萄糖调节，细胞凋亡、迁移、信号转导、增殖，蛋白质合成等(PandeyMK,DegradoTR.GlycogenSynthaseKinase-3(GSK-3)-TargetedTherapyandImaging[J].Theranostics,2016,6(4):571-593.)。自1980年从兔骨骼肌中分离出GSK-3以来，GSK-3在糖代谢的中的作用便引起了广泛关注。然而直到上世纪九十年代中期，人们发现其参与胰岛素信号转导后才将其视为糖尿病治疗靶点之一(HenriksenEJ.Dysregulationofglycogensynthasekinase-3inskeletalmuscleandtheetiologyofinsulinresistanceandtype2diabetes[J].CurrentDiabetesReviews,2010,6(5):285-93.)。Caspase家族在诱导细胞凋亡的分子机制中起着关键作用，是多条凋亡通路的汇聚点，是执行凋亡的最终途径。在Caspase家族中的众多家族成员中，Caspase-3是最重要的凋亡执行者之一，起着关键的作用，是细胞凋亡过程中的主要效应因子，它的活化是凋亡进入不可逆阶段的标志(CrynsV,YuanJY.Proteasetodiefor[J].Genes&Development,1998,12(11):1551-1570.)，一旦被激活，凋亡便不可避免，因而Caspase-3被称为“死亡蛋白酶”。细胞凋亡是细胞在各种死亡信号刺激后发生的一系列级联激活的主动性细胞死亡过程。研究表明，GSK-3β活性升高可以进一步激活细胞凋亡的相关蛋白激酶，如Bax，Caspase家族等，从而诱导细胞凋亡(KwokJBJ,HalluppM,LoyCT,etal.GSK3B,polymorphismsaltertranscriptionandsplicinginParkinson'sdisease[J].AnnalsofNeurology,2005,58(6):829-839.)。研究证实，在转基因鼠中GSK-3β活性升高，出现胰岛β细胞衰竭，GSK-3β活性下降可减少其凋亡(HosgoodHD3rd,MenasheI,ShenM,etal.Pathway-basedevaluationof380candidategenesandlungcancersusceptibilitysuggeststheimportanceofthecellcyclepathway[J].Carcinogenesis,2008,29(10):1938.)。也有研究证实GSK-3β与2型糖尿病的发生发展有关，在胰岛素抵抗的小鼠模型上，GSK-3β活性明显升高，胰岛β细胞增殖下降，使其凋亡增加(TaylorR.Type2diabetes:etiologyandreversibility[J].DiabetesCare,2013,36(4):1047-1055.)。在不同的造血细胞中，通过药物抑制GSK-3可有效抑制糖皮质激素引起的凋亡和Bim表达上调(NuutinenU,RopponenAS.Dexamethasone-inducedapoptosisandup-regulationofBimisdependentonglycogensynthasekinase-3[J].LeukemiaResearch,2009,33(12):1714-1717.)。在经典的PI3K信号通路中，胰岛素激活PI3K，PI3K磷酸化Akt，激活的Akt磷酸化GSK-3(GSK-3α的Ser21GSK-3β的Ser9)，导致GSK-3失活。这一通路也可以被EGF、PDGF等生长因子或激素激活。Marcus等研究证实，GSK-3β抑制剂可以改善细胞凋亡情况(MussmannR,GeeseM,HarderF,etal.InhibitionofGSK3promotesreplicationandsurvivalofpancreaticbetacells[J].JournalofBiologicalChemistry,2007,282(16):12030-7.)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供壳寡糖双胍衍生物及其微波合成方法，将经典糖尿病治疗药物二甲双胍的胍基结构引入到壳寡糖中，该产物既具有双胍类的抑制细胞凋亡功效，又具有壳寡糖的天然性、安全性和独特的生物活性，且能够缓解双胍药物对胃肠道的刺激作用，该方法生产效率高，操作工艺简单，反应过程清洁环保，产品性能好。本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现：壳寡糖双胍衍生物，以壳寡糖和双氰胺反应制备，以壳寡糖侧基NH2和双氰胺在盐酸和微波条件下进行反应并形成与壳寡糖键接的双胍基团，如下化学式所示：壳寡糖是自然界中唯一带有正电荷的碱性氨基寡糖，它的分子量小，溶解性很好，容易被生物体吸收利用，重均分子量为3000以下，优选1500—3000Da，脱乙酰度在97％以上，优选97—99％。壳寡糖双胍衍生物中，双胍取代度为40—60％，优选45—55％。上述化学式中，m和n分别为壳寡糖中乙酰化单元和脱乙酰化单位的聚合度。壳寡糖双胍衍生物的制备方法，按照下述步骤进行：将壳寡糖分散在盐酸中并在微波160W～560W条件下搅拌，进行第一步微波反应；之后加入双氰胺水溶液并使用盐酸调整反应体系pH值为1—2，继续在微波160W～560W条件下搅拌，进行第二步微波反应，以使壳寡糖和双氰胺反应制备壳寡糖双胍衍生物，具体如下式所示：其中在第一步微波反应中，微波功率为300—400w，反应时间为3—7min，优选5—7min，搅拌速度为每分钟100—200转。在第二步微波反应中，微波功率为300—400w，反应时间为10—20min，优选15—20min，搅拌速度为每分钟100—200转。反应结束后，将反应液冷却至室温，对混合溶液进行醇沉，烘干，研磨，得到壳寡糖双胍衍生物粉末。双氰胺与壳寡糖中氨基的摩尔比为(0.5—3)：1，优选(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.壳寡糖双胍衍生物在制备抑制细胞凋亡药物中的应用，其特征在于，所述壳寡糖双胍衍生物，以壳寡糖和双氰胺反应制备，以壳寡糖侧基NH

【技术特征摘要】
1.壳寡糖双胍衍生物在制备抑制细胞凋亡药物中的应用，其特征在于，所述壳寡糖双胍衍生物，以壳寡糖和双氰胺反应制备，以壳寡糖侧基NH2和双氰胺在盐酸和微波条件下进行反应并形成与壳寡糖键接的双胍基团，如下化学式所示：m和n分别为壳寡糖中乙酰化单元和脱乙酰化单位的聚合度，壳寡糖重均分子量为3000以下，脱乙酰度在97％以上，双胍取代度为40—60％；所述壳寡糖双胍...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓非，邹雅露，王园园，郑淇方，赵励彦，刘宇星，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12