壳寡糖双胍衍生物在制备治疗骨骼肌胰岛素抵抗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治疗骨骼肌胰岛素抵抗药物中的应用，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。经壳寡糖双胍衍生物治疗后，显著控制了糖尿病大鼠体重减轻并降低空腹血糖和血脂水平，增加空腹胰岛素水平以及降低胰岛素抵抗指数，增加外周组织对胰岛素的敏感性，激活IRS1酪氨酸位点的磷酸化，进而激活PI3K‑Akt胰岛素信号传导通路，一方面提高GLUT4的转膜比率，增加骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取；另一方面抑制PEPCK和G6P的表达，最终发挥对骨骼肌胰岛素抵抗的治疗作用。

【技术实现步骤摘要】
壳寡糖双胍衍生物在制备治疗骨骼肌胰岛素抵抗药物中的应用
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治疗骨骼肌胰岛素抵抗药物方面的应用。
技术介绍
2型糖尿病(T2DM)是一种以胰岛素作用缺陷为特征的高血糖代谢性疾病，其中胰岛素抵抗是其主要发病机制。研究表明，骨骼肌是全身胰岛素介导葡萄糖处理最重要的组织之一，因此，促进骨骼肌细胞葡萄糖代谢可以有效增强机体对胰岛素的敏感性，预防代谢性疾病的发生(AlvimRO,CheuhenMR,MachadoSR,etal.Generalaspectsofmuscleglucoseuptake.[J].AnaisDaAcademiaBrasileiraDeCiências,2015,87(1):351-68.)。葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)被认为是维持葡萄糖稳态的最重要的葡萄糖转运蛋白，其在骨骼肌和脂肪组织中高度表达。它可以通过胰岛素信号从细胞内隔室转移到质膜上，使细胞吸收葡萄糖。有两种主要机制参与促进GLUT4的易位和活化，包括通过胰岛素受体底物(IRS)/磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)途径和p38促分裂原活化蛋白激酶(P38MAPK)途径，在骨骼肌中胰岛素信号的传导主要由胰岛素受体底物-1(IRS-1)/PI3K/AKT途径介导(TianC,LiJA,ChangH,etal.WushenziyeFormulaImprovesSkeletalMuscleInsulinResistanceinType2DiabetesMellitusviaPTP1B-IRS1-Akt-GLUT4SignalingPathway[J].Evidence-BasedComplementrayandAlternativeMedicine,2017,(2017-12-31),2017,2017(12):1-8.)。该途径的激活导致细胞内GLUT4易位至表面膜，从而增加葡萄糖摄取。此外，该途径的激活可以抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)和葡萄糖6磷酸酶(G6P)的表达并减少糖异生。除IRS-1/PI3K/AKT通路外，P38MAPK通路也参与GLUT4的激活(NiuW,HuangC,NawazZ,etal.MaturationoftheregulationofGLUT4activitybyp38MAPKduringL6cellmyogenesis[J].JournalofBiologicalChemistry,2003,278(20):17953.)。胰岛素可通过P38MAPK信号通路增强GLUT4的内在活性，导致胰岛素刺激葡萄糖摄取。因此，骨骼肌胰岛素抵抗的两种通路对提高机体组织对胰岛素的敏感性和有效治疗2型糖尿病具有极其重要的意义。
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，该产物既具有胍基的治疗糖尿病胰岛β细胞功能缺陷功效，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副作用，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，以壳寡糖和双氰胺为原料制备，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97～9％。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(1～3)：1，更加优选1:1。盐酸为0.2～0.8mol/L的氯化氢水溶液，使用盐酸调整反应体系pH值为1。本专利技术生产效率高，操作工艺简单，反应过程清洁环保，产品性能好。经动物实验证实，本专利技术中的壳寡糖双胍衍生物在建立2型糖尿病大鼠模型后，以灌胃方式给药，可以使得p38MAPK磷酸化表达降低，从而提高了IRS1酪氨酸位点的磷酸化，进而激活PI3K-Akt胰岛素信号传导通路，从而，一方面提高了GLUT4的转膜比率，增加了骨骼肌细胞对葡萄糖的摄取；另一方面，抑制了PEPCK和G6P的表达，进而抑制糖异生，从而治疗糖尿病大鼠骨骼肌胰岛素抵抗，且与单独使用传统糖尿病治疗药物二甲双胍相比，壳寡糖双胍衍生物治疗效果更佳。附图说明图1为本专利技术中原料壳寡糖(COS)与壳寡糖双胍盐酸盐(COSG)的红外光谱对照图。图2为本专利技术中原料壳寡糖(COS)与壳寡糖双胍盐酸盐(COSG)的核磁碳谱对照图。图3为COSG改善STZ诱导的糖尿病大鼠的体重的动态变化曲线图，数据是均值±标准差，n＝6，#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001和空白对照组相比，*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001和模型组相比。图4为COSG对STZ诱导的糖尿病大鼠的GLUT4(a),P-IRS1(Tyr)(b),Akt(c),p38MAPK(d)和蛋白电泳图(e)的影响测试图，数据是均值±标准差，n＝6，#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001和空白对照组相比，*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001和模型组相比。图5为COSG对STZ诱导的糖尿病大鼠的PEPCK(a),G6P(b)和肌糖原(c)的影响测试图，数据是均值±标准差，n＝6，#P<0.05,##P<0.01,###P<0.001和空白对照组相比，*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001和模型组相比。具体实施方式下面是对本专利技术的进一步说明，而不是限制本专利技术的范围。实施例1壳寡糖双胍衍生物的制备(以双胍取代本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.壳寡糖双胍衍生物在制备治疗骨骼肌胰岛素抵抗药物中的应用，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治疗骨骼肌胰岛素抵抗药物中的应用，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％。





2.根据权利要求1所述的壳寡糖双胍衍生物在制备治疗骨骼肌胰岛素抵抗药物中的应用，其特征在于，壳寡糖重均分子量为1500—3000Da，脱乙酰度为97～99％...

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