半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用制造技术

本发明专利技术属于海洋药物领域，具体涉及一种含有D‑半乳糖和L‑半乳糖的寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用。以含有D‑/L‑半乳糖的红藻多糖为原料，经物理法、化学法、生物酶法或上述方法的任意组合进行可控降解，制备获得不同聚合度的半乳寡糖及其衍生物，其分子骨架中含有D‑半乳糖和L‑半乳糖及其衍生物。本发明专利技术产品的原料来源于红藻多糖，具有资源丰富、制备工艺简单、安全性高，易于产业化等优点，作为益生元和功能因子，在改善非酒精性脂肪肝患者肠道菌紊乱，防治高脂饮食引起的非酒精性脂肪肝，及在护肝、降脂、减肥及特医食品的开发领域，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用
本专利技术属于海洋药物领域，具体涉及一种含有D-半乳糖和L-半乳糖的寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用。
技术介绍
非酒精性脂肪肝(NAFLD)是代谢综合征的肝脏表现，是全球最常见的慢性肝病。NAFLD是指排除过量饮酒、病毒感染或其他肝脏疾病，以肝脏脂肪异常累积为特点的临床病理综合征。NAFLD由一系列肝脏疾病组成，包括单纯肝脂肪变性、非酒精性脂肪性肝炎(NASH)及NASH相关性肝硬化和肝细胞癌。随着全球肥胖的流行，NAFLD的发病率不断上升，现已成为世界范围内最常见的慢性肝病。NAFLD是一种与胰岛素抵抗和遗传易感性相关的肝脏疾病，其确切机制目前尚不十分清楚。Day等人提出“二次打击”学说，第一次打击是肝脏中甘油三酯(TG)累积增加，而第二次打击是脂质氧化应激诱发肝实质炎症，最终导致NASH。研究人员还提出“多因素共同打击”学说，即在单纯脂肪变性之前或之后，炎症可能与多种因素如脂毒性、氧化应激和线粒体功能障碍共同促进NASH的发生。迄今为止，没有任何药物制剂已被许可用于特定的NAFLD治疗。推荐的NAFLD治疗仍然局限于改变生活方式，包括调整饮食和适当的体力活动。因此，探索NAFLD发病的确切机制，鉴定NAFLD治疗的新靶点具有重要的临床意义。肠道菌群是一组与宿主协同作用的共生微生物群。肠道菌群包含超过1x1014个细胞，超过1000种不同的细菌种类，基因组数量多达30万个基因，是人类基因组数量的150倍，被称为“人体第二基因组”。人体内的肠道菌群并非固定不变，它很容易受到遗传、饮食、药物及卫生环境等多种因素的影响。Liu等人通过给予SD大鼠不同类型的饮食发现，高脂高糖饮食对NAFLD的诱导作用与热量摄入无关，而与肠道菌群的变化有关，提示肠道菌群可能在NAFLD的发病中起重要作用。由于肝脏和肠道通过门静脉相连，使肝脏更容易暴露于易位的细菌，细菌产物，脂多糖和炎症介质中。在某些病理条件下，肠道屏障的破坏可导致细菌及其代谢产物的易位和免疫系统的异常活化，引发肝脏炎症和损伤。肠-肝轴是指肠道与肝脏之间的相互作用，其作为连接肠道与肝脏的重要结构，在NAFLD的发病机制中起关键作用。益生菌是指对宿主健康有益的活性微生物。在小鼠和啮齿动物的模型中，用鼠李糖乳杆菌和干酪乳杆菌菌株干预后，肝脏脂肪变性在生物化学和组织学水平均改善，揭示了肠道益生菌在饮食诱导NAFLD中的保护作用。肠道菌群可通过影响能量代谢、诱导内毒素血症、调节胆汁酸代谢等多种机制促进NAFLD的发病，由此可见肠道菌群在NAFLD发病机制中发挥重要作用。研究发现，NAFLD患者会出现小肠细菌过度生长以及肠道生态失调的现象。越来越多的研究证实，NAFLD与肠道微生物群之间的紧密关联，这也使得肠道微生物可能成为NAFLD早期诊断的潜在标志物。例如，Loomba等人通过宏基因组学分析合并纤维化的NAFLD患者肠道微生物的改变，结果显示合并纤维化的NAFLD患者的大肠杆菌(Escherichiacoli)和普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)丰度明显增加。益生元是指一组非消化性食物成分，可选择性地改变结肠中某些细菌的生长或活性，对人体健康产生益处。动物研究显示，在蛋氨酸-胆碱缺乏小鼠模型中，补充膳食果寡糖可使胃肠微生物群和肠上皮屏障功能恢复正常，并减少脂肪性肝炎。这表明益生元可通过调节肠道菌群来缓解NAFLD，为NAFLD的临床治疗治疗提供了新的方向和途径。本团队研究表明，酸性多糖和寡糖(比如硫酸软骨素及其寡糖、硫酸角质素、岩藻聚糖硫酸酯和浒苔多糖(公开号CN108440681A)等)可作为益生元改善肠道菌群紊乱，进而发挥降血糖、降血脂、抗炎和改善代谢综合征作用。本团队研究还发现琼胶寡糖(公开号CN105168232A)具有降血脂等活性，岩藻聚糖硫酸酯具有抑制α-糖苷酶活性(公开号CN103288978A)，褐藻胶寡糖及其衍生物具有改善胰岛素抵抗及降血糖活性(公开号CN101649004A，公开号CN101691410A)等，但迄今还没有发现含有红藻来源半乳寡糖及其衍生物可改善非酒精性脂肪肝小鼠肠道菌群紊乱的报道。红藻来源的半乳聚糖主要有三个结构系列，即卡拉胶系列、琼胶系列和紫菜胶系列，其中，卡拉胶系列的多糖与寡糖均由D-半乳糖及其硫酸酯衍生物组成(公开号CN1513880A，公开号CN101012249A，公开号CN101279991A)，而琼胶和紫菜胶系列的多糖与寡糖则是由D-半乳糖和L-半乳糖二种糖残基及硫酸酯衍生物组成。琼胶与紫菜胶的不同在于前者含有较多的L-AnG，而后者含有较多6-硫酸-L-Gal(Gal6S)，单糖种类不同则理化性质和生物学功能也不同。例如，虽然卡拉胶及其寡糖作为喷剂具有抗病毒活性(公开号CN102516323A，公开号CN104546895A)，但口服却有一定的安全隐患(ShangQ.，ToxicolLet.，2017,279:87-95)，琼胶和紫菜胶及其寡糖口服则安全性很高，是海洋药物及功能食品开发的优质原料。由于半乳聚糖溶解性较差，结构序列不明确，致使其质量难控制，所以寡糖的制备与应用是近年来研究开发的重点。在琼胶寡糖制备技术方面，主要有酸法、酶法与化学法降解，不同方法能获得结构与活性不同的寡糖，例如酸法降解可以得到奇数琼胶寡糖(公开号CN1513860A)，酶法降解得到偶数新琼胶寡糖(公开号CN102827899A；公开号CN109576328A)，还原酸降解得到偶数糖醇(公开号CN100999537A)，自由基降解则得到混合的琼胶寡糖(公开号CN109400756A)；紫菜胶采用酸法降解(LiuY.,etal,MarDrugs.2018,16(3).pii:E82)或者酶法降解(ZhangY.,etal,J.Agr.FoodChem.2019,67,9307-9313)均能获得紫菜胶寡糖等。本专利技术在已有的降解技术基础上，进一步对所制备的各种寡糖进行定向还原和氧化反应，得到了结构与序列不同且还原端含有糖醇或糖酸结构的新寡糖衍生物，并通过实验证明了这些半乳寡糖及衍生物能作为益生元，具有治疗非酒精性脂肪肝活性，可用做制备防治NAFLD、胰岛素抵抗和抗高脂血症和抗代谢综合征等相关疾病的药物及其功能制品。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种半乳寡糖及衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，从海洋红藻多糖中获得系列半乳寡糖及其衍生物，并证明其具有改善肠道微生物紊乱，在防治非酒精性脂肪肝等相关疾病中具有广阔应用前景。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案：一种半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，半乳寡糖及其衍生物的结构通式如下：式中，R＝-H或-SO3Na，n＝0～30；所述的半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，以富含D-半乳糖/L-半乳糖及其衍生物的红藻多糖为原料，经物理降解、化学降解、酶法降解之一种或两种以上降解方法的组合，制备不同聚合度的寡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，其特征在于，半乳寡糖及其衍生物的结构通式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，其特征在于，半乳寡糖及其衍生物的结构通式如下：



式中，R＝-H或-SO3Na，n＝0～30；





2.按照权利要求1所述的半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，其特征在于，以富含D-半乳糖/L-半乳糖及其衍生物的红藻多糖为原料，经物理降解、化学降解、酶法降解之一种或两种以上降解方法的组合，制备不同聚合度的寡糖及其衍生物，所制备的化合物结构中同时含有β-1,3-D-半乳糖(D-Gal)残基和α-1,4-L-半乳糖(L-Gal)残基，或同时含有D-Gal与α-1,4-L-3,6-内醚半乳糖(L-AnG)残基；在D-Gal与L-Gal糖残基的C6位羟基含有不同程度的硫酸酯基(Gal6S)；所制备寡糖的非还原端是Gal，Gal6S或AnG，还原端是Gal或糖醇(Gal-OH)与糖酸(Gal-OOH)，或AnG糖醇(AnG-OH)，或Gal6S及其糖醇(Gal6S-OH)与糖酸(Gal6S-OOH)。


3.按照权利要求2所述的半乳寡糖及其衍生物在作为防治非酒精性脂肪肝药物中的应用，其特征在于，该半乳寡糖及其衍生物采用下述制备工艺：
将红藻来源的琼脂糖(Agarose)溶于60℃热水，用缓冲液配成10mg/mL溶液，放置于30℃水浴锅内添加β-琼胶酶(CAS#37288-57-6)并搅拌酶解4小时，冷却后离心，收集上清液，加3倍体积95％医用乙醇于4℃过夜，离心，收集沉淀并用水将其溶解，用200Da透析袋透析脱盐，将内液旋蒸浓缩并冷冻干燥，得到新琼寡糖混合物，并进一步采用硼氢化钠还原得到新琼胶寡糖醇，或者用本尼迪克试剂氧化得到新琼胶寡糖酸；或者，将琼脂糖用60℃热水溶解，采用摩尔浓度0.1M稀盐酸配成10mg/mL溶液，于80℃搅拌降解0.5小时，冷却后用摩尔浓度2M的NaOH水溶液中和，离心收集上清液，然后加3倍体积95％医用乙醇于4℃过夜，离心收集沉淀，将沉淀用水溶解后，用200Da透析袋透析脱盐，旋蒸浓缩并冷冻干燥得到寡糖混合物，进一步采用硼氢化钠还原得到琼胶寡糖醇，或者采用本尼迪克试剂氧化得到琼胶寡糖酸；或者，将硫琼胶(Agaropectin)用摩尔浓度0.1M稀硫酸配成10mg/mL水溶液，加热到60℃后搅拌降解1.5小时，冷却后用摩尔浓度2M的NaOH水溶液中和，离心收集上清液，然后加入3倍体积95％医用乙醇于4℃过夜，离心收集沉淀，将沉淀溶水溶解后，用200Da透析袋透析脱盐，之后旋蒸浓缩并冷冻干燥得到硫琼胶寡糖混合物，然后进一步经硼氢化钠还原得到硫琼胶寡糖醇，或者采用本尼迪克试剂氧化得到硫琼胶寡糖酸；或者，将紫菜胶(Porphyran...

【专利技术属性】
技术研发人员：于广利，王学良，蒋昊，蔡超，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东;37