黃酮類(lèi)醛糖還原酶抑制劑的研究進(jìn)展

1、黃酮類(lèi)醛糖復(fù)原酶抑制劑的研究進(jìn)展【摘要】醛糖復(fù)原酶是多元醇通路中的關(guān)鍵限速酶，高血糖濃度下，此通路代謝旺盛，與糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和惡化有親密關(guān)系。醛糖復(fù)原酶抑制劑(ARIs)是治療糖尿病并發(fā)癥的重要藥物之一，可通過(guò)抑制糖代謝的多元醇通路中的限速酶醛糖復(fù)原酶的活性，減少體內(nèi)山梨醇的蓄積，從而預(yù)防和延遲糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和開(kāi)展。文章詳細(xì)綜述了黃酮類(lèi)醛糖復(fù)原酶抑制劑的挑選方法、對(duì)AR作用機(jī)制構(gòu)造特點(diǎn)等，并對(duì)其開(kāi)展前景進(jìn)展了展望?！娟P(guān)鍵詞】糖尿病并發(fā)癥醛糖復(fù)原酶抑制劑黃酮類(lèi)化合物醛糖復(fù)原酶是聚醇代謝通路中的關(guān)鍵限速酶，以復(fù)原性輔酶(NADPH)為輔酶，催化己糖的復(fù)原反響，將此葡萄糖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的復(fù)原產(chǎn)物

2、山梨醇，然后山梨醇再在山梨醇脫氫酶作用下氧化成果糖，許多組織中都有這一途徑，見(jiàn)圖1。在正常組織中這一途徑的轉(zhuǎn)化率很低，但在血糖濃度升高時(shí)，己糖激酶被葡萄糖飽和，大量葡萄糖經(jīng)醛糖復(fù)原酶轉(zhuǎn)變?yōu)樯嚼娲?，由于山梨醇轉(zhuǎn)化為果糖的速率低于山梨醇生成的速率，且山梨醇分子不易透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)到血液循環(huán)，因此在細(xì)胞內(nèi)大量聚集而引起細(xì)胞內(nèi)的高滲效應(yīng)，細(xì)胞水腫，細(xì)胞膜通透性發(fā)生變化，引起一系列病理改變，從而誘發(fā)糖尿病并發(fā)癥，如：白內(nèi)障、視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變、腎臟病變13。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)體內(nèi)的許多酶在調(diào)節(jié)血糖過(guò)程中起著重要的作用，它們可作為抗糖尿病藥物的作用靶點(diǎn)，為研制治療糖尿病的藥物提供新的有效途徑。因此，通過(guò)抑制A

3、R的活性能減少山梨醇的生成，有效的防止和改善糖尿病并發(fā)癥，挑選醛糖復(fù)原酶抑制劑aldseredutaseinhibitrs，ARIs是開(kāi)發(fā)糖尿病新藥的重要途徑4。大量研究說(shuō)明，黃酮類(lèi)化合物可以抑制聚醇代謝通路中的AR，阻止逆轉(zhuǎn)多元醇代謝中的葡萄糖轉(zhuǎn)化為山梨醇，可使多元醇程度恢復(fù)正常，并能改善神經(jīng)傳導(dǎo)功能、延遲白內(nèi)障的形成及蛋白尿的出現(xiàn)，從而到達(dá)預(yù)防和延緩糖尿病并發(fā)癥的目的5。作者根據(jù)文獻(xiàn)記載就一些對(duì)AR具有抑制作用的黃酮類(lèi)化合物及其研究方法進(jìn)展等進(jìn)展闡述，以對(duì)其在糖尿病及其并發(fā)癥上的應(yīng)用進(jìn)展闡述。1挑選進(jìn)展ARIs來(lái)源途徑主要有：一是從天然資源，包括植物和微生物等中挑選，二是由化學(xué)合成制備。中

4、草藥作為天然產(chǎn)物，無(wú)明顯不良反響且來(lái)源廣泛，從中挑選出對(duì)AR有抑制作用的中草藥，其不良反響遠(yuǎn)低于化學(xué)合成及微生物來(lái)源的ARI，因此在治療糖尿病并發(fā)癥方面顯示了良好的應(yīng)用前景。在中草藥方面，抑制醛糖復(fù)原酶的化合物主要集中在黃酮類(lèi)及生源相關(guān)的香豆素類(lèi)化合物中。黃酮類(lèi)化合物又稱為生物類(lèi)黃酮Biflavnids，是一類(lèi)具有重要生物活性的重要物質(zhì)，也是人體必需的營(yíng)養(yǎng)素之一。目前發(fā)現(xiàn)的該類(lèi)化合物大概有五千多種，它常以游離態(tài)或與糖結(jié)合的方式存在，是一種天然色素，多具有鮮艷的顏色。在自然界中它的分布最為廣泛，幾乎絕大多數(shù)的植物都能合成，大約有20%的植物藥中含有黃酮類(lèi)化合物6。1965年，Hayan第1次報(bào)道

5、了醛糖復(fù)原酶抑制劑，研究了它對(duì)脂肪酸的抑制作用；1967年，人們發(fā)現(xiàn)了第1個(gè)無(wú)細(xì)胞毒性的ARI丁二胺糖醇；1975年開(kāi)場(chǎng)，Vara等基于黃酮類(lèi)化合物有多種活性，測(cè)試了種黃酮類(lèi)化合物抑制醛糖復(fù)原酶的活性。11模型和方法ARIs的挑選有兩種挑選方式：體內(nèi)挑選和體外篩眩體內(nèi)挑選是利用動(dòng)物模型進(jìn)展挑選，而體外挑選分為無(wú)細(xì)胞相程度挑選和細(xì)胞相程度篩眩挑選模型的選擇影響了藥物挑選的效果。傳統(tǒng)的糖尿病diabetesellitus，D動(dòng)物模型是最早用來(lái)挑選ARIs的模型，主要分為4類(lèi)，即化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)動(dòng)物模型、自發(fā)性遺傳性動(dòng)物模型、胰腺部分切除動(dòng)物模型和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型7。目前最常用的D動(dòng)物模型為化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)動(dòng)

6、物模型。姚峰等8給貴州小型豬喂高脂高糖飼料，通過(guò)測(cè)定血糖含量確定可以人為誘發(fā)糖尿病，建立糖尿病動(dòng)物挑選模型。利用無(wú)細(xì)胞程度挑選ARIs即直接用純化的AR在人工反響體系中測(cè)定化合物對(duì)AR活性的抑制作用，楊喆等9利用96孔石英板成功建立了ARIs的微量高效挑選模型，此模型較傳統(tǒng)的石英比色皿法效率進(jìn)步10倍之多；肖尚志10利用心肌細(xì)胞成功構(gòu)建了ARIs的體外細(xì)胞挑選模型，用陽(yáng)性藥驗(yàn)證了此模型的有效性；閆泉香11以大鼠紅細(xì)胞為底物，參加高濃度的葡萄糖溶液和不同濃度的受試藥物進(jìn)展體外培養(yǎng)，測(cè)定其中山梨醇的生成量，驗(yàn)證了葛根總黃酮和槲皮素可以降低山梨醇的生成量。1.2作用機(jī)理ARI的主要作用是糾正多元醇代

7、謝紊亂、糾正微血管及血流動(dòng)力學(xué)的異常以及神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的缺乏，以恢復(fù)神經(jīng)傳導(dǎo)速度、防止視網(wǎng)膜組織中蛋白異常浸透、減輕腎小球小動(dòng)脈擴(kuò)張，使腎小球?yàn)V過(guò)率恢復(fù)正常。在實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的糖尿病動(dòng)物模型身上，應(yīng)用ARI可以阻止或延緩糖尿病慢性并發(fā)癥的發(fā)生12。ARI與AR的結(jié)合部分抑制位點(diǎn)不同于AR與葡萄糖或NADPH結(jié)合部位。ARI作用機(jī)理主要是對(duì)AR產(chǎn)生非競(jìng)爭(zhēng)性抑制或反競(jìng)爭(zhēng)性抑制，非競(jìng)爭(zhēng)性抑制對(duì)AR抑制率是恒定的，不受底物濃度的影響，這是因?yàn)樵贏R中抑制劑結(jié)合到的變構(gòu)部位不是AR活性部位，此活性部位既可以是底物相結(jié)合的部位，也可以是底物與酶的非結(jié)合部位。反競(jìng)爭(zhēng)性抑制對(duì)AR抑制率隨著底物濃度升高而增加，此類(lèi)抑制

8、劑結(jié)合到AR的變構(gòu)部位只能是底物與酶結(jié)合的部位。黃酮類(lèi)ARI屬于非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，如槲皮苷等。1.3構(gòu)造特點(diǎn)黃酮類(lèi)化合物是一類(lèi)低分子的天然植物成分，具有6-3-6根本構(gòu)型。天然黃酮類(lèi)化合物母核上常有羥基、甲氧基等取代基6。劉海波等5研究發(fā)現(xiàn)，不同位置的羥基在與受體作用時(shí)起著不同的作用，抑制作用主要由黃酮骨架上的酚羥基與殘基作用產(chǎn)生，糖基上的氫鍵不作為氫鍵給體或受體參與抑制作用。已經(jīng)報(bào)道對(duì)6個(gè)黃酮類(lèi)ARI中各自得到812個(gè)數(shù)量不等的復(fù)合物構(gòu)造。綜合所有得到的復(fù)合物構(gòu)造，可以發(fā)現(xiàn)80以上的復(fù)合物中黃酮類(lèi)小分子與受體間可以形成氫鍵，在形成的氫鍵中有60發(fā)生在殘基與黃酮上7位、3位、4位羥基之間，這些殘

9、基和羥基有可能是參與抑制作用的主要基團(tuán)。具有抑制作用的黃酮類(lèi)化合物具有以下特點(diǎn)：3，4一二羥基部分，7一羥基和(或)鄰苯二酚組成部分的黃酮與黃酮醇顯示強(qiáng)抑制活性，5一羥基者不影響活性，有3一羥基與7一一糖基組成者使活性減弱，有2-3雙鍵者抑制活性增強(qiáng)，黃酮與黃酮醇在B環(huán)上有鄰苯二酚組成部分者抑制活性強(qiáng)于有鄰苯三酚(3，4，5一三羥基)者。atsuda等13發(fā)現(xiàn)氫鍵在黃酮類(lèi)化合物對(duì)醛糖復(fù)原酶的抑制中起著重要的作用，位于黃酮骨架7位和4位的羥基是主要參與氫鍵作用的基團(tuán)，假如這兩個(gè)位置不存在羥基或者羥基被烷基化或糖基化，那么抑制活性會(huì)受到很大的削弱。1.4己知的黃酮類(lèi)藥物Vara等測(cè)試8種黃酮類(lèi)化合

10、物抑制AR的活性，結(jié)果Queretin，Queritrin及yriitrin的活性非常強(qiáng)，后來(lái)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列黃酮類(lèi)化合物，如槲皮素、橙皮苷、楊梅苷等。近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)黃酮來(lái)源的ARIs的研究概況見(jiàn)表1。表1國(guó)內(nèi)外對(duì)黃酮來(lái)源ARIs的研究概況略2小結(jié)21世紀(jì)國(guó)際上掀起了對(duì)天然藥物研究的熱潮。對(duì)天然藥物免疫促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑的研究和應(yīng)用，將使人類(lèi)防病治病的措施進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。其中黃酮類(lèi)化合物更是以其廣泛的藥理作用引起人們的重視。黃酮類(lèi)ARI具有來(lái)源廣泛、不良反響孝價(jià)格低廉等因素，因此一直受到研究人員的廣泛重視。從黃酮類(lèi)化合物中尋找高效低毒的ARIs具有很大的優(yōu)勢(shì)。目前有關(guān)黃酮類(lèi)化合物對(duì)AR抑制作

11、用的研究才起步，涉及范圍小，大多數(shù)報(bào)道僅做了定性分析，尚未給出確切的有效濃度、最大濃度、活性成分純化等，更主要的是如今的一些研究局限于實(shí)驗(yàn)階段，要用于臨床使用還有很長(zhǎng)的路要走。隨著人們對(duì)黃酮類(lèi)ARIs研究的不斷深化，黃酮類(lèi)新藥將不段涌現(xiàn)。但是由于其構(gòu)造復(fù)雜多樣，作用位點(diǎn)，對(duì)其藥理作用理解還未完善，加上其藥效反響慢等限制了其更好的開(kāi)展。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷開(kāi)展，有必要找出黃酮類(lèi)ARI的作用機(jī)制，為臨床治療糖尿病并發(fā)癥和相關(guān)的研發(fā)提供理論根據(jù)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1KadrPFTherlefaldseredutaseinthedevelpentfdiabetespliatinsJedResRev，199

12、8，8：3252DrelVR，PaherStevensJ，eta1Aldseredutaseinhibitinunteratsnitrsativestressandply(ADP-ribse)plyeraseativatinindiabetiratkidneyandhigh-gluse-expsedhuanesangialellsJFreeRadiBiled，206，40(8)：14543SrivastavaS，RaanaKV，TaaIiR，etaIntributinfaldseredutasetdiabetihyperliferatinfvasularsthusEiellsJDiabetes

13、，2022，55(4)：9014stantinL，RastelhG，VianellP，eta1Diabetesplieatinsandtheirptentialpreventin：aldseredutaseinhibitinandtherapprahsJedResRev，1999，19(1)：35劉海波，王占黎，喬穎欣，等黃酮類(lèi)醛糖復(fù)原酶抑制劑的抑制機(jī)理研究J物理化學(xué)學(xué)報(bào)，2022，23(7)：10596吳莉宇，彭黎旭，湯建彪，等黃酮類(lèi)化合物的構(gòu)造、理化性質(zhì)及分布J熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，1998，10：737孫子林葛祖愷糖尿病動(dòng)物模型及其進(jìn)展J中國(guó)糖尿病雜志，1999，74：2278姚峰，王宗保，譚翔

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15、：53313atsudaH，rikaaT，TguhidaI，YshikaaFlavnidsithAldseRedutaseInhibitingAtivity：PharaphredelingandIpliatinsfrehanisJhePharrBul1，2002，50：78814劉長(zhǎng)山，朱禧星7種藥物對(duì)醛糖復(fù)原酶的抑制作用J中國(guó)中藥雜志，1997，226：372.15劉長(zhǎng)山，陳惠黎，查錫良，等四種藥物對(duì)醛糖復(fù)原酶的抑制作用J上海醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，116：433.16趙惠仁，胡書(shū)群，任孝衡，等紅花素對(duì)晶體醛糖復(fù)原酶的抑制作用J中國(guó)藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志，1993，72：159.17張家慶，周云平部分中藥或其成分對(duì)大鼠晶狀體醛糖復(fù)原25LeeS，ShiSH，KiJS，etalAldseredutaseinhibitrsfrthefruitingbdiesfGanderaapplanatuJBilPharBull，2022，28(6