巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯在制備抗代謝綜合癥的藥物和保健品中的應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于醫藥技術領域，具體涉及巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯 在制備抗代謝綜合癥的藥物和保健品中的應用。
【背景技術】
[0002] 老年代謝綜合癥是一組以心腦血管疾病、糖尿病、高脂血癥以及高血壓等聚集發 病，嚴重影響機體健康的臨床癥候群，被稱為"死亡四重奏"。近年來，隨著經濟迅速發展、生 活和飲食方式改變，老年代謝綜合癥的患病率急劇升高，已被廣泛認同是一個影響全世界 人類健康的重大衛生問題。我國流行病學資料顯示，大于45歲、55歲人群患病率分別是大 于35歲人群的2倍和2. 8倍，大于55歲人群患病率高達25. 5% ;老年代謝綜合癥已經成 為老年人的常見病，嚴重損傷心、腦、血管、腎等多靶器官，甚至威脅生命。
[0003] 目前藥物治療主要集中在噻唑烷二酮類、貝特類、他汀類、ACEI類等少數西藥上， 而且西藥主要針對某一單組分進行治療，尚缺乏整體治療的藥物，因此通常需要合并服用 兩種以上藥物，同時老年人對這些藥物更易存在適應性差和不良反應等問題，這進一步限 制了老年代謝綜合癥的臨床治療。由于目前尚無治療代謝綜合癥的有效藥物，各大醫藥公 司及政府投入巨資進行研發，如賽諾菲開發了一種利莫那班衍生物AM-251，被認為十分有 望的防治代謝綜合癥的藥物；2010年我國首家代謝綜合癥新藥重點實驗室也落戶于蘇州 西交利物浦大學；默沙克、諾華等公司也發現了新型抗代謝綜合癥的藥物靶標和潛在新藥， 但均處于研發階段。因此市場上急需療效顯著且副作用小、價格合理的抗老年代謝綜合癥 的一線藥物。海洋來源的生物多糖原料豐富、易得，價格便宜并且安全可靠，極具新藥開發 潛力。
[0004] 研究表明，胰島素抵抗（IR)是代謝綜合癥的發病基礎，代謝綜合癥稱為胰島素抵 抗綜合征。胰島素抵抗綜合征主要表現為胰島素抑制肝臟釋放葡萄糖的能力及促進周圍組 織攝取和利用葡萄糖的能力下降。肝臟和骨骼肌是胰島素抵抗的關鍵器官。肝臟胰島素抵 抗主要是指胰島素抑制肝臟葡萄糖輸出的能力下降。骨骼肌胰島素抵抗是指骨骼肌組織吸 收利用葡萄糖并合成肌糖原的的能力下降。肝臟和骨骼肌是胰島素作用的主要靶器官，維 持空腹狀態下的內生性糖的產生和輸出和進食、運動過程中的吸收、利用及存儲。
[0005] 胰島素發揮生理效應的主要信號轉導通路包括IRS-2/PI3K傳導途徑。胰島素受 體信號轉導缺陷是IR發生的主要原因。在絕大多數IR中，發生胰島素抵抗的關鍵部位是 IRS，作為胰島素受體（InsR)后的主要信號蛋白，InsR基因和蛋白表達水平的降低及磷酸 化障礙都會造成PI3K的激活狀態的明顯下調，由此妨礙了胰島素信號傳導通路下游信號 的傳導而導致IR。激活的胰島素受體使胰島素受體底物（IRS-2)的酪氨酸磷酸化位點的 活化，會激活磷脂酰肌醇3激酶（PI3K)，進而催化4, 5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2)生成三 磷酸磷脂酰肌醇（PIP3)，其作為第二信使激活蛋白激酶B (Akt)，發揮胰島素的代謝調節作 用：（1)促進細胞內葡萄糖運載體GLUT4囊泡的從細胞內池移動到細胞膜，然后與膜融合的 易位作用，而發揮轉運葡萄糖的作用；（2)通過糖原合成酶激酶-3 (GSK-3)促進糖原合成。 GSK-3含有Akt的磷酸化位點，胰島素通過磷酸化和失活GSK3促進糖原合成；（3)抑制糖異 生基因葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase)及磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK)的表達及糖異生。
[0006] 能量代謝平衡失調是IR發生的重要原因。磷酸腺苷（AMP)激活的蛋白激酶（AMPK) 信號通路是調節細胞能量狀態的中心環節，能感知細胞能量代謝狀態的改變，并通過影響 細胞物質代謝的多個環節維持細胞能量供求平衡。AMPK磷酸化后激活，活性AMPK激活其 下游的多種靶分子，從而達到關閉合成代謝途徑，開啟分解代謝途徑的效果。在骨骼肌，使 葡萄糖攝取和脂肪酸氧化增加，并促進線粒體的生物合成；在肝臟，抑制葡萄糖和脂質的合 成，促進脂質氧化；反之，當AMPK去磷酸化失活時，機體合成代謝占主導地位，細胞內脂質、 糖原合成增加。正常生理狀態下，激活的AMPK調控其下游信號傳導通路，可增加 GLUT4的 轉位而增強骨骼肌對胰島素的反應，并抑制羥甲基戊二酸單酰輔酶A還原酶（HMGCR)、乙酰 輔酶A羧化酶（ACC)等脂質合成酶活性而抑制脂肪合成，同時增加脂肪酸氧化途徑，減少肝 臟內脂質含量。運動和二甲雙胍就是通過激活AMPK途徑改善2型糖尿病患者；此外，AMPK 途徑激活后，下游可以通過增強線粒體功能、促進線粒體增殖而促進能量利用。因此，AMPK 途徑損壞會導致機體IR和脂質異位沉積。
[0007] 海洋生物多糖不僅資源豐富，而且分子中含有羧基、硫酸酯基等功能基團，藥理活 性廣泛而毒性又很低。巖藻聚糖硫酸酯在1913年就已經被發現，是存在于褐藻中的一類帶 負電荷的生物大分子，主要是由巖藻糖、半乳糖、甘露糖及硫酸基等組成。已有多篇文獻公 開了巖藻聚糖硫酸酯的制備方法及其制藥用途。除抗凝活性之外，研究較多的是巖藻聚糖 硫酸酯抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、抗炎、調節免疫的作用。另外，2009-2012年報道了裙帶菜 Undaria pinnatifida來源的巖藻聚糖硫酸酯以及低分子量組分具有降血糖作用。但尚未 有巖藻聚糖硫酸酯在抗代謝綜合癥方面的應用報道。
【發明內容】
[0008] 本發明的發明目的是提供了巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯在制備 抗代謝綜癥的藥物和保健品中的應用，本發明經過系統實驗證明，巖藻聚糖硫酸酯及低分 子量巖藻聚糖硫酸酯在治療代謝綜合癥方面，具有意想不到的良好治療效果。
[0009] 為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案予以實現：
[0010] 巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯在制備抗代謝綜合癥的藥物和保健 品中的應用。
[0011] 所述巖藻聚糖硫酸酯及低分子量巖藻聚糖硫酸酯的制備方法為：
[0012] (1)將褐藻粉末用有機溶劑浸泡脫脂；
[0013] (2)然后經水提取，乙醇沉淀，干燥獲得粗褐藻多糖硫酸酯；
[0014] (3)再去除粗褐藻多糖硫酸酯中的水溶性褐藻膠；
[0015] (4)經透析、濃縮后，再經乙醇沉淀，干燥后得到純化的所述巖藻聚糖硫酸酯；
[0016] (5)將所述巖藻聚糖硫酸酯降解制得低分子量巖藻聚糖硫酸酯。
[0017] 所述巖藻聚糖硫酸酯200kD-2000kD，所述低分子量巖藻聚糖硫酸酯的分子量為 1000-200000 道爾頓。
[0018] 所述褐藻為墨角藻、泡葉藻、馬尾藻、裙帶菜、羊棲菜、鼠尾藻、海黍子、昆布或海帶 中的一種或幾種。
[0019] 所述巖藻聚糖硫酸酯和/或低分子量巖藻聚糖硫酸酯在濃度為50ug/ml以上顯著 增加骨骼肌細胞胰島素刺激的葡萄糖轉運，激活AMPK-ACC信號通路。
[0020] 所述巖藻聚糖硫酸酯和/或低分子量巖藻聚糖硫酸酯在濃度為50ug/ml以上明顯 抑制肝細胞的葡萄糖異生途徑和增加糖原合成水平，上調IRS-2/PI3K信號途徑，有效增加 胰島素敏感性、改善胰島素抵抗。
[0021] 與現有技術相比，本發明的優點和技術效果是：所述巖藻聚糖硫酸酯是將褐藻粉 經乙醇或者甲醇有機溶劑浸泡過夜脫脂后，沸水提取醇沉、干燥得粗褐藻多糖硫酸酯，再經 過CaCl 2或者MgCl 2存在下20%乙醇沉淀去除水溶性褐藻膠，再經透析、濃縮后75%乙醇沉 淀，干燥后得到純化的巖藻聚糖硫酸酯。制得的所述巖藻聚糖硫酸酯通過合適的方式降解 制得低分子量巖藻聚糖硫酸酯，其分子量較未降解的巖藻聚糖硫酸酯分子量低