蝦青素在制備預防治療腎小球纖維化和水腫藥物中的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及蝦青素在制備治療預防和治療糖尿病腎病腎小球纖維化和水腫中的 應用，更具體地說，本發明涉及蝦青素在制備抑制腎小球纖維化和水腫中a-SMA和FN表達 的藥物中的應用。
【背景技術】
[0002] 隨著全球經濟的發展，人類物質生活水平的提高，糖尿病的患病率越來越高。糖尿 病腎病（DiabeticNephropathy，DN)是糖尿病最嚴重的慢性并發癥之一，也是導致終末期 腎臟疾病（EndStageRenalDisease，ESRD)的重要原因，DN是糖尿病的主要微血管并發 癥之一已得到公認。據國際糖尿病聯盟（IDF) 2013年的最新數據顯示，目前全球糖尿病患 者已達到3. 66億人，中國大約有1. 14億糖尿病患者，其中1/3患有糖尿病腎病，20歲以上 人群糖尿病患病率已達9. 7%，其中伴有慢性腎臟病變的約占25% -60%，遠遠超過其他國 家。來自美國腎臟數據系統2013年年度數據報告顯示，約30%的1型糖尿病和20%的2 型糖尿病發展為DN，糖尿病約占終末期腎臟疾病（EndStageRenalDisease，ESRD)發病 率的44. 0%，現有患病率約占ESRD的37. 8% [1]。糖尿病腎病的患病率與病程關系極為密 切，2型糖尿病病程< 5年約為7% -10%，20-25年為20% -35%，25年以上約為57%。美 國Joslin臨床報告顯示[2]，蛋白尿患者的平均病程為17年，出現蛋白尿后患者平均生存期 為10年左右，6年內約25. 0%，10年內約50. 0%，15年內約75. 0%的患者發生終末期腎 衰。
[0003] 糖尿病腎病病因和發病機制不清。目前認為系多因素參與，在一定的遺傳背景以 及部分危險因素的共同作用下致病。
[0004] 1.遺傳因素
[0005] 男性發生糖尿病腎病的比例較女性為高；來自美國的研究發現在相同的生活環境 下，非洲及墨西哥裔較白人易發生糖尿病腎病；同一種族中，某些家族易患糖尿病腎病，凡 此種種均提示遺傳因素存在。1型糖尿病中40%~50%發生微量白蛋白尿，2型糖尿病在 觀察期間也僅有20%~30%發生糖尿病腎病，均提示遺傳因素可能起重要作用。
[0006] 2.腎臟血流動力學異常
[0007] 糖尿病腎病早期就可觀察到腎臟血流動力學異常，表現為腎小球高灌注和高濾 過，腎血流量和腎小球濾過率（GFR)升高，且增加蛋白攝入后升高的程度更顯著。
[0008] 3.高血糖造成的代謝異常
[0009] 血糖過高主要通過腎臟血流動力學改變以及代謝異常引致腎臟損害，其中代謝異 常導致腎臟損害的機制主要包括：①腎組織局部糖代謝紊亂，可通過非酶糖基化形成糖基 化終末代謝產物（AGES);②多元醇通路的激活；③二酰基甘油-蛋白激酶c途徑的激活；④ 已糖胺通路代謝異常。上述代謝異常除參與早期高濾過，更為重要的是促進腎小球基底膜 (GBM)增厚和細胞外基質蓄積；增加腎小球毛
[0010] 4.高血壓
[0011] 幾乎任何糖尿病腎病均伴有高血壓，在1型糖尿病腎病高血壓與微量白蛋白尿平 行發生，而在2型中則常在糖尿病腎病發生前出現。血壓控制情況與糖尿病腎病發展密切 相關。
[0012] 5.血管活性物質代謝異常
[0013] 糖尿病腎病的發生發展過程中可有多種血管活性物質的代謝異常。其中包括RAS， 內皮素、前列腺素族和生長因子等代謝異常。
[0014] 臨床表現和疾病分期
[0015] 糖尿病腎病是糖尿病全身微血管病性合并癥之一，因此發生糖尿病腎病時也往往 同時合并其他器官或系統的微血管病如糖尿病視網膜病變和外周神經病變。1型糖尿病病 人發生糖尿病腎病多在起病10-15年左右，而2型糖尿病病人發生糖尿病腎病的時間則短， 與年齡大、同時合并較多其他基礎疾病有關。
[0016] 根據糖尿病腎病的病程和病理生理演變過程，Mogensen曾建議把糖尿病腎病分為 以下五期：
[0017] 1.腎小球高濾過和腎臟肥大期
[0018] 這種初期改變與高血糖水平一致，血糖控制后可以得到部分緩解。本期沒有病理 組織學損傷。
[0019] 2.正常白蛋白尿期
[0020]GFR高出正常水平。腎臟病理表現為GBM增厚，系膜區基質增多，運動后尿白蛋白 排出率（UAE)升高（> 20μg/min)，休息后恢復正常。如果在這一期能良好的控制血糖，病 人可以長期穩定處于該期。
[0021 ] 3.早期糖尿病腎病期，又稱"持續微量白蛋白尿期"
[0022] GFR開始下降到正常。腎臟病理出現腎小球結節樣病變和小動脈玻璃樣變。UAE 持續升高至20~200μg/min從而出現微量白蛋白尿。本期病人血壓升高。經ACEI或ARB 類藥物治療，可減少尿白蛋白排出，延緩腎臟病進展。
[0023] 4.臨床糖尿病腎病期
[0024] 病理上出現典型的K-W結節。持續性大量白蛋白尿（UAE> 200μg/min)或蛋白 尿大于500mg/d，約30%病人可出現腎病綜合征，GFR持續下降。該期的特點是尿蛋白不隨 GFR下降而減少。病人一旦進入IV期，病情往往進行性發展，如不積極加以控制，GFR將平 均每月下降lml/min。
[0025] 5.終末期腎衰竭
[0026] GFR< 10ml/min。尿蛋白量因腎小球硬化而減少。尿毒癥癥狀明顯，需要透析治 療。
[0027] 以上分期主要基于1型糖尿病腎病，2型糖尿病腎病則不明顯。
[0028] 蛋白尿與糖尿病腎病進展關系密切。微量白蛋白尿不僅表示腎小球濾過屏障障 礙，同時還表示全身血管內皮功能障礙并發現其與心血管并發癥密切相關。
[0029] 糖尿病腎病的腎病綜合征與一般原發性腎小球疾病相比，其水腫程度常更明顯， 同時常伴有嚴重高血壓。由于本病腎小球內毛細血管跨膜壓高，加之腎小球濾過膜蛋白屏 障功能嚴重損害，因此部分終末期腎衰竭病人亦可有大量蛋白尿。
[0030] 現如今全球都在研究和開發療效好而且毒副作用小，甚至無毒副作用的天然糖尿 病腎病防治藥物，自上世紀60年代初以來，具有巨大開發潛力的海洋生物資源一直是醫藥 界關注的焦點，尋找新的海洋生物資源現已成為天然藥物研究的一個重要目標。蝦青素 (astaxanthin，ASX)全稱為3,3'-二羥基-β胡蘿卜素_4,4'-酮，是一種紅色類胡蘿 卜素，廣泛分布在海洋細菌，藻類，甲殼類和魚類中，已經有不少文獻報道蝦青素在抗氧化、 抗炎癥、抗癌、抗幽門螺桿菌（HP)感染和抗紫外燈過程中顯示出強大的作用24 27,且少有毒 副作用。
[0031] 越來越多的研究結果表明：蝦青素在保護胰島β細胞功能，促進胰島素抵抗防治 糖尿病方面有相當的藥用價值。ZhangΜ等人采用四氯化碳建立肝纖維化模型，分別用20， 40,80mg/kg劑量對大鼠進行蝦青素治療，實驗觀察到蝦青素能明顯減輕肝纖維化的病理改 變，也能抑制NF-kb和TGF-β的表達量，從而減少肝星狀細胞的激活和細胞外基質的生成， 尤其是用大劑量的奸青素干預，肝纖維化改善程度越大。BhuvaneswariS發現奸青素的抗 氧化性和抗炎作用能有效減少肝細胞內質網氧化應激的發生，阻止并延緩炎癥導致的慢性 癥狀，進而對糖尿病的二級預防具有重要作用。
【發明內容】
[0032] 現有技術中，還沒有有藥物用于抑制腎小球纖維化和水腫中抑制a-SMA和FN的 表達，此處α-SMA是指α平滑肌肌動蛋白，FN是指纖維連接蛋白。本發明人建立經典糖 尿病動物模型（1型和2型均可，本說明書中以2型為例），觀察蝦青素在高脂喂養STZ給藥 之前和成模后對2型糖尿病大鼠血糖，血脂，24小時尿蛋白定量和血肌酐的影響，以及蝦青 素對2型糖尿病大鼠腎小球纖維化和水腫及腎功能障礙是否有所改善作用時，驚喜地發現 蝦青素能夠抑制腎小球纖維化和水腫中a-SMA和FN，從而完成了本發明。
[0033] 在我們的治療作用實驗中，蝦青素治療組腎臟a-SMA和FN的表達量顯著減少，腎 小球的纖維化和水腫明顯減輕，說明蝦青素能減少腎臟病變，保護了腎臟功能。
[0034] 本發明所涉及的蝦青素（astaxanthin)，又名蝦黃質、龍蝦殼色素，是一種類胡蘿 卜素，也是類胡蘿卜素合成的最高級別產物，呈深粉紅色，化學結構類似于胡蘿卜素。 而β-胡蘿卜素、葉黃素、角黃素、番茄紅素等都是類胡蘿卜素合成的中間產物，因此在自 然界，蝦青素具有最強的抗氧化性。廣泛存在于生物界，特別是蝦、蟹、魚、藻體、酵母和鳥類 的羽毛中含量較高，是海洋生物體內主要的類胡蘿卜素之一。
[0035] 蝦青素化學名稱：3,3'-二羥基-4W-二酮基β-胡蘿卜素，色素Aj067-69 CASNo:472-61-7,分子式C40H5204,分子量為596. 86。由于兩端的羥基（-0H)旋光性原因， 蝦青素具有3S-3'S、3R-3^S、3R-3^R(也稱為左旋、內消旋、右旋）這3種異構型態，其 中人工合成蝦青素為3種結構蝦青素的混合物（左旋占25%、右旋占25%，內消旋50%左 右），極少抗氧化活性，與鮭魚等養殖生物體內的蝦青素（以反式結構--3S-3S型為主） 截然不同.酵母菌源的蝦青素是100%右旋（3R-3'R)，有部分抗氧化活性；上述兩種來源 蝦青素主要用在非食用動物和物資的著色上。只有藻源的蝦青素是100%左旋（3S-3'S) 結構，具有最強的生物學活性。
【附圖說明】
[0036] 圖1 :本發明實施例1的實驗流程圖。
[0037] 圖2 :本發明實施例2的實驗流程圖。
[0038] 圖3