本發(fā)明涉及一種抗菌肽mu1的應(yīng)用,特別是抗菌肽mu1在制備缺氧缺血性腦病的藥物以及制備缺氧缺血后神經(jīng)元保護(hù)的藥物中的應(yīng)用,屬于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
1、缺氧缺血性腦損傷(hypoxic?ischemic?brain?damage,hibd)?是由于各種因素引起的腦缺氧或缺血而形成的常見的腦損傷,主要表現(xiàn)為意識狀態(tài)及肌張力變化。新生兒缺氧缺血性腦?。╤ypoxic-ischemic?encephalopathy,?hie),是由于各種圍生期因素引起的腦缺氧或缺血所致腦損傷,是全球新生兒死亡及腦損傷所致遠(yuǎn)期神經(jīng)行為異常的主要原因之一。根據(jù)病情變化可分為輕、中、重度。輕、中度表現(xiàn)為興奮或遲鈍,肌張力正常或減低。重度可有昏迷、肌張力松軟、驚厥頻繁等,多伴有嚴(yán)重的后遺癥如腦癱、癲癇、學(xué)習(xí)困難等,是患者窒息后產(chǎn)生的一種嚴(yán)重并發(fā)癥狀,具有較高的病死率與致殘率。hie的病理生理學(xué)發(fā)病機(jī)制涉及復(fù)雜的神經(jīng)元興奮毒性、神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激等之間的相互作用,并且其發(fā)病機(jī)制及病理生理表現(xiàn)不同于成年卒中。新生兒發(fā)生神經(jīng)元興奮性毒性的風(fēng)險(xiǎn)高于成年人,且更易于受到癲癇發(fā)作的影響;此外,新生兒大腦抗氧化能力發(fā)育不足,損傷后的血腦屏障通透性較成年人損傷后增加得更顯著。
2、目前,hie仍然缺乏有效的臨床治療手段。hie的腦保護(hù)措施一直是國際關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn),目前最有效的干預(yù)措施為低溫治療,但療效有限,而且低溫療法在實(shí)驗(yàn)室及臨床中的具體治療方案存在很大差異,降溫時(shí)間及降溫程度在不同病例中均有不同,這對臨床治療的方案設(shè)計(jì)造成了困擾?;趆ie復(fù)雜且異于成年疾病的發(fā)病機(jī)制,以及新生兒用藥劑量與方式的獨(dú)特性,目前的藥物干預(yù)方案依然不成熟。例如,有研究表明:促紅細(xì)胞生成素聯(lián)合低溫治療在大鼠hie模型中效果差異較大,表現(xiàn)為輕微的損傷緩解或沒有明顯的挽救效果,而在新生獼猴的研究中,這種方案可以降低腦癱后遺癥的發(fā)生率。而神經(jīng)營養(yǎng)因子雖然具有修復(fù)功能,但是藥理臨床結(jié)果提示神經(jīng)營養(yǎng)因子藥物分子量大且半衰期短,因此需要大劑量給藥,但仍然存在效力低下的問題,并且大劑量全身給藥也帶來較大的藥物副作用。另外有研究表明,抗氧化劑的挽救效應(yīng)可能與性別有關(guān)。此外,大劑量的抗氧化劑給藥會過度激活谷氨酸受體從而產(chǎn)生神經(jīng)毒性。而納米制劑包裹材料在新生兒體內(nèi)的代謝仍然缺乏研究。此外,新生兒大腦中受體和酶的特性及表達(dá)水平與成年人存在差異,藥物代謝的器官——肝臟與腎臟的發(fā)育也與成年人差異巨大。因此,成人疾病中的治療方案也不能完全適用于新生兒。
3、宿主防御肽(host?defense?peptides,hdps)是一種潛在藥物研發(fā)的小分子,但是其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的研究十分有限。固有免疫分子cathelicidins是脊椎動物體內(nèi)宿主防御肽,家族成員之一,人和鼠中只發(fā)現(xiàn)一種cathelicidin,人為ll-37、鼠為cramp。cathelicidins主要表達(dá)于多種免疫細(xì)胞,如中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等,也表達(dá)于一些非免疫細(xì)胞,如上皮細(xì)胞和角質(zhì)細(xì)胞。最新的研究表明其在胰島細(xì)胞,神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中也有表達(dá)。大多數(shù)的宿主防御肽cathelicidins多肽具有廣譜的抗微生物活性,包括革蘭氏陽性和陰性細(xì)菌、真菌、病毒和寄生蟲等。此外,宿主防御肽cathelicidins還對免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞具有多樣的免疫調(diào)節(jié)功能。更為重要的是宿主防御肽cathelicidins在藥物開發(fā)領(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在:1)廣譜高效的抗菌活性;2)不易引起微生物耐藥性;3)免疫調(diào)節(jié)活性強(qiáng);4)分子量小,結(jié)構(gòu)簡單,毒性和免疫原性低;5)分子改造空間大。目前的研究證實(shí),內(nèi)源性cathelicidins參與了多種自身免疫病和自身炎癥性疾病的發(fā)病過程。有研究表明cramp(鼠cathelicidins)與aβ蛋白結(jié)合后可減輕小膠質(zhì)細(xì)胞(microgliacells,?mgs)的活化程度,從而使得該蛋白無法形成阿爾海默氏病特有的蛋白結(jié)構(gòu);cramp基因敲除后使得腦膜炎后免疫細(xì)胞活化、炎癥介質(zhì)的釋放增多、死亡率升高。雖然內(nèi)源性cathelicidins在體內(nèi)的作用機(jī)制受到廣泛關(guān)注,但是作為外源性藥物用于治療神經(jīng)系統(tǒng)類疾病并不廣泛。多數(shù)外源性cathelicidins以抗菌作用應(yīng)用于制備消毒殺菌劑,在實(shí)驗(yàn)室研究中發(fā)現(xiàn)在表皮修復(fù)和腫瘤治療中有一定程度的作用,但是,外源性cathelicidins對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療應(yīng)用仍然鮮為人知。最近發(fā)表的一篇研究提示外源性cathelicidins可以緩解帕金森疾病神經(jīng)系統(tǒng)的氧化應(yīng)激反應(yīng),在hie的治療中仍然沒有外源性cathelicidins應(yīng)用的報(bào)道。
4、外源性抗菌肽作用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病面臨外源性藥物靶向神經(jīng)系統(tǒng)的普遍問題:血腦屏障的穿透性,毒性與安全性,給藥是否會加重炎癥反應(yīng)等。大多數(shù)外源性抗菌肽分子量較小,攜帶正電荷,可能與血腦屏障細(xì)胞膜發(fā)生反應(yīng),而穿越血腦屏障需要減少與血腦屏障的相互作用和藥物極性。外源性藥物進(jìn)入血腦屏障前還要具有血漿穩(wěn)定性,保證進(jìn)入體內(nèi)到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)之前不會被降解。另外,神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)生可能伴有血腦屏障的損傷,在給藥的同時(shí)還需考慮外源性藥物作用是否會加重神經(jīng)炎癥造成的血腦屏障損傷。
5、mu1抗菌肽提取純化于一種云南蛙——腹斑倭蛙的皮膚分泌物,是一種24位氨基酸殘基組成的多肽(argkkeckddrcrllmkrgsfsyv),其序列如seq?id?no:1所示,屬于抗菌肽cathelicidin家族,是一種宿主防御肽。現(xiàn)有研究表明mu1在高濃度劑量時(shí)對哺乳動物細(xì)胞依然沒有細(xì)胞毒性和溶血活性,具有安全、穩(wěn)定、高效的特點(diǎn)。經(jīng)檢索,抗菌肽mu1在缺氧缺血性腦病以及神經(jīng)元保護(hù)方面的作用目前尚無文獻(xiàn)報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對以上技術(shù)問題,本發(fā)明擬提供一種抗菌肽的應(yīng)用,特別是抗菌肽mu1在制備缺氧缺血性腦病的藥物以及神經(jīng)元保護(hù)的藥物中的應(yīng)用。
2、本發(fā)明保護(hù)抗菌肽mu1在制備缺氧缺血性腦病的藥物中的應(yīng)用。
3、本發(fā)明還保護(hù)抗菌肽mu1在制備缺氧缺血后神經(jīng)元保護(hù)的藥物中的應(yīng)用。
4、進(jìn)一步地,所述的缺氧缺血性腦病包括缺氧缺血性腦損傷。
5、進(jìn)一步地,所述的缺氧缺血性腦病為新生兒缺氧缺血性腦病。
6、進(jìn)一步地,所述藥物的劑型包括注射劑、膠囊劑。
7、本發(fā)明通過乳鼠腦內(nèi)神經(jīng)元及小膠質(zhì)細(xì)胞宿主防御肽的表達(dá)譜,證明了在hie后的急性時(shí)間窗內(nèi)源性宿主防御肽表達(dá)的改變,提示其可能發(fā)揮了一定的抵御外源性損傷作用?;诖嘶A(chǔ),發(fā)明人將云南蛙皮膚中提取的一種抗菌肽mu1對?hie后小鼠進(jìn)行外源性補(bǔ)充,研究其在腦保護(hù)中是否發(fā)揮效應(yīng),以及如何發(fā)揮作用。本發(fā)明實(shí)施例體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明了抗菌肽mu1減少了新生兒缺氧缺血性腦病液化損傷的發(fā)生率和病灶液化面積。體外實(shí)驗(yàn)證明,原代神經(jīng)元給予mu1后可以減緩糖氧剝奪(oxygen-glucose?deprivation,ogd)處理造成的細(xì)胞凋亡,說明抗菌肽mu1可以在缺氧缺血時(shí)保護(hù)神經(jīng)元,通過減少缺氧缺血后的神經(jīng)元凋亡來發(fā)揮腦保護(hù)的作用。hie小鼠腹腔注射mu1后減少了新生兒缺氧缺血性腦病液化損傷的發(fā)生率和病灶液化面積,驗(yàn)證了外源性宿主防御肽mu1對hie的腦保護(hù)作用。在進(jìn)一步的機(jī)制探究中發(fā)現(xiàn),體外實(shí)驗(yàn)分別給予人源性小膠質(zhì)細(xì)胞hmc3和小鼠原代神經(jīng)元mu1后,原代神經(jīng)元在缺血缺氧條件下的凋亡減少,而hmc3給予mu1后小膠質(zhì)細(xì)胞在缺氧缺血條件下的吞噬功能并沒有改變,這說明mu1不影響小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬功能,在一定程度上可以維持腦內(nèi)環(huán)境平衡,通過減少缺氧缺血后的神經(jīng)元凋亡來發(fā)揮腦保護(hù)的作用。實(shí)驗(yàn)還通過小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的重要神經(jīng)營養(yǎng)因子及穩(wěn)態(tài)維持因子tgfβ1的表達(dá),結(jié)合其形態(tài)學(xué)變化證明了mu1避免了小膠質(zhì)細(xì)胞在ogd后向促炎表型過度轉(zhuǎn)化。說明mu1可以在缺氧缺血時(shí)保護(hù)神經(jīng)元,減少缺氧缺血后的神經(jīng)元凋亡,并且維持了小膠質(zhì)細(xì)胞的穩(wěn)態(tài),保持吞噬功能,有利于缺氧缺血后的腦微環(huán)境修復(fù),這說明mu1通過減少神經(jīng)元凋亡、恢復(fù)小膠質(zhì)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)來發(fā)揮腦保護(hù)作用。
8、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
9、本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)乳鼠hie后急性時(shí)間窗內(nèi)內(nèi)源性宿主防御肽表達(dá)的改變,證明外源性補(bǔ)充抗菌肽mu1可以對hie損傷發(fā)揮腦保護(hù)作用,證明抗菌肽mu1在制備新生兒缺氧缺血性腦病的藥物中的應(yīng)用,抗菌肽mu1在缺氧缺血時(shí)保護(hù)神經(jīng)元,減少缺氧缺血后的神經(jīng)元凋亡,并且能維持小膠質(zhì)細(xì)胞穩(wěn)態(tài)并對小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬沒有影響,這使得mu1對腦保護(hù)的應(yīng)用具有安全、穩(wěn)定、高效的特點(diǎn),在hie中具有潛在的應(yīng)用前景。