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编号:10497522
三个环己醇类衍生物与阿片受体作用关系的研究
http://www.100md.com 《山西医科大学学报》 2000年第2期
     作者:高治平

    单位:高治平(山西中医学院生理学教研室 太原 030024)

    关键词:环己醇类;受体,μ;受体,δ;受体,κ;体外研究;小鼠

    山西医科大学学报000207

    摘要: 目的 探讨3个胺基环己醇类衍生物Fs-8125、Fs-8206、Fs-8702与阿片受体的结合特性。方法 ①采用受体结合实验法测定这3个衍生物对阿片受体亚型μ、δ、κ结合的IC50值。②采用离体生物测试法测定这3个衍生物抑制豚鼠回肠纵行肌(GPI)收缩的Kd值。结果 ①受体结合试验测得3个衍生物与阿片受体μ、δ、κ结合的IC50值均在10-7~10-10 mol/L的范围内。其中Fs-8125与μ受体的亲和力最强(IC50值为1.55×10-10 mol/L),与δ、κ受体的亲和力最弱(IC50值约为10-7 mol/L);其μ/δ比值最大,达877。②离体生物实验测得Fs-8125与****对照的抑制比值最大(200 ±30),但这3个衍生物的Kd值(Nal和Mr.2266)均在1~3之间,没有显著差异。
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    中图分类号: R962 文献标识码: A

    文章编号:1007-6611(2000)02-0109-04

    1967年Martin[1]首先提出脑内存在多种阿片受体的设想。以后,药理实验和受体结合试验证实了这一假设。到目前为止,人们提出的阿片受体亚型有5种,即μ、δ、κ、σ和ε受体。

    1979年,有报道证明[2],环己醇类是新发现的具有较强镇痛作用的一类药物。但药物与阿片受体作用的特点未见进一步研究的报道。本文就中科院药研所第五室化学组合成的3个胺基环己醇类衍生物Fs-8125、Fs-8206、Fs-8702,从受体结合及离体生物试验等方面进行较全面的研究(本实验在中科院药研所五室完成)。

    1 材料

    1.1 药物 [3H]羟甲芬肽尼(F-7302),环己醇类衍生物中3个:Fs-8125、Fs-8206、Fs-8702由中国科学院上海药物研究所第五研究室化学组合成;吗啡由青海制药厂出品;[3H]依托芬、纳洛酮(Nal)为上海医科大学合成;Mr.2266[(-)2-(3-呋喃甲基)-5,9-二乙基-2′-羟基-6,7-苯吗啡烷]由英国Aberdeen大学成瘾性药物研究室Kosterlitz教授赠送;[3H]DPDPE、[3H]DADLE购自于Amershem放射化学中心。
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    1.2 动物 受体结合试验雌雄兼用小鼠,离体生物试验雌雄兼用豚鼠。以上动物由中国科学院上海分院动物饲养中心提供。

    2 实验方法

    2.1 受体结合实验

    2.1.1 小鼠脑匀浆制备 小鼠雌雄兼用,断头取脑,用0.05 mol/L,25 ℃,pH=7.4的Tris-HCl缓冲液漂洗后匀浆,4 900 r/min离心30 min,去上清液,用同样Tris-HCl缓冲液洗蛋白。沉淀后,再同样离心一次,后将所得的沉淀膜受体蛋白悬浮于同种Tris-HCl缓冲液中,再用双缩尿法测定蛋白质含量,以牛血清蛋白为标准。最后用同种Tris-HCl缓冲液将蛋白质稀释至10 g/L左右,分装,于-40 ℃贮存备用。

    2.1.2 受体结合试验 以高选择性μ受体配体[3H]羟甲芬肽尼(F-7302)分别对3个衍生物进行μ受体的竞争性抑制测定,以高选择性δ受体配体[3H]DPDPE分别对3个衍生物进行δ受体的竞争性抑制测定,用[3H]Etorphine同时加入30 nmol的F-7302、100 nmol的DADLE,分别对3个衍生物进行κ受体测定[3,4]。非特异性结合通过加20 nmol的Etorphine和标记性配体测得[3,4]。样品管在25 ℃中孵育,管总体积为0.4 ml,内含小鼠脑蛋白2.3 mg左右。样品孵育30 min后,立即置冰浴中冷却,在Millipore 1225型过滤器上经Whatman GF/C滤纸快速过滤,用冰的Tris-HCl(0.05 mol/L,0 ℃,pH7.4)缓冲液冲洗3次,每次4 ml,待滤纸烘干后放入盛有5 ml闪烁液(含PPO、POPOP和二甲酸)的计数瓶中,在FJ-2101液体闪烁仪中测定放射性。药物的IC50值经浓度-机率单位线性回归所得。本实验所用测试数据均为3复管的平均值。每次实验重复3次,误差小于10%。
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    2.2 离体生物实验

    2.2.1 标本的制备 参考Kosterlitz法[5]击昏豚鼠,快速取出豚鼠回肠,剪成几段(6~8 cm/段),放入已在恒温槽中恒温过的Kreb营养液(37±1)℃中,后将回肠串在倾斜的玻棒上,用已恒温过的脱脂棉轻轻地剥制回肠的神经丛纵行肌;然后将纵行肌(GPI)折成3 cm左右的长度,二端绑以细线固定。注意:整个过程要快,同时不断地用37 ℃的营养液给予湿润,制备中不可牵拉过度。

    最后,将制备好的GPI悬于含有6 ml Kreb溶液的浴管中,恒温(37±1) ℃,内通体积分数为95%氧与5%二氧化碳的混合气体。

    2.2.2 生物测试 不断冲洗标本,45 min后给予GPI标本静止时的张力负荷,大约500 mg;15 min后,由浴管上下两端铂电极产生的电场刺激引起纵向收缩,收缩活动情况用等长换能器与自动平衡记录仪记录。刺激参数如下:波宽:1 ms单方波;电压:50V;间隔:15 s。
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    利用两个选择性拮抗剂纳洛酮(μ受体)和Mr.2266(μ和κ受体)鉴定衍生物与离体器官阿片受体亚型作用的性质。金文桥等[6]证明:药物与μ受体的作用易被纳洛酮和Mr.2266拮抗,药物与κ受体的作用易被Mr.2266拮抗,而不易被纳洛酮拮抗;药物与δ受体的作用,纳洛酮和Mr.2266都不易拮抗。拮抗解离平衡常数Kd值(Nal或Mr.2266)决定化合物对离体器官阿片受体亚型的选择性。由于环己醇类化合物作用于GPI后不易冲洗恢复,耐受性较强,尤其是Fs-8125与Fs-8702,基于这种情况,测定Nal和Mr.2266二者的Kd值用以下方法。

    在同一个豚鼠中,剥制4个纵行肌标本GPI,在其中3个GPI标本中各注射不同的药物剂量,使收缩抑制率在20%与80%间均等分布;作剂量-反应曲线,找出抑制率50%对应的药物浓度IC50值,在第4个GPI标本上注射Nal(或Mr.2266)10 nmol,15~20 min后待收缩又重新稳定,不要冲洗,接着注射IC5010倍剂量的药物,待稳定后测出其抑制率,在直线上找出相应的药物浓度M0,这样,Kd=10(Nal或Mr.2266剂量)/[10IC50/M0-1][5];Kd值单位:nmol,每数据由重复3次实验得到。
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    3 实验结果

    3.1 受体结合实验 3个胺基环己醇类衍生物的浓度和抑制标记配体结合的百分率有良好的线性关系;抑制百分率同非标记配体(衍生物)浓度作图呈S型曲线。所得的3个衍生物对各种阿片受体亚型的IC50值见表1。

    表13 个胺基已醇衍生物抑制受体结合的IC50值(mol/L)

    从表1中结果可看出:3个胺基环己醇类衍生物Fs-8125、Fs-8206、Fs-8702与阿片受体μ、κ、δ结合的IC50值均在10-7~10-10 mol/L的范围内,说明这3个衍生物与阿片受体μ、κ、δ有较高的亲和力。对于μ受体,Fs-8125的IC50值最小,说明Fs-8125与μ受体亲和力最强,Fs-8206、Fs-8702的IC50值较大,说明这两个衍生物与μ受体的亲和力较Fs-8125弱。对于κ和δ受体,Fs-8206、Fs-8702的IC50值较小,亲和力较强;Fs-8125的IC50值较大,亲和力较弱。这3个衍生物的μ/δ的比值分别为[8]:Fs-8125为877,Fs-8206为6.4,Fs-8702为15.9。与已知μ受体选择性配体羟甲芬太尼[3,4](μ/δ比值为363[8])相比,Fs-8125μ/δ的比值高于羟甲芬太尼,提示Fs-8125对阿片μ受体有较高选择性;而Fs-8206、Fs-8702的μ/δ比值很小,提示对阿片受体亚型的选择性较差。
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    3.2 离体生物试验 3个胺基环己醇类衍生物在豚鼠回肠神经丛纵行肌GPI上与****(NM)比较的抑制比值、抑制50%左右后冲洗恢复1/2的时间t1/2以及Nal、Mr.2266的拮抗解离平衡常数Kd值见表2。

    表2 3个胺基环己醇类衍生物对GPI的作用 衍生物

    与NM的抑制比值

    Nal的Kd

    (nmol/L)

    Mr.2266的Kd

    (nmol/L)

    t1/2(h)
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    Fs-8125

    200±30

    2.0±0.9

    1.5±0.2

    1

    Fs-8206

    170±20

    2.14±0.73

    1.16±0.14

    1/2 h后全恢复

    Fs-8702

    45±2
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    1.83±0.36

    1.98±0.52

    2

    这3个环己醇类衍生物对电刺激引起的GPI收缩活动具有较强的抑制作用。这种抑制作用容易被μ受体拮抗剂Nal和μ、κ受体拮抗剂Mr.2266逆转,逆转作用的Kd值(Nal和Mr.2266)均在1~3的范围内,无显著差异。说明这3个衍生物对阿片受体亚型没有明显选择性。通过对Fs-8125、Fs-8206、Fs-8702的抑制作用与****(NM)的抑制作用比较(抑制比值),可看出3个衍生物的作用强度顺序为:Fs-8125>Fs-8206>Fs-8702。抑制50%左右后冲洗恢复1/2的时间t1/2值的大小顺序为:Fs-8702>Fs-8125>Fs-8206。

    4 讨论
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    环己醇类衍生物与阿片受体关系的研究对于阐明环己醇类药物的作用原理以及寻找高效的非成瘾性镇痛药物具有重要意义。将受体结合实验与离体生物实验两者结合起来研究,除了可以探讨这类衍生物与受体结合的药理学特性外,还可以在受体大分子与药物小分子间的互相作用上阐明药物的构-效关系规律,为药物的定向设计提供可靠的科学依据。

    3个环己醇类衍生物在受体结合方面的IC50值代表与受体结合的亲和力。配体与μ受体结合的IC50值和与δ受体结合的IC50值的比值(μ/δ比值)说明配体对μ受体的选择性[8]。实验结果表明,Fs-8125的μ/δ比值大,而Fs-8206,Fs-8702的μ/δ比值很小,说明3个衍生物中只有Fs-8125对μ受体有较高的选择性。

    离体生物实验的Kd值代表化合物对离体器官阿片受体亚型的亲和力。实验测得3个衍生物的Kd值间没有显著差异。这一结果提示这3个衍生物与GPI上的μ、κ、δ受体没有特异选择性。
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    一般说来,受体结合实验的IC50值和离体实验的Kd值间有较好的平行关系[10]。但从实验结果来看,受体结合实验得到Fs-8125对μ受体有较高选择性,而离体实验得出3个衍生物对μ、κ、δ受体没有特异选择性。也就是说两方面实验的结果不存在很好的平行关系。

    笔者认为这两个结果的不平行关系可能与药物起作用的过程不同有关。受体结合实验是配体直接和悬浮于溶液中的膜蛋白受体进行结合的,与配体本身的脂溶性、通过组织结构的扩散率等无关;离体生物实验是配体通过扩散进入豚鼠回肠肌间神经丛的轴突末梢处,经突触前抑制阻遏肌间神经丛中胆碱能神经末梢Ach释放而起抑制GPI收缩效应的[9]。而到达肌间神经丛轴突末梢处起作用的配体量,受分子的脂溶性、通过组织的扩散速率等的影响。如配体脂溶性小、扩散速率慢,到达轴突末梢处的配体量就少,抑制GPI的效应就弱;相反,抑制GPI的效应就强。此外,受体结合实验与离体生物实验结果的这种不平行关系可能还与配体的分子量、分子的空间结构、配体与受体结合的强度及药物的代谢等有关。但其确切机理还需进一步研究。
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    本实验的结果虽然不能直接用来解释环己醇类镇痛作用的原理,但对于揭示环己醇类起作用的一般规律可能有所帮助。

    作者简介:高治平,男,1964年10月生,本科,讲师

    参考文献:

    [1] Martin WR.Multiplicity of opioid receptors[J].Pharmacol Rev,1967,(19):463.

    [2] Gillan MGC.A potent and specific agonist for morphine receptors[J].J Med Chem,1981,8(24):404.

    [3] 徐衍,陈洁,池志强.羟甲芬肽尼——一个新的μ阿片受体激动剂[J].中国科学*B辑,1984,(8):733.
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    [4] 池志强,朱友成,金文桥.羟甲芬肽尼——一种新的高选择性μ阿片受体激动剂[J].中国科学基金,1997,11(4):280~283.

    [5] Kosterlitz HW,Watt AJ.The characterization of the opiate receptors[J].Br J Pharmacol,1968,33:266.

    [6] 金文桥,陈新建,池志强.羟甲芬肽尼对离体器官阿片受体亚型的选择性[J].中国科学.B辑,1986,(6):642~646.

    [7] 金文桥.阿片受体分型的某些进展[J].生理学进展,1986,17(1):9~13.

    [8] 翁坚慧,徐修容,朱友成,等.3-甲基芬肽尼衍生物构效关系及受体结合特征研究[J].药学学报,1990,25(3):178~185.

    [9] 张慧秀,汤健,李思嘉,等.四种单胺递质拮抗剂对于吗啡抑制豚鼠回肠收缩效应的影响[J].中国药理学报,1983,4(2):92~95.

    [10]Ionescu F.The opiate narcotics[M].New York:Pergamon Press,1975.41~42.

    收稿日期:1999-11-22, http://www.100md.com