硫化氢及其供体硫氢化钠在制药中的用途.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410632955.9 (22)申请日 2014.11.11 A61K 33/04(2006.01) A61P 9/06(2006.01) A61P 9/00(2006.01) (71)申请人 复旦大学 地址 200433 上海市杨浦区邯郸路 220 号 (72)发明人 朱依纯 马善峰 罗艳 丁滢泂 陈莹 浦世新 王文伟 (74)专利代理机构 上海元一成知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 31268 代理人 吴桂琴 (54) 发明名称 硫化氢及其供体硫氢化钠在制药中的用途 (57) 摘要 本发明属药物制药领域， 涉及硫化氢及其供

2、 体硫氢化钠在制药中的用途， 本发明采用外源性 硫化氢及其供体硫氢化钠通过整体动物模型如心 肌梗死后诱发的室性心律失常整体模型， 和心肌 细胞膜片钳、 动作电位记录和心肌细胞不应期测 定等电生理实验， 用于心血管疾病的治疗试验， 结 果显示， 所述的硫化氢及其供体硫氢化钠具有延 长心室肌细胞动作电位时程和绝对不应期的作用 以及延长乳头肌收缩的潜伏期的作用以及稳定心 肌细胞膜的作用， 可进一步制备 Ito钾通道抑制 剂 ； 以及于制备预防或治疗室性心律失常药物。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书16页 附图6页 CN 10

3、5560273 A 2016.05.11 CN 105560273 A 1/1 页 2 1.硫化氢 (H 2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 在用于制备预防或治疗室性心律失常的药 物中的用途。 2.按权利要求 1 的用途， 其特征在于， 所述的室性心律失常是心肌梗死导致的室性心 律失常。 3.按权利要求 1 或 2 的用途， 其特征在于， 所述的硫化氢 (H 2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 延长心肌细胞动作电位时程和绝对不应期， 稳定心肌细胞膜。 4.硫化氢 (H 2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 在用于制备 Ito钾通道抑制剂中的用途。 5.按权利要求 4 的用途， 其特征

4、在于， 所述的硫化氢 (H 2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 选择性地抑制外膜下心肌细胞的 Ito电流， 治疗心肌细胞 I to电流过大导致的心律失常。 6.按权利要求1或4的用途， 其特征在于， 所述的H2S供体由除NaHS以外的其他H2S化 学供体产生。 权 利 要 求 书 CN 105560273 A 2 1/16 页 3 硫化氢及其供体硫氢化钠在制药中的用途 技术领域 0001 本发明属药物制药领域， 涉及硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 在制药中的 用途， ， 具体涉及硫化氢及其供体硫氢化钠在制备治疗抗心律失常药物及用于制备心肌细 胞 Ito钾通道特异性抑制剂

5、中的用途。 背景技术 0002 研究公开了硫化氢 (H2S) 是人体内半胱氨酸的代谢产物， 作为体内一种新型的气 体活性分子， 在心血管系统中 H2S 能够抑制心肌收缩， 舒张血管平滑肌而降低血压， 抑制平 滑肌细胞增殖， 减轻缺血再灌注心肌损伤， 缓解高血压进程和肺动脉高压症状， 在心血管生 理、 病理和心血管疾病治疗中具有重要作用。 0003 据统计， 目前国内心血疾病患者约有 5 千万左右， 以临床心脏性猝死为特征的心 律失常是其中常见的一种心血管疾病， 其时刻威胁着人们的生命 ； 临床实践显示， 目前大部 分抗心律失常药物效果欠佳， 且存在一定的毒副作用， 其中的许多病因各异所致的心律

6、失 常缺乏相应的安全有效的治疗药物。 0004 目前临床预防急性心肌梗死后室性心律失常的首选药物是利多卡因， 其主要作用 机制是通过抑制 0 期除极钠通道， 提高心室肌细胞的兴奋阈值而抑制室性心动过速， 其存 在的缺点在于对神经细胞和心肌细胞无选择性， 可同时抑制神经元， 因此常引起呼吸抑制 等严重不良反应。 室性心律失常严重时可导致急性心力衰竭而危及生命 ； 通常， 心动过速根 据临床表现及发生机制分为多种不同的类型， 如， 其中由于心室肌细胞膜电位不稳定、 兴奋 阈值降低所引起的室性心率失常， 常在缺血、 炎症等条件下诱发， 严重时危及生命， 需及时 预防和治疗。 0005 研究显示， I

7、to钾离子通道在心肌细胞 1 期复极过程中具有重要作用， 可决定复极 速度和动作电位时程 ； 有研究表明 H2S 能减慢心率， 抑制心脏收缩， 降低大鼠离体心脏缺血 / 再灌注诱发心律失常的严重程度和持续时间， 而心肌细胞膜离子通道表达或功能异常是 形成心律失常最重要的病理生理基础， 业内认为， 只有从离子通道功能调控的角度阐述 H2S 对心律失常的作用， 才更具有理论和现实意义， 因此研究 H2S 对心肌细胞跨膜离子通道功能 的调控及其信号转导途径， 对探索 H2S 的生理、 病理以及生物制药具有重 要意义。迄今尚 未见有 H2S 对整体心律失常的作用以及 H2S 对 Ito钾离子通道作用的

8、研究报道 ； 0006 本申请的发明人拟通过研究H2S对心肌细胞离子通道作用的分子机制， 明确H2S在 心血管系统中的作用， 为心律失常、 高血压等心血管疾病的发病机制和治疗药物的研究提 供理论依据。 发明内容 0007 本发明的目的是提供硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 在制药中的新用途。 尤其是硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 在制备抗室性心律失常药物及用于制备心 肌细胞 Ito通道特异性抑制剂中的用途。 说 明 书 CN 105560273 A 3 2/16 页 4 0008 硫氢化钠(NaHS)在水中溶解后可产生硫化氢H2S， 是目前本技术领域公认的

9、H2S的 供体。 0009 本发明采用外源性硫化氢 H2S 及其供体硫氢化钠 NaHS 通过整体动物模型如心肌 梗死后诱发的室性心律失常整体模型， 和心肌细胞膜片钳、 动作电位记录和心肌细胞不应 期测定等电生理实验， 用于心血管疾病的治疗试验， 结果显示， 所述的硫化氢 (H2S) 及其供 体硫氢化钠 (NaHS) 具有延长心室肌细胞 APD( 动作电位时程 ) 和 ARP( 绝对不应期 ) 的作 用， 可用于制备心肌细胞膜稳定药物 ； 所述的硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 具有 针对心肌细胞 Ito钾通道的特异性抑制的作用， 可用于制备 I to钾通道抑制剂 ； 以及所述

10、的 硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 具有能够延长乳头肌收缩的潜伏期的作用 ； 结果证 实， 所述的硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 具有抗心律失常作用， 可用于制备预防 或治疗室性心律失常药物。 0010 本发明的一个实施例中， 所述的硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 用于预防 或治疗心肌梗死等疾病导致的室性心律失常， 能降低心肌梗死后致死性心律失常发生率以 及降低死亡率 ； 本发明的又一个实施例中， 所述的硫化氢 (H2S) 及其供体硫氢化钠 (NaHS) 能选择性地抑制外膜下心肌细胞的 Ito电流， 可用于制备治疗心肌细胞 I to电

11、流过大导致的 心律失常药物。 0011 本发明所述的 H2S 的化学供体还包括除 NaHS 以外的其他 H2S 的化学供体， 所产生 的 H2S 的具有抗心律失常的作用和 Ito钾通道抑制作用。 0012 为了便于理解， 以下将通过具体的附图和实施方式对本发明进行详细地描述。 附图说明 0013 图1(A和B)中显示了大鼠急性心肌梗死模型在缺血前、 缺血10min、 治疗,及治疗 后心电图记录结果 ； 0014 其中， 大鼠治疗组剂量为 NaHS12.5、 25、 50mol/kg、 lidocaine7.5mg/kg, 经股 静脉注射 ； 统计分析表明 , 心梗结扎后治疗前各组的心电图 ST

12、 段在给药后 10min 对照组 ST 段没有改变， 然而 NaHS 组 25、 50mol/kg ST 段与治疗前明显降低 (P 0.016,P 0.007)， lidocaine7.5mg/kg 组的 ST 段与治疗前相比无明显变化 ； 此外 , 在 NaHS50mol/ kg、 Lidocain7.5mg/kg两组与对照组比较显示ST段明显降低(P0.013,P0.013)， 77 的心律失常发生于冠脉结扎后10min ； 所述的心律失常包括 ： 心室颤动和心动过速,以及早 搏， 包括单峰、 二联律、 三联律 ； 所有组心律失常的发生率和严重程度评估得分 system18 使 用原始 E

13、CG 数据的老鼠。 0015 图 2 显示了 NaHS 延长动作电位时程和绝对不应期 ： NaHS 对 SD 大鼠心室肌细胞 AP 各参数的影响， 0016 其中图 2A， 2B 和 2C 分别显示 NaHS50mol/L 处理前后的 AP 曲线， 与对照组比较， 给药 5min 后 APD 明显延长 (124.894.67vs.106.823.50， PMEndo， Epi 细胞 I to通道电流 ( 主要是 Ito,f) 大， 可 达 5 6nA ； Endo 细胞 Ito通道电流 ( 主要是 Ito,s) 较小， 为 2 3nA ； 本实验结果与此一致， 与对照组比较， NaHS50mo

14、l/L 可以显著降低下列膜电位下的外膜下心室肌细胞的 Ito电流 密度 (+20mV， 6.210.68vs.10.601.17pA/pF ； +30mV， 10.042.37vs.16.951.40pA/ pF ； +40mV， 14.061.32vs.22.811.73pA/pF ； +50mV， 18.211.68vs.28.692.09pA/ pF ； +60mV， 21.921.89vs.34.202.47pA/pF， P0.01)。 0093 实施例 4 NaHS 对抑制大鼠心肌细胞收缩的调控 0094 NaHS 对大鼠乳头肌收缩功能的影响 0095 心脏乳头肌营养液 (mM) ：

15、 NaCl137， KCl5.4， MgCl26H2O1.05， NaH2PO4H2O0.43， CaCl2H2O1.8， NaHCO3 12， 葡萄糖 10。调节 pH 值至 7.35 7.4 ； 0096 大鼠乳头肌的制备方法 ： SD 大鼠麻醉后， 取出心脏， 置于营养液中， 并用 95 O2+5 CO2混合气饱和， 常规处理 SD 大鼠左室乳头肌， 移入 28并用 95 O 2+5 CO2混合 气饱和的营养液浴槽中， 固定乳头肌， 腱索端相连于换能器， 给予 1 克负荷， 平衡 30min， 每 隔 5min 换一次营养液， 稳定后开始电刺激乳头肌， 刺激电压调节 10V， 波宽 1m

16、s， 频率 12 次 / 分， 记录收缩曲线， 然后分别给予 NaHS100、 200、 300mol/L 或 Vehicle， 记录药前、 药后 5min、 10min、 15min、 20min、 25min 和 30min 时乳头肌的收缩曲线， 主要分析以下指标 ： 等长 收缩最大张力 (AT， active tension)， 最大收缩速率 (dT/dtmax， maximal rate ofthe rise oftension)， 最大舒张速率 (dT/dtmax， maximal rate ofthe decrease oftension)， 到最 大张力的时间 (TTP， tim

17、e to peak tension)， 肌肉舒张至 50的时间 (RT1/2， time to50 relaxation) 和收缩潜伏期 (Latency， the time from stimulation to contraction) ； 0097 实验分为 4 组 ： 对照组、 NaHS100、 200、 300mol/L 处理组 ； 0098 实验结果显示 ( 如表 14 所示 )， NaHS 能够延长 SD 大鼠乳头肌收缩的潜伏期 ； 0099 待乳头肌收缩稳定后， 分别给予不同浓度的 NaHS， 记录并测量药后 5min、 10min、 15min、 20min、 25min和3

18、0min时乳头肌的收缩曲线， 结果表明200、 300mol/L NaHS作用于 乳头肌之后， 能抑制乳头肌的收缩。 0100 表 14 不同剂量的 NaHS 对于 SD 大鼠乳头肌收缩的剂量时间效应 0101 说 明 书 CN 105560273 A 15 14/16 页 16 0102 说 明 书 CN 105560273 A 16 15/16 页 17 0103 说 明 书 CN 105560273 A 17 16/16 页 18 0104 本发明中， 乳头肌收缩的潜伏期是指从接受刺激到出现机械收缩的时间， 主要包 括诱发 AP 产生、 ICa-L通道开放、 雷诺定受体 (ryanodi

19、ne receptor， RyR) 钙释放、 Ca 2+与肌 钙蛋白结合和横桥摆动等时间 ； 0105 影响潜伏期的主要因素有 ： ICa-L通道的最大开放时间、 RyR 钙释放能力， 肌钙 蛋白活性和 ATP 供能， 给予不同浓度的 NaHS 溶液后， 可以观察到 NaHS 能够延长 SD 大 鼠乳头肌收缩的潜伏期， 与对照组比较， NaHS100mol/L 可以使乳头肌收缩的潜伏期 延 长 ( 药 后 5min 增 加 102.371.64 ； 药 后 15min 增 加 102.441.61 ， P0.05)， NaHS200mol/L 处理 25min 时间点能够使乳头肌收缩的潜伏期增

20、加 116.756.09 (P0.05)， 特别是 NaHS300mol/L 可以较长时间内提高乳头肌收缩的潜伏期 ( 药后 10min 增加 106.164.10， P0.05vs.control)， 给药后 15min、 20min、 25min 分别增加 119.016.71、 126.307.38、 128.228.53 (P0.01vs.control)。 0106 本发明中， H2S 能够延长乳头肌收缩的潜伏期， 很大程度上与 ICa-L通道充分开放的 时间延迟有关， 乳头肌是由 M 细胞组成， 其 Ito的分布和电生理特性与 Epi 相近。由于 Ito电 流是影响 AP2 期 I

21、Ca-L通道充分激活开放的关键因素， 因此可以认为 H2S 延长乳头肌收缩的 潜伏期是其抑制心室肌细胞 Ito 电流的结果和外在表现形式。 说 明 书 CN 105560273 A 18 1/6 页 19 图 1 说 明 书 附 图 CN 105560273 A 19 2/6 页 20 图 2 说 明 书 附 图 CN 105560273 A 20 3/6 页 21 图 3 说 明 书 附 图 CN 105560273 A 21 4/6 页 22 图 4 说 明 书 附 图 CN 105560273 A 22 5/6 页 23 图 5 说 明 书 附 图 CN 105560273 A 23 6/6 页 24 图 6 说 明 书 附 图 CN 105560273 A 24