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研究背景和目的: 良性前列腺增生症(benign prostatic hyperplasia, BPH)是由前列腺尿道周围区细胞的良性腺瘤性增生而引起的中老年男性的常见病、高发病,其发病率随着年龄的增长而增加。随着全球社会人口老龄化的到来,其庞大的患者人群以及高昂的医疗费用已经成为一种严峻的社会问题,也成为全球性关注的公共健康问题。患者随着前列腺移行区细胞的增生,体积不断增大的前列腺压迫前列腺部尿道,引起尿动力学上的膀胱出口梗阻(bladder outlet obstruction,BOO),而表现出包括储尿期、排尿期及排尿后的下尿路症状(lower urinary tract symptoms,LUTS),临床表现为尿频、尿急、尿失禁和夜尿增多等刺激症状,以及尿流细、排尿踌躇、尿滴沥和尿潴留等梗阻症状。对于前列腺增生引起的尿路梗阻及膀胱刺激等下尿路症状的治疗,α?1-肾上腺素受体拮抗剂由于舒张前列腺平滑肌细胞,以达到缓解尿路梗阻的目的而成为目前公认的治疗BPH及其引起的LUTS和膀胱流出道梗阻的首选药。 虽然α1-肾上腺素受体阻滞剂其治疗BPH的效果得到肯定。但由于α1-肾上腺素受体广泛分布于机体的各种器官、组织和细胞,不同组织细胞上的?1-肾上腺素受体的药理学特性并不均一,并存在?1A、?1B和?1D多种亚型。对于BPH患者,其下尿路膀胱颈、前列腺包膜及增生的前列腺基质中的平滑肌主要以?1A和?1D肾上腺素受体亚型为主。因此研制超选择性阻滞?1A和或?1D及高尿路选择性的?1肾上腺素受体亚型选择性拮抗剂是目前有效治疗BPH的关键。 YM0301对映体是广州医学院药物研究中心设计、合成的一对全新化合物,具有选择性拮抗?1A/D受体的作用,是一种新型的?1-肾上腺素受体阻滞剂,具有潜在治疗前列腺增生症的作用。本研究主要以YM0301一对对映体(简称为YM0301-A及YM0301-B)及YM0301外消旋体(简称为YM0301)为研究对象,建立一系列前列腺增生的动物模型,从离体组织到体内、外整体动物评价YM0301-A及YM0301-B治疗前列腺增生症的作用及可能机制,并对其安全性初步评估,以期为寻找具有潜在治疗BPH的手性药物提供实验依据。 研究内容和方法: 1、采用离体组织肌条舒张作用实验,计算 pA2值,比较 YM0301-A、YM0301-B及YM0301对?1肾上腺素受体三种亚型的作用特性及对下尿路组织的功能选择性作用。 2、采用测定正常大鼠血压及膀胱内压的实验,比较 YM0301-A、YM0301-B及YM0301对正常大鼠血压及充盈性膀胱内压的影响。 3、建立丙酸睾酮皮下注射致去势大鼠前列腺增生模型动物,灌胃给药4周后,通过组织形态学、宏观及微观测量和免疫组化方法,探讨YM0301-A及YM0301-B对丙酸睾酮致大鼠良性前列腺增生的治疗作用及可能机制。 4、复制大鼠下尿路部分狭窄导致膀胱泌尿功能障碍的动物模型,造模2W后连续灌胃给药4周,用充盈性膀胱测压的方法观察YM0301-A及YM0301-B对膀胱泌尿功能的影响及可能的作用机制。 5、复制胎鼠尿生殖窦植入诱导大鼠前列腺间质增生动物模型,复制模型3天后连续灌胃给药4周,通过组织形态学、宏观及微观测量方法,探讨YM0301-A及YM0301-B对大鼠前列腺间质增生的治疗作用及可能机制。 6、通过小鼠急性毒性实验及体外致突变Ames试验(平板掺入法),考察YM0301-A及YM0301-B的安全性。 研究结果: 1、YM0301-A、YM0301-B及YM0301均为竞争性?1肾上腺素受体亚型选择性拮抗剂,选择性作用于?1A及?1D受体亚型。其中 YM0301-A选择性及内在活性较YM0301-B及YM0301强,对?1D的作用比?1B强22倍, YM0301-A对?1A及?1D的高选择性作用相对较强。YM0301-A、YM0301-B及YM0301对下尿路组织前列腺肌条、膀胱肌条及尿道环等有较高活性,有一定的选择性,并对下尿路组织具有泌尿组织选择性。YM0301-A对主动脉/门静脉的活性差异,表明YM0301-A在治疗前列腺增生症方面可能具有相对较低的潜在的心血管副作用的优势。 2、YM0301-A及YM0301-B是?1受体亚型选择性拮抗剂,并对血管、泌尿组织有一定的选择性。体内对血压的影响结果表明,YM0301-A及 YM0301-B间对血压的影响亦有选择性,从YM0301-A、YM0301-B及YM0301对心血管系统的作用强度比较,YM0301-B对血管的舒张作用明显强于YM0301-A,而YM0301作用居中。在对麻醉大鼠膀胱排尿功能的实验结果表明,YM0301-A对麻醉正常大鼠膀胱压阈值变化率及膀胱排尿压的变化率不大,只是轻微延长排尿间隔;YM0301-B随着剂量的加大,其对麻醉正常大鼠膀胱压阈值变化率及膀胱排尿压的变化率较大,显著延长排尿间隔;而YM0301的作用介于两者之间。 3、YM0301-A及YM0301-B对丙酸睾酮致大鼠良性前列腺增生具有抑制作用,并能改善膀胱的病理改变和泌尿功能。其抑制前列腺增生的作用与降低前列腺腺腔上皮高度、腺腔上皮体积、前列腺间质体积、前列腺腺腔平均周长及腺腔平均体积有关,总体上表现为前列腺重量和体积的降低。另外,YM0301-A及YM0301-B抑制大鼠前列腺间质组织的增生与其抑制前列腺间质中?-SMA的表达有关,YM0301-A抑制前列腺增生的作用比YM0301-B强。 4、YM0301-A、YM0301-B及YM0301通过降低排尿后压力,提高有效排尿率而改善排尿功能,其中YM0301-A抑制膀胱、输尿管及肾器官指数的增长作用最明显,并能通过抑制膀胱肌层胶原的沉积而延缓或阻滞膀胱病变,改善或保护膀胱功能。其次,膀胱泌尿功能的改善与YM0301-A显著降低逼尿肌的自主收缩有关。 5、YM0301-A及YM0301-B对尿生殖窦植入法致大鼠前列腺增生有一定的治疗作用。YM0301-A抑制前列腺增生的作用强于YM0301-B,表现在微观上降低前列腺腺腔上皮高度、腺腔上皮体积、前列腺间质体积、前列腺腺腔平均周长及腺腔平均体积,宏观上降低前列腺腹叶湿重指数、体积指数而抑制前列腺增生;组织形态学显示,YM0301-A明显减缓前列腺上皮细胞增生及间质增生,一定程度抑制了前列腺增生的病理变化;其次,YM0301-A抑制间质?-SMA特异表达蛋白的作用强于YM0301-B。 6、小鼠急性毒性实验表明,YM0301-A、YM0301-B及YM0301小鼠口服给药LD50(mg/kg)分别为:2248.6mg/kg、1085.4 mg/kg及1351.6mg/kg,都超过1000 mg/kg(小鼠),若以临床上拟推荐人用每天最大剂量(75mg/60kg),经换算后已相当于人用剂量的近128倍,因此可以说本药物是相当安全的。在致突变实验中, YM0301-A、YM0301-B及YM0301在Ames实验中均为阴性结果,表明该化合物在正常剂量下没有明显的遗传毒性。 研究结论: YM0301-A、YM0301-B及YM0301均为竞争性?1肾上腺素受体亚型选择性拮抗剂,对下尿路组织具有泌尿组织选择性。其可通过抑制前列腺增生、改善膀胱泌尿功能而达到治疗良性前列腺增生症的作用。其中,YM0301-A具有相对较高的对下尿路组织选择性及较弱的血管作用,推测YM0301-A在治疗前列腺增生症方面可能具有相对较强的治疗作用及较低的心血管副作用的优势。 创新点: 1、建立了离体组织方法进行手性药理学研究。 2、建立了多种前列腺增生的疾病动物模型,从不同层次、多角度较全面地评价了YM0301-A及YM0301-B对前列腺增生症的治疗作用。 3、通过对YM0301-A及YM0301-B药效学成药性评价,研究结果提示YM0301-A有可能成为治疗良性前列腺增生症作用较强、对心血管副作用较弱的优映体。