小肠靶向释放NO前药作为P-gp抑制剂促进P-gp底物药物口服吸收的研究

基本信息
批准号:81603064
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:17.30
负责人:侯静丽
学科分类:
依托单位:天津医科大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李荣珊,李秀岚,聂江平,刘文波,谈小莉
关键词:
α葡萄糖苷酶活化一氧化氮供体靶向释放p糖蛋白抑制剂
结项摘要

Intestinal transporter P-glycoprotein limits the intestinal absorption of drugs by flushing out the substrate drugs out from a cell. The use of P-gp inhibitors could be an effective way to improve the bioavailability of drugs. Although many P-gp inhibitors could enhance drug absorption though P-gp regulation, most of them showed nonspecific action and nonselective distribution. Therefore, development of more specific P-gp inhibiting agents may be of great interest. Recently, nitric oxide donors have been reported to increase the drug accumulation in multi-drug resistant cell by inhibition of P-gp. These studies support a novel hypothesis that nitric oxide donors may be a new strategy to bypass the efflux of small-intestinal P-gp and enhance P-gp substrate drugs oral absorption. In our preliminary work, α-glucosidase activatable small-molecule NO prodrugs were synthesized, which could release NO gas in the presence of intestinal homogenate and significantly increased the intestinal absorption of P-gp substrate drug puerarin in vitro and in vivo. However, small-molecule NO prodrugs also could be absorbed by small intestine and lead to nonselective distribution to nontarget organs. To achieve small intestine-selective distribution and enhance the attachment of NO donors to small intestinal mucosa, we plan to further synthesize small intestinal-targeting release nitric oxide donors by covalently linking α-glucosidase activatable small-molecule NO prodrugs to the mucoadhesive polymer chitosan, and validate the effect of chitosan-based NO donors on P-gp efflux function. We will also evaluate the enhancement effect of chitosan-based NO donors on the oral absorption of P-gp substrate in vitro and in vivo.

研发具有低毒、高选择性的高分子P-gp抑制剂是提高P-gp底物药物口服吸收的有效途径之一。NO供体是一种新型P-gp抑制剂,可以抑制P-gp表达和外排功能,促进耐药细胞对药物的摄取。在前期工作中,基于前药原理我们合成了α-葡萄糖苷酶活化的小分子NO前药,能够在小肠中选择性活化释放NO,并且可以促进P-gp底物药物葛根素的口服吸收。为了避免小分子NO前药被小肠吸收所带来的药物相互作用,同时增加NO前药在小肠中的滞留时间,本项目拟将α-葡萄糖苷酶控制释放小分子NO前药共价连接到壳聚糖上,以制备消化道系统特异性分布的小肠靶向释放高分子NO供体,评价其对P-gp功能和P-gp底物药物吸收的影响,以期得到安全、高选择性P-gp抑制剂作为口服吸收促进剂解决P-gp底物药物口服吸收差的问题。

项目摘要

如何实现一氧化氮(NO)的按需释放是NO供体领域面临的挑战之一,也是限制NO临床应用的关键因素之一。本项目通过自分解链将葡萄糖片段与自发释放型NO供体(偶氮二醇烯鎓,NONOate)相连,首次合成alpha-葡萄糖苷酶诱导释放的NO供体,通过在自分解链上引入不同基团调节NO释放速度;并利用“click”反应将其共价连接到高分子量的壳聚糖上,得到无法穿过肠道屏障的高分子NO供体。电子顺磁共振(EPR)自旋捕获方法和NO荧光探针活体成像实验表明NO在肠道中alpha-葡萄糖苷酶诱导下,能够靶向肠道释放NO; 药代实验表明该NO供体可以改变P-糖蛋白(P-gp)底物药物的药代动力学性质,增加阿霉素的口服利用度;另外该NO供体还可以显著减轻非甾体抗炎药引起的肠道损伤,为药物研发提供新型药物辅料。此外,我们还通过化学生物学手段,基于“凸凹互补”原理对半乳糖苷酶进行“凹”的定点突变,并对其底物β-半乳糖基化NO供体进行“凸”的修饰,实现NO的定点释放,并将此突变酶/底物应用于治疗下肢缺血和急性肾缺血模型,结果显示能够促进血管的新生,缓解急性肾损伤。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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