SIRT1介导的新型一氧化氮供体型α糖苷酶抑制剂对糖尿病血管病变的作用及机制研究

For the death of diabetic patients, vascular complications induced by endothelial dysfunction are the leading causes. Multi-target drugs are the urge need for the clinic to control hyperglycemia with the vascular complications be directly intervened. The activation of histone deacetylase SIRT1 by NO, is a new regulation approach of the endothelial dysfunction. Before this application, based on plenty synthesis and screening works, we found TsPA-NO, a α-glucosidase inhibitor with nitric oxide donor , which exhibited hypoglycemic and NO-releasing activity. In this study, NO specific sensing technique will be utilized to clarify the regulatory effect of TsPA-NO in type II diabetic rats, providing some basis for NO supplement therapy to treat diabetic cardiovascular complications. By the investigation of oxidative stress and inflammatory response, we will confirm the protective effect of the blood vessel endothelium by TsPA-NO. Moreover, in the followed study we would clarify the endothelial protective effect of TsPA-NO may be mediated via SIRT1 related signaling pathway. From this study, not only the NO mediated protective functions and mechanisms of TsPA-NO to the vascular endothelium will be presented, but also the experimental and theoretical basis for the design and development of multi-target antidiabetic dugs will be provided.

内皮细胞功能紊乱导致的血管并发症是糖尿病患者死亡的主要原因，目前临床缺乏既能控制血糖又能直接干预糖尿病血管病变的多靶点药物。最新研究发现NO激活组蛋白去乙酰化酶SIRT1能够调控内皮细胞功能紊乱。通过前期大量合成和筛选，我们发现了同时具备降糖和NO释放活性的NO供体型α糖苷酶抑制剂TsPA-NO。本研究拟采用NO特异性感测技术研究TsPA-NO对自发性2型糖尿病大鼠体内活性NO水平的动态调节作用，为通过补充NO防治糖尿病血管并发症提供依据；通过TsPA-NO对氧化应激水平、炎症反应的调节研究，阐明其血管内皮保护的功能；并进一步在细胞分子水平开展相关机制研究，明确TsPA-NO通过抗炎及改善氧化应激而产生的血管保护效应由SIRT1信号通路介导。本课题不仅阐释TsPA-NO对血管内皮的保护作用及保护机制，而且能够为糖尿病多靶点治疗药物的开发提供实验基础和理论依据。

目前临床使用的抗糖尿病药物均为单靶点的降血糖药，对糖尿病并发症的相关分子机制并无直接干预作用，仅通过控制血糖水平以减少和延缓并发症的发生，迫切需要在糖尿病治疗中引入多靶标的方式，减少或降低并发症。而目前对并发症的控制仅限于药物组合实现多靶标作用，市场没有多靶点抗糖尿病药物。研究开发既能控制血糖、又能阻断并发症发生发展的新型多靶标抗糖尿病新药，对于病因复杂的糖尿病并发症的防治具有重要的理论意义和实际应用价值。糖尿病患者体内活性一氧化氮（NO）水平降低引起血管内皮损伤导致的血管并发症已成为死亡的首要因素。而补充NO激活组蛋白去乙酰化酶SIRT1这一途径可改善糖尿病的血管并发症的发生发展过程。本项目筛选了同时具备降糖和NO释放活性的NO供体型酞酰亚胺类及邻二酚NO衍生物（TsPA-NO及HT-NO），对NO供体型化合物体外糖苷酶抑制活性、糖苷酶抑制动力学、体外NO释放、内皮保护作用、体外抗氧化活性、HT-NO在大鼠体内的药代动力学研究及NO释放活性动力学进行了系统研究。所筛选出的化合物均表现出对酵母α-糖苷酶不同程度的抑制活性和体内外的NO释放活性。TsPA-NO系列中酵母α-糖苷酶抑制活性其IC50可达10.5 mM，清除自由基（DPPH·，·OH）及脂质过氧化的能力强于维生素C。HT-NO的糖苷酶抑制活性较好，在正常大鼠及糖尿病大鼠体内的药-时过程均符合二室开放模型，NO在正常大鼠和糖尿病大鼠体内的动态变化具有时间节律性，在正常大鼠体内尤为明显，其体内NO在约下午6时达到峰浓度。HT-NO在正常大鼠和糖尿病大鼠体内均能快速释放NO，与药动学研究的结果存在一定程度上的相关性。65 mg每公斤剂量给药HT-NO可使糖尿病大鼠血浆中的NO浓度恢复至正常水平。通过多靶标干预以达到对高血糖及其诱发的血管并发症的全面控制，弥补当前抗糖尿病药物作用靶标单一、单纯以降血糖为主的缺点，本研究提供了结构新颖、多靶点的抗糖尿病候选新药，并对今后糖尿病治疗药物研发提供了新的思路。