本發(fā)明涉及一種減少甲基乙二醛生成的藥用物質及其應用，具體涉及甘草酸及其鹽提高高糖條件下葡萄糖-6-磷酸異構酶的酶活性而減少甲基乙二醛和d-乳酸的生成，屬于醫(yī)藥。

背景技術：

1、甲基乙二醛(methylglyoxal，mg)，別名丙酮醛、2-氧代丙醛，cas號為78-98-8。甲基乙二醛依據(jù)來源不同可分為外源性和內源性。外源性甲基乙二醛可以通過飲食攝入，約占1％。內源性甲基乙二醛主要來源于糖酵解過程中磷酸丙糖，即3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮，其通過非酶催化過程脫磷酸或由磷酸丙糖異構酶活性位點烯二醇中間體降解而成，約占甲基乙二醛總量的90％；其他次要來源包括糖化蛋白的降解、脂質過氧化、蘇氨酸的分解代謝和糖尿病酮癥酸中毒期間酮體分解代謝中丙酮的氧化。

2、在正常生理下，體內甲基乙二醛的含量維持在較低水平，約0.1％～0.4％的葡萄糖會轉變成甲基乙二醛。在糖尿病、糖異生、甘油異生等病理條件下，甲基乙二醛的含量會升高。糖尿病會降低甘油醛-3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase，gapdh)等糖酵解酶的活性，導致糖酵解紊亂和磷酸丙糖的累積，同時由于乙二醛代謝酶ⅰ(glyoxalaseⅰ，glo1)活性降低導致磷酸丙糖消除減慢，共同導致甲基乙二醛的含量升高，加劇糖化作用并導致并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展。

3、甲基乙二醛為高活性的α-羰基醛，可以不可逆地修飾蛋白質殘基和核酸，形成晚期糖基化終產物(advanced?glycation?end?products，ages)及dna加合物。甲基乙二醛和晚期糖基化終產物的增加是疾病發(fā)展的關鍵因素，減少甲基乙二醛的生成和加速其代謝可降低其毒性。

4、氨基胍是甲基乙二醛的強清除劑，甲基乙二醛的二羰基可以與胍基反應。氨基胍在糖尿病動物模型中可有效減少晚期糖基化終產物的生成并保護糖尿病腎病、視網(wǎng)膜病變和神經病變。但是在兩項大型臨床試驗中，氨基胍未能降低1型糖尿病(type?1diabetes,t1d)血清肌酐倍增時間，導致實驗失敗。在2型糖尿病(type?2diabetes,t2d)臨床實驗中，因為胃腸道、肝功能異常等不良反應而終止。

5、吡哆胺是維生素b6的類似物，具有清除甲基乙二醛的作用，可以有效地減少甲基乙二醛誘導的羰基化作用，但作用弱于氨基胍。與此同時，吡哆胺可以提高glo1的活性。在一項ⅱ期臨床實驗中，吡哆胺不僅可以抑制晚期糖基化終產物的形成，而且還能明顯改善t2d患者的腎功能。

6、在減少甲基乙二醛生成方面，二甲雙胍具有一定的功效。二甲雙胍抑制肝臟糖異生和增加細胞攝取葡萄糖，改善糖代謝和控制高血糖可能是減少甲基乙二醛積累的第一步。二甲雙胍結構類似于甲基乙二醛清除劑氨基胍，也能夠捕獲甲基乙二醛。已有研究表明，二甲雙胍可降低全身血漿甲基乙二醛水平，升高尿樣中二甲雙胍-mg咪唑啉酮化合物水平。

7、在提高glo1活性加速甲基乙二醛代謝方面，反式白藜蘆醇和柑皮素的組合可使外周血單個核細胞的glo1活性增加22％，同時血漿甲基乙二醛降低了37％。多酚類也可提高glo1的表達，在一項隨機、雙盲、安慰劑對照、交叉試驗中發(fā)現(xiàn)，槲皮素可以降低男性和女性健康(前期)高血壓血漿甲基乙二醛濃度。然而該效果不能用glo1表達增加來解釋，因此槲皮素降低甲基乙二醛可能是其清除作用。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是獲得安全性高、能減少高糖條件下內源性甲基乙二醛生成的藥用物質，為糖尿病相關并發(fā)癥的預防或治療提供新的技術方案和選擇。中藥甘草在《神農本草經》列為上品，具有“調和諸藥”的作用，廣泛應用于臨床；甘草酸是甘草的核心活性成分，且作為活性成分已開發(fā)成多種藥品，臨床上多用于保肝、抗炎等。目前關于甘草酸用于減少高糖條件下內源性甲基乙二醛生成未見報道。本發(fā)明提供的甘草酸可用于減少高糖條件下內源性甲基乙二醛的生成，可防治糖尿病相關并發(fā)癥，如糖尿病腎病、糖尿病眼病以及糖尿病動脈粥樣硬化，或者減輕以上疾病的臨床癥狀。

2、實現(xiàn)本發(fā)明技術目的采用的技術方案是：

3、甘草酸在制備減少高糖條件下甲基乙二醛生成的藥物中的應用。內源性甲基乙二醛主要來源于糖酵解過程中磷酸丙糖，即3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮，其通過非酶催化過程脫磷酸或由磷酸丙糖異構酶活性位點烯二醇中間體降解而成，約占甲基乙二醛總量的90％。甘草酸可以減少高糖條件下糖酵解途徑的內源性甲基乙二醛的生成。

4、優(yōu)選的，所述的高糖條件為空腹血糖10mmol/l以上。sd雄性大鼠采用鏈脲佐菌素造模(連續(xù)兩天按35mg/kg腹腔注射鏈脲佐菌素)，造模二周左右禁食12h后用羅氏血糖儀測尾靜脈的空腹血糖。選取空腹血糖值大于10.0mmol/l的大鼠作為糖尿病模型鼠，空腹血糖可達到33mmol/l。

5、優(yōu)選的，所述的高糖條件為18～25mmol/l。在體外實驗中，hepg2細胞使用rpmi-1640基礎培養(yǎng)基培養(yǎng)，rpmi-1640基礎培養(yǎng)基葡萄糖濃度約11mmol/l?？瞻捉M使用rpmi-1640基礎培養(yǎng)基培養(yǎng)，模型組和甘草酸給藥組需向培養(yǎng)基中加入葡萄糖注射液升高葡萄糖濃度7mmol/l或14mmol/l。

6、進一步的，所述的甘草酸還可減少高糖條件下d-乳酸的生成。影響糖酵解途徑的磷酸丙糖生成和消除的酶對內源性甲基乙二醛的含量至關重要。葡萄糖經己糖激酶2磷酸化為6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate，g6p)，g6p經葡萄糖-6-磷酸異構酶(glucose-6-phosphate?isomerase，gpi)異構化為6-磷酸果糖，再經磷酸果糖激酶l轉化為1,6-二磷酸果糖，產物再經果糖二磷酸醛縮酶a催化生成磷酸丙糖。磷酸丙糖包括3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮，其中3-磷酸甘油醛經甘油醛-3-磷酸脫氫酶轉化為1,3-二磷酸甘油酯，上述己糖激酶2、葡萄糖-6-磷酸異構酶、磷酸果糖激酶l、果糖二磷酸醛縮酶a等酶共同調控內源性甲基乙二醛的生成。與此同時，生物體內的甲基乙二醛主要通過乙二醛酶系統(tǒng)清除，首先甲基乙二醛與還原型谷胱甘肽經非酶促反應生成硫代半縮醛；其次，再經乙二醛酶ⅰ催化生成s-d-乳酰谷胱甘肽；最后，s-d-乳酰谷胱甘肽經乙二醛酶ⅱ酶解成無毒的d-乳酸(d-lacticacid，d-la)。

7、進一步的，所述的甘草酸提高高糖條件下葡萄糖-6-磷酸異構酶的酶活力減少甲基乙二醛和d-乳酸的生成。表面等離子共振實驗表明，25～0.78μmol/l系列濃度的甘草酸溶液與gpi蛋白均有結合響應，甘草酸與gpi蛋白的平衡常數(shù)kd值為16.46μm，kd值標準偏差se(kd)為2.6×10-6，表明甘草酸與gpi蛋白有良好的結合，甘草酸可介導gpi蛋白。甘草酸介導gpi蛋白后，通過提高高糖條件下hepg2細胞的gpi酶活，以此調控葡萄糖代謝通路，減少甲基乙二醛和d-乳酸的生成，從而降低高糖條件下甲基乙二醛所致的危害。

8、進一步的，所述的藥物為防治糖尿病相關并發(fā)癥藥物，所述的相關并發(fā)癥包括糖尿病腎病、糖尿病眼病或糖尿病動脈粥樣硬化的一種或幾種。在糖尿病、糖異生、甘油異生等病理條件下，甲基乙二醛的含量會升高。糖尿病會降低甘油醛-3-磷酸脫氫酶等糖酵解酶的活性，導致糖酵解紊亂和磷酸丙糖的累積，同時由乙二醛代謝酶ⅰ活性降低導致磷酸丙糖消除減慢，共同導致甲基乙二醛的含量升高，同時加劇糖化作用并導致糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生和發(fā)展。甲基乙二醛也會造成細胞內蛋白質糖化，引起特定蛋白質的病理變化，包括血紅蛋白、晶狀體蛋白、線粒體蛋白和組蛋白。甲基乙二醛和晚期糖基化終產物可糖化修飾腎臟血管、腎小球基膜和系膜等結構中富含的ⅳ型膠原蛋白和層粘連蛋白，形成分子內/分子間交聯(lián)，使其空間支架結構受到破壞，引起腎小球毛細血管基底膜增厚，系膜通透性升高。甲基乙二醛還可以通過糖基化反應改變胰島素結構和抑制其信號通路而降低其降糖作用。

9、進一步的，所述的藥物包含規(guī)格為25～150mg的甘草酸或甘草酸鹽，所述的甘草酸鹽以甘草酸計。藥物中甘草酸或甘草酸鹽的含量為藥物的規(guī)格，即單個單位制劑中所含的甘草酸或甘草酸鹽的含量，實際應用時根據(jù)給治療有效量可以使用多個單位制劑。

10、進一步的，所述的甘草酸鹽為甘草酸單鉀、甘草酸二銨、甘草鋅、甘草酸單銨或異甘草酸鎂。甘草酸結構中含有羧基，呈一定的酸性，根據(jù)劑型的需要，其可以與適宜的堿形成鹽。

11、進一步的，所述的藥物還包含藥學上可接受的載體或輔料。

12、進一步的，所述的藥物的劑型為片劑、硬膠囊劑、顆粒劑、丸劑或注射劑。本領域技術人員可以根據(jù)實際需要按照常規(guī)方法將制劑規(guī)格量的甘草酸或甘草酸鹽與藥學上可接受的載體或輔料組合制成上述劑型。上述的藥學可接受的載體或輔料包括：崩解劑、潤滑劑、稀釋劑、潤濕劑、粘合劑、著色劑、包衣料、抗氧劑、穩(wěn)定劑、矯味劑、防腐劑、滲透壓調節(jié)劑、ph調節(jié)劑等，如稀釋劑可選淀粉、可壓性淀粉、糊精、微晶纖維素、乳糖中的一種或幾種的組合。本領域技術人員可認識到，某些藥學上可接受的賦形劑可提供不止一種功能，并提供可供選擇的功能，這取決于制劑中存在多少該賦形劑和制劑中存在哪些其他賦形劑。

13、技術人員掌握本領域的知識和技能，以使他們能選擇用于本發(fā)明的適當量的合適的藥學上可接受的藥用輔料。此外，存在大量本領域技術人員可獲得的資源，他們描述藥學上可接受的賦形劑，并用于選擇合適的藥學上可接受的藥用輔料(即賦形劑)。實例包括remington's?pharmaceutical?sciences(mack?publishing?company),the?hand?book?ofpharmaceutical?additives(gower?publishing?limited),and?the?handbookofpharmaceutical?excipients(theamerican?pharmaceuticalassociation?and?thepharmaceutical?press)。

14、甘草酸(glycyrrhizicacid)，屬于三萜類化合物，分子式為c42h62o16，分子量為821，是中藥甘草的主要活性成分之一。甘草酸可以通過從中藥甘草中提取和純化獲得，也可以購買獲得。提取和純化均為本領域的常規(guī)方法，提取方法如浸漬、滲漉、煎煮、回流或超聲等；純化方法如硅膠柱色譜、凝膠柱色譜或反相柱色譜等。

15、術語定義和說明

16、術語“有效量”或者“治療有效量”是指足以實現(xiàn)預期應用(包括但不限于如下定義的疾病治療)的本發(fā)明所述化合物的量。治療有效量可以取決于以下因素而改變：預期應用(體外或者體內)，或者所治療的受試者和疾病病癥如受試者的體重和年齡、疾病病癥的嚴重性或給藥方式等，其可以由本領域普通技術人員容易地確定。具體治療有效量取決于以下因素而改變：所選擇的特定化合物、所依據(jù)的給藥方案、是否與其它化合物組合給藥、給藥的時間安排、所給藥的組織和所承載的物理遞送系統(tǒng)。

17、術語“規(guī)格”系指每一支、片或其他每一個單位制劑中含有主藥的重量(或效價)或含量(％)或裝量。

18、除非另有說明，本文使用的所有技術術語和科學術語具有要求保護主題所屬領域的標準含義。倘若對于某術語存在多個定義，則以本文定義為準。

19、除非另有說明，本發(fā)明采用分子藥理學、生物化學或藥理檢測的傳統(tǒng)方法，各步驟和條件可參照本領域常規(guī)的操作步驟和條件。

20、本發(fā)明的有益效果在于：

21、(1)甘草酸可減少高糖條件下內源性甲基乙二醛和d-乳酸的生成，降低甲基乙二醛的危害，可用于預防或治療糖尿病腎病、糖尿病眼病或糖尿病動脈粥樣硬化等糖尿病相關并發(fā)癥。

22、(2)甘草酸可以直接作用于靶點gpi，且有良好的體外結合，平衡常數(shù)kd＝16.46μm。甘草酸可提高高糖條件下gpi的酶活，以此調控葡萄糖代謝通路，進而提高高糖條件下hepg2細胞對葡萄糖的利用，減少甲基乙二醛和d-乳酸的生成，從而降低高糖條件下甲基乙二醛所致的危害。

23、(3)甘草酸可降低糖尿病大鼠血清中d-乳酸、尿酸、肌酐和血尿素氮的含量，腎臟h&e染色也同樣表明甘草酸具有改善糖尿病大鼠腎功能，減輕糖尿病腎病的功效。

24、(4)甘草酸具有很好的安全性，當甘草酸濃度達到1mmol/l時對hepg2細胞才表現(xiàn)出一定的細胞毒性(48h)。