單一桓,鄧 楠,祁真平,左 華
(西南大學藥學院,重慶 400716)
血液中凝血和抗凝血、纖溶和抗纖溶的動態(tài)平衡維持著血液的流動性。在正常循環(huán)血液中,血小板處于靜息狀態(tài)。當凝血功能和抗凝血功能失去平衡時,血小板就會受到刺激,發(fā)生變性、黏附、釋放、聚集等活化反應,引發(fā)血栓形成[1],進而導致缺血性腦卒中、心肌梗塞等心、腦、肺循環(huán)系統(tǒng)疾病,嚴重危害人類生命健康[2-3]。
抗血小板聚集藥物能夠有效預防血栓的形成。目前常用的抗血小板藥物主要有4類:(1)影響花生四烯酸代謝藥物;(2)P2Y12受體拮抗劑;(3)血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體拮抗劑;(4)磷酸二酯酶抑制劑[4]。近幾年研究發(fā)現(xiàn),苯并噁嗪酮衍生物具有高效的抗血小板聚集作用[5-7]。Ila?等[8]合成了一系列2H-1,4-苯并噁嗪衍生物并證實了該類化合物具有理想的Ⅱb/Ⅲa受體拮抗作用。本課題組的前期研究表明,2H-1,4-苯并噁嗪酮類衍生物具有血小板聚集抑制活性,為血栓性疾病的防治帶來了新的突破[9-12]。本文在此基礎上,對4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮(見圖1)的抗血小板聚集機制進行了研究。
圖1 4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮的化學結(jié)構(gòu)式
新西蘭兔,雄性八只,購自重慶市南山中藥研究院。2018年3月至6月,在西南大學藥學院動物房飼養(yǎng),期間自由進食和飲水,每天照明12小時(8:00—20:00)。
4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮,由本實驗室合成。枸櫞酸鈉,采購自天津瑞金特化學品有限公司。膠原Ⅰ購自美國Sigma-Aldrich公司。氯化鈉、PBS(pH7.4),采購自成都市科龍化工試劑廠。DMSO購自重慶川東化工有限公司。TXB2、5-HTELISA試劑盒購自美國R&D Systems公司。阿司匹林腸溶片購自德國拜耳醫(yī)藥保健有限公司。鹽酸沙格雷酯片購自日本田邊三菱制藥株式會社。
1.3.1 實驗樣品的制備
用0.1%DMSO溶液將4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮(由本實驗室前期合成[12])配制成濃度10μM的溶液;陽性對照藥品(阿司匹林、鹽酸沙格雷酯)用0.1%DMSO溶液配制成濃度100μM的儲備液,4°C保存?zhèn)溆?;配?.8%(W/V)枸櫞酸鈉溶液作為抗凝劑;膠原Ⅰ用PBS溶液配置成濃度4μg/mL的溶液作為誘導劑,4℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 血漿樣品的制備
每次實驗采取同一只兔子的血液,以避免兔子個體差異的影響。將兔子仰臥固定好,心臟動脈采血。加入抗凝劑3.8%枸櫞酸鈉溶液,以抗凝劑∶血液=1∶9(V∶V)的比例抗凝。將血液樣品在室溫下以800 rpm轉(zhuǎn)速離心10 min,小心吸取上層清液,即得到富血小板血漿(PRP)。將剩下的血以3 000 rpm的轉(zhuǎn)速離心15 min,得到貧血小板血漿(PPP)。最后用PPP調(diào)整PRP的血小板數(shù)量至(200±50)×106/mL。整個流程必須在3 h內(nèi)完成[9]。
1.3.3 血小板中血栓素TXB2的變化
空白對照組、陽性對照組和實驗組,每組進行3次重復試驗。在9個EP管分別加入170μL配制好的富血小板血漿(PRP),在37℃水浴中孵育5 min。然后在各管中加入10μL 4μg/mL的膠原Ⅰ誘導劑,37℃下反應5 min,往相應管中加入20μL 0.01%的DMSO空白對照溶液、20μL 10μM陽性對照藥物阿司匹林溶液、20μL 10μM的4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮DMSO溶液,37℃水浴中孵育5min后取出。以3 000 rpm轉(zhuǎn)速在4℃下離心30 min,取10μL上清液作為測定TXB2的樣品,按照TXB2ELISA試劑盒說明書進行操作,用酶標儀測定450 nm下的OD值,計算樣品濃度。
1.3.4 血小板中5-HT的變化
空白對照組、陽性對照組和實驗組,每組進行3次重復試驗。在9個EP管中分別加入170μL配制好的富血小板血漿(PRP),在37℃水浴中孵育5 min。然后在各管中加入10μL 4μg/mL膠原Ⅰ誘導劑,37℃水浴中孵育5 min。往相應管中加入空白對照溶液0.01%的DMSO水溶液20μL、陽性對照藥物鹽酸沙格雷酯溶液、20μL 10μM的4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮溶液20μL,37℃水浴中孵育5 min后取出,以3 000 rpm轉(zhuǎn)速在4℃離心30 min,取10μL上清液作為測定5-HT的樣品,按照5-HTELISA試劑盒說明書操作,用酶標儀測定450 nm下的OD值,計算樣品濃度。
用Excel軟件計算均值和標準差,SPSS軟件計算P值。計量資料以x±s表示,采用t檢驗方法進行組間差異比較,以P<0.05為差異作為具有統(tǒng)計學意義的標準。
TXB2標準品濃度與OD值的標準曲線如圖2所示,OD值與TXB2標準品濃度的線性方程為y=0.003 4x,相關系數(shù)r=0.979 1,TXB2釋放量與OD值具有線性相關性。
圖2 TXB2(釋放量)標準曲線
空白對照組、陽性對照組(10μM)和實驗組(10 μM)的TXB2釋放量(x±s)分別為 186.8±31.2,111.8±16.5和76.5±6.9(pg/mL)(見圖3)。按照公式(1)和公式(2)計算得:對于TXB2的釋放量,陽性對照組比空白對照組低40%,實驗組比空白對照組低59.0%,且P<0.05,具有統(tǒng)計學意義,說明4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮具有顯著的抑制血小板TXB2釋放的作用。
圖3 4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮對血小板中TXB2釋放量的影響
5-HT標準品濃度與OD值的標準曲線如圖4所示,OD值與5-HT標準品濃度的線性方程為y=0.021 4x,相關系數(shù)r=0.996 1,5-HT釋放量與OD值具有線性相關性。
圖4 5-HT釋放量標準曲線
空白對照組、陽性對照組(10μM)和實驗組(10 μM)的5-HT釋放量(pg/mL)(±s)分別為63.8±0.5,76.5±6.3和77.2±1.9(見圖5)。對于5-HT釋放量,按照公式(3)和(4)得:陽性對照組比空白對照組高19.8%,實驗組比空白對照組高21.0%,且P<0.05,具有統(tǒng)計學意義,表明4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮能夠抑制5-HT與其受體結(jié)合,進而抑制血小板聚集。
圖5 4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮對血小板中5-HT釋放量的影響
目前心血管疾病如急性心肌梗死、腦卒中等,已被列為嚴重危害人類健康的疾病,該類疾病與血栓栓塞密切相關。血小板在血栓的形成和發(fā)展階段起著核心作用,所以抗血小板聚集藥物能夠有效地預防栓塞,治療心血管疾病。目前有文獻報道[13],2H-1,4苯并噁嗪酮類化合物具有理想的GPⅡb/Ⅲa受體拮抗作用,但是對于其不同衍生物的抗血小板聚集的機制仍需進一步研究。針對血小板聚集過程中產(chǎn)生的一系列反應如花生四烯酸(Arachidonic Acid,AA)代謝、產(chǎn)生血栓烷A2(TXA2)并激活血小板上的A2受體、釋放出ADP、5-HT等導致血小板GPⅡb/Ⅲa復合物的構(gòu)型改變、形成黏附分子受體并通過與纖維蛋白原的結(jié)合而使血小板之間相互黏附和聚集成團,在血管破損處形成早期止血血栓,我們研究了其中兩種可能的抗血小板聚集機制:抑制血小板TXB2的釋放和阻斷5-HT與其受體的結(jié)合[14]。
本研究顯示,4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮顯著減少了膠原誘導產(chǎn)生的TXB2的含量。TXB2是由TXA2代謝形成的穩(wěn)定產(chǎn)物[15],表明4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮能夠顯著抑制TXB2的釋放,進而抑制血小板的聚集。5-HT可以通過與G-蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合發(fā)揮生理功能引起血管收縮,導致血栓形成[11]。4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮作用于膠原誘導后的血小板時,5-HT的含量顯著增加,說明4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮阻斷了5-HT與G-蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)合,使游離的5-HT增多,進而抑制血小板的聚集。
綜上所述,化合物4-乙基-7-[2-(4-甲基哌嗪基)乙酰胺基]-3,4-二氫-1,4-苯并噁嗪-3-酮可以通過抑制血小板TXB2的釋放以及阻斷5-HT與其受體結(jié)合的機制來抑制血小板聚集,且抑制血小板TXB2釋放的機制作用更顯著。