内皮素-1受体拮抗剂的筛选和药理学相关研究进展

2015-03-18李亚平

湖北科技学院学报(医学版) 2015年6期

李亚平1，2

(1.武汉大学基础学院，湖北武汉 430073；2.咸宁市中心医院)

关键词：内皮素-1受体拮抗剂；药理学研究；化合物

肺动脉高压属于临床中常见的一类难治性疾病，病理学的主要特征为肺血管出现进行性闭塞。对于肺动脉高压的治疗药物种类非常多，但是治疗效果却不甚理想。近年来，很多报道显示内皮素(ET)在人体内出现异常升高和肺动脉高压的发病关系密切，ET-1是一种具有缩血管活性的肽类物质，由血管内皮细胞产生，可参与多种心血管疾病，如高血压、心力衰竭、冠心病等病理、生理过程。研究指出，心力衰竭、高血压、冠心病等患者体内或局部ET-1浓度明显增高，其在心血管疾病的病理生理机制的阐述方面有较多的应用。本文就ET-1受体拮抗剂进行实验筛选，分析其药理学特性，旨在为临床提供参考。

1ET与ET受体拮抗剂

ET自1988年自猪主动脉内皮细胞的清液中被分离和纯化出现，此后，ET的研究受到临床广泛关注，并被认为是目前已知作用最强的缩血管因子。除ET-1外，哺乳动物体内还存在ET-2、ET-3筀产，它们都是21个氨基酸链状多肽，存在两个二硫桥键。ET-1的基因转录产生含212个氨基酸残基的内皮素前体原，在两处与Lys51-Arg52和Arg92-Arg93两个碱性氨基酸相邻，成为38个氨基酸残基的大ET-1。ET-1不能直接与ET受体结合而发挥作用，但通过内皮素转化酶的作用，可转化成为具有生理活性的ET-1，具有自由羧基和氨基。

ET-1受体拮抗剂分为肽类与非肽类。目前临床研究的肽类ET受体拮抗剂有TAK-044，属于非选择性拮抗剂，针对肾移植后的急性肾衰及蛛网膜下出血后的血管痉挛。对ET1的构效关系进行研究表明，ET[1-15]为非活性，ET[16-21]]对受体的结合和生物学效应具有意义。以ET1[16-21]为模板，得到的线性六肽类拮抗剂的合成是用经典的固相合成技术；环肽类是以BE18257A为模板进行此类拮抗剂类似物研究，代表有环五肽BQ-123、环六肽TAK-044；环肽分子的分子结构存在构象约束，比线性肽稳定，具有更强的抗酶解。线性三肽类拮抗剂是环肽BQ-123的线性化，经过一系列结构性改造而得到的线性三肽，其临床疗效较为确切，拮抗活性强，分子量小，易于成药；由于线性三肽类拮抗剂一般采用液相合成法，所以产品的纯度较高。目前，在对ET-1的二硫桥键进行替换得到长肽类化合物，但由于可能造成氨基酸浪费，产率低等问题而受限。

采用化合物库普筛获得先导化合物或对已知拮抗剂进行改构，是新非肽类ET受体拮抗剂的发现途径，这类药物适应涉及肺动脉高压、高血压、充血性心衰等症状。非肽类ET受体拮抗剂又可分为磺酰胺嘧啶类、萘磺酰胺和噻吩磺酰胺、1.3-双记基二氢茚类、2，4-二芳基吡咯烷-3-羧酸类及4-苯氧丁酸类等。

2ET-1受体拮抗剂的筛选

根据离体血管功能实验，对ET-1受体拮抗剂进行筛选，选出53个相对具有比较高活性的肽类拮抗剂，其中18个活性超出BP485，9个非肽类拮抗剂，存在比较强的拮抗活性。通过离体大鼠血管条初筛实验发现，2位为pro的系列化合物，其中12个与阳性BQ485相关。不同R结构的系列化合物中，6个化合物活性与BQ485相当。离体初筛不同R结构化合物中，6个化合物活性与BQ485相当[10]。特定非天然氨基酸化合物中，7个与BQ485相当。大鼠肺和小脑提取的ET-1受体与配体结合技术，分别用标记BQ123和ET-3及ETBR作饱和曲线，KD为2.8nM、24pM，Bmax为0.67nM和2.87pM。通过观察了对ETAR及ETBR的选择性作用，同时与阳性ET-3、BQ485对照作了IC50。其中5个多肽类化合物对ETAR亚性极具亲和力，个别超过阳性对照BQ123，与BQ485，但这5个化合物对ETBR亲和力低，GF类化合物对ETAR亚性亲和力较高，但对ETBR亲和力低[11]。

李昕等通过大鼠实验，采用放射性配体结合实验中认为，TET-508与BQ485等化合物对ETA受体的亲和力较强，但对ETB受体亲合力较低，ETP508等化合物是高选择性的ETA受体配体。

3ET-1受体拮抗剂相关药理学研究分析

ET-1主要与激活特异G-蛋白偶联受体有关，其中包含ETA和ETB相关，受体分布存在细胞以及组织特异性。在患者的血管系统中，ETA受体在心肌细胞、心肌成纤维细胞以及血管细胞中的表达比较丰富，起到血管收缩作用；ETB受体存在于患者的内皮细胞，在血管和心肌细胞内表达少，其介导ET-1在血管中的舒张作用[12]。

通过离体大鼠主动脉环实验显示，对ET-1化合物进行筛选中显示，此种化合物能够引起拮抗ET-1诱发的血管出现收缩，将ET-1诱导主动脉环收缩进行平行右移，同时保持最大效应不变，因此，此种化合物对ET-1诱发血管收缩的抑制作用进行竞争性拮抗[13]。

4ET-1受体拮抗剂研究的应用价值

很多因素，例如高肺血流以及缺氧都会引起肺动脉高压出现，从肺动脉高压症状来看，临床实验证明，肺动脉高压患者血浆中的ET-1高于正常患者，ET-1对肺的收缩效应，可引起内皮损伤，导致血管收缩、舒张障碍，ET-1表达的增加也是导致肺血管收缩、重塑的重要原因。从高血压的角度来看，ET-1可与血管平滑肌细胞上的ETA受体结合，刺激平滑肌细胞增殖，使ET-1浓度提高，血管壁得到增厚，缩小管径，提高缩血管物质的反应性[14]。由此可表明，血管中的ET-1增多，可引起血压升高，血管重构、硬化。从慢性心衰的角度来看慢性心衰患者由于ET-1过度分泌，造成患者的心肌肥大，使心脏能量消耗提高，从而加重患者的心力衰竭症， ET-1直接毒性存在损伤心肌细胞的作用，可导致心肌重构[15]>~17〗。从脑血管痉挛的角度来看，内皮素参与脑血管的自我调节，蛛网膜下腔出血患者的脑脊液中的ET-1水平明显升高，推测ET-1可能是诱发脑血管持续痉挛的主要原因之一。通过离体大鼠主动脉环实验显示，对ET-1化合物进行筛选中显示，此种化合物能够引起拮抗ET-1诱发的血管出现收缩，将ET-1诱导主动脉环收缩进行平行右移，同时保持最大效应不变，因此，此种化合物对ET-1诱发血管收缩的抑制作用进行竞争性拮抗。在心律失常的发生发展中，ET-1受体拮抗剂能够有效防止心律失常的发生导致的心室重构，因此能从根本上降低死亡率，并且有报道显示在心包液中ET含量有显著上升，这也表明在室性心律失常的发生发展中ET起着重要作用；也有报道显示在肥厚的心肌细胞中ET含量也显著上升，因此，使用ET受体拮抗剂能够显著降低心肌肥厚的发生发展，并且减少心肌损伤[18]，19〗；在高血压疾病的研究中有报道显示在大鼠模型中运用ET拮抗剂能够减少由于内皮功能失调导致的各种高血压危象的发生率。从以上内容我们也很容易得知其在脑损伤的缓解中也有很好的作用，有报道显示其通过抑制内皮素受体进而调节颅脑损伤后的脑缺血情况[20,21]。

ET-1血管活性作用和激活特异C蛋白偶联受体有关，受体分布具有组织特异性和细胞特异性，受体主要存在血管平滑肌细胞、心肌细胞和心肌成纤维细胞中具有比较丰富的表达，发挥介导ET-1血管收缩的效果。选择性ET-1受体拮抗剂以及非选择性ET受体拮抗剂全部存在预防、逆转MCT诱发的肺动脉高压以及右心室肥大现象，对逆转MCT诱发的肺动脉高压抑制率可达80%以上，由此表明，ET受体阻断剂可抑制、减缓肺动脉高压的发展。

通过对上述临床病理研究认为，利用内皮素受体拮抗剂干预ET-1与受体的结合，可能成为治疗上述疾病的重要手段之一。因此，对ET-1受体拮抗剂的筛选及临床研究的深入，未来将会出现更多有效治疗肺动脉高压、高血压、慢性心衰、心力衰竭等症状的药物，为患者带来福音。

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