BMP信号通路抑制剂在制备用于治疗或预防主动脉夹层的药物中的用途

技术领域

本发明涉及BMP信号通路抑制剂在制备用于治疗或预防主动脉夹层的药物中的用途。

背景技术

主动脉夹层是一种隐匿性极强、危险性极高的疾病。根据以往报道，主动脉夹层的死亡率被严重低估，并且多数主动脉夹层患者在急性期死亡。据统计，主动脉夹层患者的死亡率在发病后每一小时增加1％，在发病一周内高达60％～70％，3个月内可达90％以上。我国主动脉夹层患者年龄比西方发达国家平均低10～20岁，主要发病人群为50岁以上的青壮年人群，且患者多伴有慢性心血管疾病(其中高血压患者约为50％～70％)。当前，我国有相当多的主动脉夹层患者无法得到及时、有效的诊治，由此可能导致多种并发症的发生，例如急性心包压塞、急性心肌梗死、卒中、腹腔脏器缺血等，更严重者会危及生命。因此，针对主动脉夹层的早期诊断、预防和治疗尤为重要。

目前，主动脉夹层的治疗方式还停留在通过手术对已破裂夹层进行修复的治疗阶段。近年来，虽然外科技术和微创器具的进步使主动脉夹层的治疗水平显著提高，但是主动脉夹层带来的危险从未被彻底消除。究其根本原因在于现有的外科技术不能从病因和病理学源头阻断主动脉夹层的致病机制；此外，流行病学人群调研结果提示许多早期主动脉夹层(如壁间血肿、主动脉溃疡)并不具备积极手术干预的指征，且一些高龄、合并症较多或解剖条件特殊的主动脉夹层患者也无法进行手术治疗。

因此，针对主动脉夹层发生发展时期的药物治疗被认为是减缓主动脉夹层发生发展和降低心血管事件风险的长久治疗方案，本领域对于主动脉夹层的治疗或预防药物的开发也存在迫切的需求。

发明内容

本发明的发明人长期致力于主动脉夹层形成的药理研究。然而，现有技术中中对于主动脉夹层并不存在公认有效的预防和治疗机理，更没有已知有效的药物，因此对发明人的研究工作带来了很大的挑战。发明人意外地发现，使用BMP信号通路抑制剂(其在现有技术中将其开发为骨骼发育不良以及炎症等的治疗剂)能够有效地地抑制主动脉夹层的发生和发展，由此完成了本发明。

因此，本发明的技术方案包括：BMP信号通路抑制剂在制备用于治疗或预防主动脉夹层的药物中的用途。在一个优选的实施方案中，所述BMP信号通路抑制剂为BMP I型受体选择性抑制剂。在一个更优选的实施方案中，所述BMP信号通路抑制剂为LDN-193189(其结构如下所示)或其药学上可接受的盐：

附图说明

图1：免疫荧光染色确定建模第2周为药物干预时间窗口的示意图

图2：给药干预实验安排示意图

图3：化合物LDN-193189干预后的小鼠血管形态变化

图4：化合物LDN-193189干预后的小鼠血管直径变化情况

图5：化合物LDN-193189干预后小鼠血压的变化情况

图6：化合物LDN-193189干预后小鼠的生存率升高

图7：病理层面证明化合物LDN-193189对主动脉夹层发生发展的抑制作用

具体实施方案

本发明所述“BMP信号通路抑制剂”是指对于BMP信号通路具有抑制作用的物质。本发明所述“BMP I型受体选择性抑制剂”是指对于BMP I型受体(如ALK2或ALK3)的抑制作用显著优于对其它BMP受体(如ALK4、ALK5或ALK7)的抑制作用的BMP信号通路抑制剂。上述术语在本领域中均具有公知的含义。

以下实施例载明了本发明的具体实施方案，并验证了本发明所取得的效果。应理解下述实施例仅起到例示作用，本发明的技术方案不限于该实施例。

实施例

1.材料及试剂

β-氨基丙腈：购自Sigma公司

血管紧张素II：购自Sigma公司

Alzet MINI-OSMOTIC PUMP：购自DURECT公司

LDN-193189:购自Selleck公司

除上述外，本实施例所用的其它材料和试剂也均为市售产品。

2.实验方法

2.1小鼠胸主动脉夹层模型构建

本研究采用喂食3周龄小鼠β-氨基丙腈水溶液4周联合血管紧张素II诱导的小鼠胸主动脉夹层模型。β-氨基丙腈的给药剂量为1克/千克小鼠体重/天。具体操作如下：预先称取3周龄小鼠体重，计算出7天β-氨基丙腈的所需用量，每周称量一次体重，更新药物浓度。在喂食小鼠β-氨基丙腈水溶液4周后，称取小鼠体重，按照1000纳克/千克小鼠体重/天的给药剂量，用MINI-OSMOTIC PUMP(Alzet Model 1007D)制备血管紧张素II缓释泵。三溴乙醇(50毫克/千克小鼠体重)腹腔注射麻醉小鼠。将小鼠左侧卧摆放，剪开小鼠颈背部稍偏右侧皮肤至浅筋膜，约0.5cm宽。用直头镊子深入切口内，钝性分离撑开一个袋状空间至小鼠尾部。将对应该动物的缓释泵置入袋状空间内，出液口朝向尾端，缝合创口。小鼠在喂食β-氨基丙腈后分别在第7、14、21、28天进行超声检测小鼠的动脉血流情况，同时取材观察小鼠升主动脉夹层情况，最后通过组织学方法对其定量来检测相应蛋白是否高表达。

2.2小鼠主动脉弓药物干预

为了进行干预实验，首先将LDN-193189以88mg/mL的浓度溶解在水中。随后，称量小鼠体重，吸取所需剂量的LDN-193189溶液(10毫克/千克小鼠体重)与20％Pluronic F127(Sigma-Aldrich，P2443)混合，4℃旋转过夜进行充分溶解。将小鼠随机分组。在给小鼠喂食β-氨基丙腈的第二周，对小鼠进行开胸手术。开胸手术期间，将生理盐水或LDN-193189以20微升的凝胶形式注入到每只小鼠的主动脉弓上。在本实验中，用生理盐水处理的小鼠作为对照。开胸手术结束后，继续给小鼠喂食β-氨基丙腈水溶液。在β-氨基丙腈水溶液喂食4周后，在小鼠体内埋入含有血管紧张素II(1000纳克/千克小鼠体重/天)的缓释泵，使其在小鼠体内作用48小时。造模期间，使用VisualSonics Vevo 2100成像系统测量小鼠最大胸主动脉直径，同时使用无创尾袖MRBP系统(美国IITC生命科学公司)监测血压。

2.3小鼠主动脉切片免疫荧光染色

为筛选药物干预的时间窗口以及验证药物干预的结果，我们收集了小鼠的主动脉标本进行石蜡切片的免疫荧光实验。首先石蜡切片于68℃烘片1小时，脱蜡至水，用pH7.4的PBS冲洗三次，每次3分钟。然后用适量pH 9.0EDTA缓冲液将切片进行高压修复(高压锅出气后计时2分钟)。高压锅流水自然冷却，从缓冲液中取出玻片，先用蒸馏水冲洗两次，之后用PBS冲洗2次，每次3分钟。用山羊血清工作液室温对切片进行封闭1小时。接下来每张切片加1滴相应的第一抗体(相应稀释倍数)，于4℃孵育过夜，次日用PBS冲洗3次每次5分钟。接下来每张切片滴加稀释好的荧光二抗，于湿盒中室温孵育1小时，PBS洗切片3次，每次3min。随后，避光滴加DAPI，用盖玻片封片。最后在荧光显微镜下观察采集图像。

3.实验结果

3.1确定小鼠主动脉夹层模型药物干预时间窗口

我们利用喂食小鼠β-氨基丙腈水溶液结合血管紧张素II的方法构建小鼠胸主动脉夹层模型，并取了不同时间点的小鼠胸主动脉组织进行免疫荧光的染色(图1)。染色结果表明，自喂食小鼠β-氨基丙腈水溶液的第二周便出现可导致主动脉夹层发生发展的关键节点细胞，并且细胞数量随时间增多，最终在形成AD的组织中其数量达到顶峰(图1)。由此我们推测在建模早期，即喂食小鼠β-氨基丙腈水溶液的第二周，就是对小鼠体内干预主动脉夹层形成的时间窗口。

3.2干预BMP信号通路可有效抑制小鼠体内主动脉夹层的发生发展

根据第一部分的实验结果，我们选择在第二周这个时间点对小鼠的主动脉弓进行给药干预(图2)。与生理盐水组相比，给药LDN-193189的小鼠在血管形态、血管直径、血压变化以及主动脉夹层生存率方面均有明显改善(图3至图6)。

随后，我们取给药LDN-193189的小鼠胸主动脉组织进行了免疫多色染色(图7)。染色结果表明，从喂食β-氨基丙腈水溶液第三周开始，LDN-193189干预组的关键节点细胞就比生理盐水组减少，而到喂食β-氨基丙腈水溶液四周并埋入血管紧张素II缓释泵之后，LDN-193189干预组的关键节点细胞比例与阴性对照组小鼠相似(图7)，且夹层状态下特有的受体-配体对ADAM12和ITGB1的表达量也明显减少。这一系列实验表明BMP通路是导致主动脉夹层发生发展的关键信号通路。利用化合物LDN-193189可有效缓解小鼠体内主动脉夹层的发展及恶化。