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塞维利亚vs维戈塞尔塔推荐: 具有抗糖尿病和其它有用活性的植物提取物.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201480026762.7

申請日:

20140312

公開號:

CN105392491A

公開日:

20160309

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61K36/00 主分類號: A61K36/00
申請人: HMI醫療創新有限公司
發明人: G.M.霍齊,M.E.巴拉什
地址: 美國密歇根州
優先權: 61/777657,61/777927
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司 代理人: 羅文鋒;李炳愛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480026762.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

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摘要

本發明涉及含有營養有益或藥用活性化合物的植物提取物。這些提取物中的一些或其中所含純化的化合物可通過調節胰島素信號傳導用于營養支持、預防、治療或可能治愈人類和動物中各種代謝性和其它疾病和病癥,包括1型和2型糖尿病。此調節效應可包括調控體內細胞和組織中胰島素受體(IR)、胰島素樣生長因子(IGF)受體和/或胰島素受體底物(IRS)蛋白的水平和/或活性。

權利要求書

1.一種植物提取物,其1毫升提供至少1x10個胰島素等效單位。2.如權利要求1所述的提取物,其中1毫升的所述提取物提供至少3.6x10個胰島素等效單位。3.如權利要求1所述的提取物,其中1毫升的所述提取物提供1x10至1x10個胰島素等效單位。4.如權利要求1-3中任一項所述的提取物,其由寬葉苦苣變種所制備。5.如權利要求1-3中任一項所述的提取物,其由皺葉萵苣變種所制備。6.如權利要求1-3中任一項所述的提取物,其由長葉萵苣變種所制備。7.如權利要求1-6所述的提取物,其中所述提取物是水性提取物。8.一種藥物組合物,其包含如權利要求1-6中任一項所述的提取物。9.一種營養補充劑,其包含如權利要求1-6中任一項所述的提取物。10.一種治療IRS介導的疾病或病狀的方法,其包括施用有效量的如權利要求8所述的藥物組合物。11.一種治療IRS介導的疾病或病狀的方法,其包括施用有效量的如權利要求9所述的營養補充劑。12.如權利要求10或11所述的方法,其中所述IRS介導的疾病或病狀是糖尿病、前期糖尿病、代謝綜合癥、胰島素抗性或癡呆。13.如權利要求10或11所述的方法,其還包括施用抗糖尿病劑、胰島素、二甲雙胍、艾塞那肽、維格列汀、西他列汀、DPP4抑制劑、美格列奈、醋酸艾塞那肽、利拉魯肽或GLP1激動劑。14.一種刺激受試者IRS2依賴性信號轉導的方法,其包括向所述受試者施用有效量的如權利要求1-6中任一項所述的提取物。15.一種刺激IRS2依賴性信號轉導的方法,其包括使細胞與如權利要求1-6中任一項所述的提取物接觸。16.一種檢測植物中IRS2刺激活性的方法,其包括使所述植物的提取物與表達IRS2的測試細胞接觸以及檢測細胞增殖的增加。17.如權利要求16所述的方法,其中所述測試細胞是過度表達IRS2的32D細胞。

說明書

相關申請的交叉引用

本申請要求在2013年3月12日提交的美國申請No.61/777,657和在2013年3月12日提交的美國申請No.61/777,927的優先權,其通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明涉及含有營養有益或藥用活性化合物的植物提取物。這些提取物中的一些或其中所含純化的化合物可通過調節胰島素信號傳導用于營養支持、預防、治療或可能治愈人類和動物中各種代謝性和其它疾病和病癥,包括1型和2型糖尿病。此調節效應可包括調控體內細胞和組織中胰島素受體(IR)、胰島素樣生長因子(IGF)受體和/或胰島素受體底物(IRS)蛋白的水平和/或活性。主要重點是針對IRS蛋白。IRS蛋白家族中的兩個成員,IRS1和IRS2,是胰島素生長因子信號傳導通路或胰島素樣生長因子信號傳導通路中的部分,但也通過其它生長因子和細胞因子介導信號,包括IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-7、IL-9、IL-13或IL-15、生長激素、催乳素或瘦素。IRS1或IRS2功能活性也整合從促炎性細胞因子所發出的信號,促炎性細胞因子包括TNF-α、IL-6、IL-1β及相關因子。通常,促炎性細胞因子抑制IRS1/IRS2信號傳導,其促成胰島素抗性綜合癥。

發明背景

糖尿病是一種已知超過2000年的復雜的,且可威脅生命的疾病。它發生在各種哺乳動物中,如猴子、犬、大鼠、小鼠和人。Banting和Best在1921年發現和提純胰島素及后來胰島素對人的治療用途在醫學科學中是里程碑進步,且提供對糖尿病局部治療,其今天仍在廣泛使用。一般情況下,胰島素水平基于每時每刻由機體調節來維持血糖水平在狹窄的生理范圍之內。然而,在糖尿病患者中,周期性胰島素注射只能接近正常狀態,由于在許多情況下,在如肝臟、肌肉和脂肪的器官和組織中對胰島素的細胞應答也降低。因此,由于以下將詳細討論的這些和其它原因,在治療的糖尿病患者的一生中,威脅生命的并發癥仍然出現,特別是2型(成年發病型)糖尿病的情況。(1)

糖尿病是由各種原因引起的,包括自身免疫介導的β-細胞破壞(1型糖尿病);β-細胞胰島素分泌能力不足以補償外周胰島素抗性(2型糖尿病);以及葡萄糖傳感或胰島素分泌受損(青年成熟期發病型糖尿??;MODY)(1)。1型糖尿病在遺傳上是復雜的,且通過循環針對多種胰島抗原的自身抗體所引起。胰島素被認為是1型糖尿病的發病機理中主要自身抗原中的一種,但其它抗原值得關注(2)。由于當1型糖尿病進展時,新的β-細胞形成緩慢發生,所以可能需要在減弱自身免疫應答時通過加速β-細胞再生的速率來治療該疾病(3)。

2型糖尿病是糖尿病最常見的形式。雖然它通常出現在中年,但在發達國家中2型糖尿病在兒童和青少年中變得越來越常見。生理應激-對創傷、炎癥或過量營養物的應答-通過在各種組織中激活損傷對胰島素的受體后應答的通路來促進2型糖尿病(1)。遺傳變異也改變對促進2型糖尿病的環境和營養因素的應答。在少量信息情況中,胰島素受體或AKT2中突變解釋嚴重形式的胰島素抗性(4)。然而,2型糖尿病的常見形式與對胰島素作用有適度效應的多基因變體相關-包括過氧化物酶體增生物激活受體γ(PPARG)、過氧化物酶體增生物激活受體γ共激活物1α(PPARGC1A)、向內整流K+-通道Kir6.2(KCNJ11)、鈣蛋白酶-10(CAPN10)、轉錄因子7-樣2(TCF7L2)、脂聯素(ADIPOQ)、脂聯素受體2(ADIPOR2)、肝細胞核因子4α(HNF4A)、解偶聯蛋白-2(UCP2)、固醇調節元件結合轉錄因子1(SREBF1)或高血漿濃度白細胞介素-6(5)。雖然每個基因的效應小,但這些發現為2型糖尿病的發病機理提供重要線索。

不論潛在的病因,由慢性高血糖癥及補償性高胰島素血癥加劇的胰島素信號傳導失調促進一組急性和慢性后遺癥(6)。未治療的糖尿病進展為酮酸中毒(在1型糖尿病中最為常見)或高血糖滲透性應激(在2型糖尿病中最為常見),這是導致發病率和死亡率的直接原因。從長期來看,糖尿病與許多威脅生命的慢性并發癥相關。由于糖尿病患者中出現的腦血管疾病明顯增加,所以腦中風發病率比非糖尿病人群高三倍。同樣地,由于高血糖癥與其它心血管危險因子的協同效應,在糖尿病患者中心血管疾病如外周血管疾病、充血性心臟衰竭、冠狀動脈疾病和心肌梗死一致增加。而且,心血管功能減弱與全身氧化應激的聯合效應造成對視網膜毛細血管內皮細胞損傷(導致失明)、對腎小球系膜細胞損傷從而引起腎衰竭以及對周圍神經損傷造成神經病變從而引起四肢疼痛和麻木(7)。

糖尿病也與中樞神經系統的年齡相關性變性相關。超過85-90歲的人顯示出胰島素抗性比預期弱-且令人驚訝的是,百歲老人對胰島素敏感(8)??紗俳庵芤鵲核孛舾行?、且減少維持正常的葡萄糖穩態所需的循環胰島素濃度的化合物提供對葡萄糖不耐受及其進展為威脅生命的糖尿病的理想療法。

胰島素、胰島素樣生長因子和受體

哺乳動物產生三種胰島素樣肽-胰島素、胰島素樣生長因子-1(IGF-1)和胰島素樣生長因子-2(IGF-2)-其可激活由胰島素受體(IR)基因和胰島素樣生長因子-1受體(IGF1R)基因所編碼的五種同源性胰島素樣受體酪氨酸激酶(圖1A/B)。胰腺β-細胞應答循環葡萄糖濃度產生胰島素,然而內分泌IGF-1很大程度上分泌自通過營養物和生長激素刺激的肝細胞;IGF-1和IGF-2也在許多組織和細胞局部產生,包括中樞神經系統(9)。IGF1可與胰島素協同作用來調節營養物穩態、胰島素敏感性和胰腺β-細胞功能(9)。胰島素受體基因和IGF受體基因編碼形成共價連接二聚體的同源前體,該二聚體可通過蛋白水解裂解以生成具有兩個細胞外α-亞基和兩個跨膜β-亞基的四聚體。細胞外α-亞基創建配體結合結構域,其可調節位于跨膜β-亞基的細胞內部分上的酪氨酸激酶的活性(10)。

高親和力配體結合誘導β-亞基的催化結構域內的結構轉變,這促進激酶調節環(IRa)-Tyr1158、Tyr1162和Tyr1163中三個酪氨酸殘基的磷酸化(11)。自磷酸化從其抑制位置釋放調節環,這打開催化位點以使其它蛋白磷酸化(12)。磷酸化的調節環還可與調控激酶活性的其它信號傳導蛋白相互作用,包括Grb10、Grb14、APS和SH2B(13)。位于激酶結構域以外,且鄰近質膜的NPEY-基序內的第四個酪氨酸殘基(IRb中的Tyr960;IRa中的Tyr972;IGF1R中的Tyr950)也可被磷酸化,這募集胰島素受體底物(IRS-蛋白)以通過激活的受體激酶進行酪氨酸磷酸化(14)。

胰島素受體底物

基于細胞和基于小鼠的實驗顯示,通過IRS1、IRS2或其同系物或其它支架蛋白包括SHC、CBL、APS和SH2B、GAB1、GAB2、DOCK1和DOCK2的酪氨酸磷酸化來產生或調控大多數即便不是全部胰島素信號(15)。雖然這些底物中每一個的作用值得關注,但是轉基因小鼠研究表明很多胰島素應答-特別是與體細胞生長和營養物穩態相關的那些-通過IRS1或IRS2來介導(1)。

在1985年發現胰島素受體底物蛋白家族的第一成員,且隨后的研究成果揭示存在相關的IRS家族成員以及IRS蛋白連接的信號傳導通路。在發現胰島素受體(IR)具有酪氨酸激酶酶活性之后,許多團體研究可能調節受體下游信號傳導的胰島素受體底物。存在胰島素受體的實際靶蛋白(隨后命名為胰島素受體底物,或“IRS”蛋白)的第一個證據來自磷酸化酪氨酸抗體免疫沉淀物的使用,令人驚訝的是,其在胰島素刺激的肝癌細胞中揭示185-kDa的磷蛋白(pp185)(16)。pp185的純化和分子克隆揭示第一信號傳導支架之一以及第一胰島素受體底物蛋白(IRS1)(17,18)。IRS1被確定為具有生物學上的重要性,因為它在胰島素刺激后立即磷酸化,且不能使IRS1磷酸化的催化活性的胰島素受體突變體沒有生物學活性。

多次實驗表明可能存在其它相關蛋白,其可導致胰島素受體底物2(IRS2)的純化和克隆,IRS2是IRS家族的第二成員(19,20)。

轉基因小鼠的實驗揭示IRS1和IRS2參與促進體細胞生長和營養物穩態。在無IRS1的情況下,從出生到2歲死亡,小鼠比正常情況下小50%。無IRS1的小鼠具有更少的體脂且是葡萄糖不耐受的。在小鼠中,IRS2對于外周胰島素作用是重要的,因為缺少IRS2的小鼠展示葡萄糖不耐受性和高脂血癥。

使用標準基因敲除方法破壞小鼠IRS2基因造成在8-12周齡間患有的糖尿病。隨著年齡增長,胰腺β-細胞從這些小鼠內丟失,且對β-細胞功能是重要的基因在缺乏IRS2的小鼠內失調。

IRS蛋白是銜接分子,其將胰島素樣受體連接至常見下游信號傳導級聯(圖1A/B)。在嚙齒類動物中已經鑒定四種IRS-蛋白基因,但這些基因中只有3種基因(IRS1、IRS2和IRS4)在人中表達。IRS1和IRS2在哺乳動物組織中廣泛表達,而IRS4很大程度上限制到下丘腦,且在其它少數組織中低水平表達。這些蛋白的每一個是通過NH2端普列克底物蛋白(pleckstrin)同源性(PH)結構域靶向于激活的胰島素樣受體。PTB結構域特異性結合于激活的受體激酶中磷酸化的NPEY-基序(1)。PH結構域也促進IRS蛋白和IR之間的相互作用,但該機制知之甚少。IRS-蛋白中的PH結構域充當特定作用,由于其可在IRS-蛋白之間互換,而無明顯生物活性損失,但異源PH結構域取代正常PH結構域時,其抑制IRS1功能(21)。除了PH和PTB結構域外,IRS2也利用另一個機制與激活的胰島素受體相互作用(22)。

IRS→PI3K→AKT級聯

研究的最好的胰島素樣信號傳導級聯之一涉及通過磷脂酰肌醇3-激酶(PI3-激酶)產生PI-3,4,5-P3。1型PI3-激酶是由含有2個src-同源性-2(SH2)結構域的調節亞基和催化亞基構成,該催化亞基由調節亞基所抑制,直到調節亞基的SH2結構域被IRS-蛋白中磷酸化的酪氨酸殘基所占據(23)。PI-3,4,5-P3將絲氨酸/蘇氨酸-激酶PDK1和AKT(又稱為PKB)募集到質膜,其中AKT由PDK-1介導的磷酸化所激活(圖1A/B)。AKT使很多蛋白磷酸化,此類蛋白在細胞存活、生長、增殖、血管生成、代謝和遷移中充當核心作用(24)。多個真性AKT底物的磷酸化與胰島素樣信號傳導特別相關:GSK3α/β(阻斷糖原合酶的抑制)、AS160(促進GLUT4易位)、BAD·BCL2雜二聚體(抑制細胞凋亡)、FOXO轉錄因子(調節基因表達)、p21CIP1和p27KIP1(阻斷細胞周期抑制)、eNOS(刺激NO合成和血管舒張)以及PDE3b(水解cAMP)(圖1A/B)。AKT還使馬鈴薯球蛋白(TSC2)磷酸化,這抑制其GAP對小G-蛋白RHEB的活性,小G-蛋白RHEB促進激活mTOR的RHEB·GTP復合物的聚積(24):該通路提供細胞生長所需的胰島素信號傳導和蛋白合成之間的直接聯系(圖1A/B)。

通過大量的基于細胞的實驗和基于小鼠的實驗驗證IRS-蛋白在PI3K→AKT信號傳導級聯中的作用。雖然IRS1最初從大鼠肝細胞中純化和克隆,但IRS1和IRS2在體內肝細胞的胰島素信號傳導中的主要作用只是在最近才得到證實(25)。最簡單的實驗采用將胰島素腹腔內注射入普通小鼠或缺乏肝IRS1和IRS2的小鼠。在普通小鼠中,胰島素迅速刺激Akt磷酸化,及其下游底物Foxo1和Gsk3α/β的磷酸化。必須刪除IRS1和IRS2兩者,以使胰島素受體從PI3K→AKT級聯解耦合(25)。這些結果確認肝胰島素信號傳導對IRS1或IRS2共同但又絕對的要求。

IRS2的轉錄調節

調節IRS-蛋白信號傳導是協調各種組織中胰島素應答的強度和持續時間的重要方式,但是這些機制失敗可引起胰島素抗性。IRS1基因的轉錄通常是穩定的。相比之下,IRS2的產生由多種營養物敏感性轉錄因子調節,包括cAMP應答元件結合蛋白(CREB)及其結合配偶體CRTC2、叉頭框O1(FOXO1)、轉錄因子E3(TFE3)以及固醇調節元件結合/因子-1c(SREBF-1c)(26,27)。有趣的是,CREB/CRTC2轉錄復合物-其結合cAMP應答元件(CRE)-對β-細胞和肝臟中的IRS2表達具有相反效應。餐后,從葡萄糖氧化產生ATP使β-細胞去極化,這可促進Ca2+流入和cAMP產生,這具有很多重要效應,包括激活CREB/CRTC2(26)。因此,葡萄糖與β-細胞內IRS2表達直接耦合,這刺激β-細胞生長和代償性胰島素分泌。相比之下,CREB/CRTC2促進空腹肝臟內IRS2表達,這可通過增強基礎胰島素應答來抑制糖異生作用。

除了cAMP應答元件,IRS2基因的啟動子區包括結合FOXO家族成員的元件、結合TFE3的E-框以及由SREBF-1c識別的固醇應答元件(SRE)(27)。FOXO1將PI3K-AKT級聯與細胞生長、存活和代謝中重要基因的表達聯系起來。在肝臟,IRS1和IRS2促進FOXO1的磷酸化、核輸出和降解,這減少IRS2表達。此外,在營養過剩和慢性胰島素刺激期間SREBF-1c濃度增加,這抑制FOXO1-介導的IRS2表達(28)。這種互相調節的不平衡似乎促成導致代謝綜合癥和糖尿病發展的過度營養的病理生理效應。因此,預期促進IRS2信號傳導的化合物對肝臟胰島素作用具有強大的規范效應,特別是在營養過剩期間。

胰島素抗性與IRS蛋白信號傳導失調。

胰島素抗性是常見病理狀態,其與許多健康病癥-肥胖、高血壓、慢性感染、女性生殖失調以及腎臟疾病和心血管疾病相關(1)。在過去15年中,基于小鼠的實驗已經揭示介導胰島素信號、調控胰島素信號或對胰島素信號應答的基因中的突變如何促成胰島素抗性和糖尿病。然而遺傳突變是終生胰島素抗性的明顯來源,它們通常與罕見代謝病癥有關?;肪?、生理和免疫應激通過復雜遺傳背景協調的異源信號傳導級聯引起胰島素抗性(1)。

肥胖本質上與外周胰島素抗性相關。最近研究揭示從脂肪組織分泌的多種可抑制胰島素信號傳導的因子-FFA、腫瘤壞死因子-α(TNFα)和抵抗素;或促進胰島素信號傳導的因子-30kDa的脂肪細胞補體-相關蛋白(脂聯素)和瘦素。這些因子中的每一種均對基因表達模式具有特定效應,該基因表達模式可改變細胞對胰島素的應答。然而,這些因子對IRS-蛋白的表達或功能的效應能促成胰島素抗性的機制(29)。在急性外傷或慢性代謝或炎性應激期間所激活的信號傳導級聯通過各種機制使IRS-蛋白失調,包括磷酸酶介導的去磷酸化、蛋白酶體介導的降解和絲氨酸/蘇氨酸磷酸化。IRS-蛋白功能失調也提供似合理的框架來理解當外周胰島素抗性出現時的代償性β-細胞功能丟失(30)。

TNFα實驗揭示將炎性細胞因子和胰島素抗性聯系起來的首要機制之一(31)。TNFα激活NH2-端JUN激酶(JNK),其使絲氨酸殘基上的IRS1磷酸化,該絲氨酸殘基抑制在對胰島素應答時PI3-激酶/Akt通路的激活。JNK-介導的IRS1的磷酸化也可能介導細胞應激效應,包括內質網應激。胰島素本身通過激活PI3-激酶來促進IRS1的絲氨酸磷酸化,揭示可能由許多激酶-AKT、PKCζ、IKKβ、JNK、mTOR和S6K1介導的反饋調節(29)。

在胰腺β-細胞和胰島素抗性中IRS2信號傳導的核心作用。

缺乏Irs1或Irs2基因的小鼠是胰島素抗性的,具有受損的外周葡萄糖利用。兩種類型的敲除小鼠均展示代謝失調,但只有Irs2-/-小鼠在8-12周齡因胰腺β-細胞近乎完全喪失而患糖尿病(32)。該結果將通過IRS2的胰島素樣信號傳導級聯定位在β-細胞功能的中心。

許多因子是適當β-細胞功能所需要的,包括同源域轉錄因子Pdx1。Pdx1調節β-細胞生長和功能所需的下游基因,且PDX1突變引起人常染色體形式的早發性糖尿病(MODY)。在Irs2-/-胰島中Pdx1降低且Pdx1單倍劑量不足進一步減少缺乏Irs2的β細胞的功能。葡萄糖和胰高血糖素樣肽-1對β-細胞生長具有強的效應,這取決于Irs2信號傳導級聯(圖1B)。在β-細胞中,Irs2是由cAMP和Ca2+激動劑-包括葡萄糖和胰高血糖素樣肽-1(GLP1)上調-這可激活cAMP應答元件結合蛋白(CREB)和CREB調節的轉錄共激活劑2(CRTC22)(34)。雖然許多cAMP介導的途徑對抗胰島素作用,但是葡萄糖和GLP1對IRS2的上調揭示這些重要信號的非預期交叉(圖1B)。因此,每日消耗高熱量食物造成的高血糖癥促進β-細胞生長,至少部分通過增加IRS2表達(34)。這些結果表明胰島素樣信號傳導級聯的Irs2-分支是β-細胞可塑性和功能的“普通守門人(gatekeeper)”。因此促進IRS2信號傳導的化合物可對β細胞生長、存活和功能具有有益效應。

外周胰島素抗性促成2型糖尿病,但β-細胞衰竭是所有類型糖尿病的重要特征。β-細胞頻繁地無法補償胰島素抗性,至少部分因為在目標組織中介導胰島素信號傳導的胰島素和IGF信號傳導級聯的IRS2-分支對于β-細胞生長、功能和存活也是至關重要的(32)。

因為胰島素抗性是代謝失調和糖尿病的病因,所以了解胰島素抗性的分子基礎是重要目標。遺傳突變是終生胰島素抗性的明顯來源,但它們與罕見代謝病癥相關,且因此在一般人群中難以識別。炎癥與胰島素抗性相關,且提供框架來了解飲食、急性或慢性應激和肥胖如何可能引起胰島素抗性。

泛素介導的IRS-蛋白降解也促進胰島素抗性(圖1A/B)。從白細胞和脂肪細胞分泌的IL6增加SOCS1和SOCS3的表達,其因阻礙細胞因子信號傳導的能力而熟知。SOCS1和SOCS3的另一個功能是將基于延伸因子BC的泛素連接酶募集到IRS-蛋白復合物來介導泛素化。因此,泛素介導的IRS-蛋白的降解可能是細胞因子誘導的胰島素抗性的一般機制,該胰島素抗性可促成糖尿病或β-細胞衰竭(35)。

蛋白質或脂質磷酸酶(包括PTP1B、SHIP2或pTEN)的活性調節胰島素敏感性(圖1)。小鼠內這些基因中每一個的破壞增加胰島素敏感性,表明每一個可能是抑制劑設計的靶標。PTP1B駐留在內質網,在內質網中在內化和循環到質膜期間其使胰島素受體去磷酸化(36)。此特定機制似乎限制與磷酸酶抑制相關的不需要的副效應,包括細胞生長失調。

發明概要

在胰島素受體或胰島素樣生長因子受體的緊下游發揮功能的胰島素受體底物(IRS)蛋白家族在介導胰島素對應答細胞的作用中是十分重要的。尤其是,人的IRS2的水平或功能活性的上調可能對罹患糖尿病的患者:特別是成年發病(2型)形式的糖尿病以及對IRS蛋白功能不足、異?;蟯耆筆У鈉淥≈?,造成治療有效的慢性治療以及營養有益或營養支持效應。此外,IRS1和IRS2在通過胰島素樣生長因子信號傳導通路介導信號傳導和也通過其它生長因子及細胞因子介導信號傳導中是十分重要的。

本發明的化合物可使用表達IRS2的32D細胞來鑒定。此類細胞可使用標準方法學創建(20)。申請人之前已創建和描述基于復雜靶蛋白特異性細胞的測定系統,該系統能夠鑒定胰島素介導的信號轉導級聯的IRS2分支激活劑(38)。此系統包括對照和測試細胞兩者,其來源于32D髓性祖細胞系。對于本發明,申請人使用過度產生IRS2的組氨醇抗性的測試細胞系以及合適的組氨醇抗性的對照細胞系(只攜帶表達載體)來設計基于細胞的測定系統。在合適的培養條件下,過度產生IRS2的32D細胞對于胰島素的激活變得極其敏感。相較于對照細胞,本發明的化合物將對測試細胞具有更為顯著的效應,且此效應被定量且被用來確定樣品模擬胰島素效應的能力(如相對于胰島素治療后所觀察到的最大效應的百分比所表示)。

代表性測定結果(在表1-2和圖5中示出)利用96孔板格式,且涉及在時間0處以每孔25,000個細胞涂鋪對照和測試細胞。該細胞在不含IL-3的培養基中培養,且用和不用50nM胰島素將該細胞處理72小時。然而過度產生IRS2的32D細胞系對72小時持續時間的測定變得不依賴于IL-3(參見圖5),對照細胞保持完全依賴IL-3,且顯示基本上沒有細胞生長(數據未示出)。因此,所開發的測定對于化合物(如胰島素)是高度敏感的,該化合物在過度產生IRS2的32D細胞內能夠激活IRS2依賴性生長控制級聯。此外,潛在的假陽性生長刺激物質(如用IL3處理細胞的結果所模擬),也將在對照細胞系中得到陽性分數,且因此容易從進一步考慮和檢查中排除。

在尋求能夠激活IRS2信號轉導級聯的試劑中,此系統用于進行由源于超過100,000種合成和天然產物的化合物組成的高通量篩選。這些化合物的亞組包括來源于多種植物物種的提取物,這些植物物種的一些包括可食用物種。篩選后者的化合物和提取物,因為申請人推理來源于可食用植物的化合物也可能包含能夠以IRS2依賴方式模擬胰島素生物效應的化合物。如果此類化合物存在于更廣泛的植物界中所含有的可食用植物的亞組內,則它們將提供在分子水平上理解為何某些飲食(如地中海飲食)已經示出與糖尿病、心臟病和高血壓發病率下降相關且導致壽命和生命質量得到相應改善的基礎(40-45,52)。

一些出版物已提出以下假設:此類飲食的益處是由于它們中缺乏有害組分存在,包括高脂食物、加工食物、精制糖、人造甜味劑等。其它出版物已表明?;ば宰櫸秩繅話憧寡躉?,或必需營養組分如維生素或礦物質,可能是某些飲食有益于健康和幸福的原因(40-45,52)。申請人推理到相反情況:與良好的健康和幸福相關的飲食可能實際上含有協同在人類和其它哺乳動物中正常細胞發揮作用的藥理活性組分或否則有益于在人類和其它哺乳動物中正常細胞發揮作用的藥理活性組分。通過藥理活性,我們的意指此類活性組分結合到蛋白、核酸的特異性位點或其它分離的細胞結合位點且發揮藥理效應。顯著地,本文所證明的理論是真實的,因此申請人的這些努力已經導致以下發現:來源于所選物種的植物,包括:寬葉苦苣變種(Cichoriumendiviavar.latifolium);長葉萵苣變種(Lactucasativavar.longifolia);皺葉萵苣變種(Lactucasativavar.crispa)(參見表1和表2)及其它,含有來源于所述物種的提取物中可檢測到的一種或多種化合物,該化合物實質上能夠激活胰島素介導的信號轉導級聯的IRS2分支,如以上和以前所述的基于IRS2靶蛋白特異性細胞的測定系統所確定(38,39)。此類化合物可使用水性溶劑系統從上述植物中提取,如以下將要詳細描述。本領域的技術人員可能利用替代提取方法,包括但不限于使用有機或無機溶劑,和/或使用例如二氧化碳的超臨界流體提取。

附圖簡述

圖1A和1B分別描繪在肌肉和肝細胞(1A)和胰腺β細胞(1B)中IRS信號傳導級聯的組分。通過IRS-蛋白傳送生成的信號有兩個主要支路:PI3-激酶和Grb2/Sos→ras級聯。對胰島素和IGF-1受體的激活造成IRS-蛋白的酪氨酸磷酸化,其結合PI3-激酶和Grb2/SOS。GRB2/SOS復合物促進在p21ras上的GDP/GTP交換,這可激活ras→raf→MEK→ERK1/2級聯。激活的ERK可通過elk1的直接磷酸化和fos經p90rsk的磷酸化刺激轉錄活性。通過IRS-蛋白募集激活PI3-激酶產生PI3,4P2和PI3,4,5P3(由PTEN或SHIP2作用拮抗),其募集PDK1和AKT到質膜,其中AKT由PDK-和mTOR介導的磷酸化所激活。mTOR激酶由RhebGTP激活,其通過PKB-介導的磷酸化在抑制TSC1::TSC2復合物的GAP活性時聚積。p70s6k通過mTOR-介導的磷酸化致敏以便由PDK1激活。AKT使許多細胞蛋白磷酸化以使PGC1α、p21kip、GSK3β、BAD和AS160失活,或激活PDE3β和eNOS。AKT介導的叉頭蛋白的磷酸化導致它們的胞質隔離,這可抑制它們對轉錄活性的影響。胰島素通過改變主要的翻譯起始因子和延伸因子(分別是eIF和eEF)以及關鍵的核糖體蛋白的固有活性或結合特性來刺激蛋白合成。這經由將抑制因子磷酸化和/或隔離成失活復合物來發生。胰島素調節靶標的翻譯機構的組分包括eIF2B、eIF4E、eEF1、eEF2和S6核糖體蛋白(4-6)。TNFα激活可使IRS1磷酸化的JNK,IRS1抑制其與胰島素受體的相互作用以及隨后的酪氨酸磷酸化。通過核FOXO促進IRS2表達,這可在空腹條件下增加IRS2的表達。CREB:TORC2復合物也促進IRS2表達,尤其在β-細胞內,使IRS2處于葡萄糖和GLP1的控制之下。

表1和2示出申請人已經發現的各種不同屬和種的可食用植物具有所需活性所獲得的結果。根據它們針對胰島素標準化時刺激表達IRS2的測試細胞生長的能力對其進行排名,將50nM胰島素處理所引起的應答定義為100%(表1)。表1所列出的活性是來自大量實驗所獲得的最高的。預期植物材料批量間活性的顯著變化可取決于一年中種植和收獲植物的時間、植物的新鮮程度、植物繁殖的土壤和氣候條件等。

圖2、圖3和圖4示出某些提取物降低正常(非糖尿病)個體空腹血糖的能力。將75克新鮮、未加工的從當地市場獲得的葉子或按本文所述制備的指示量的凍干的水提取物根據指示進行消耗:圖2和圖3:CG-105;圖4:CG-132。使用手持便攜式血糖監測儀(AbbottFreestyleFreedomLite)來確定血糖測量結果。從當地藥房獲得血糖監測儀和一次性測試條。

圖5示出本發明的所選的提取物增強在過度產生IRS2的32D測試細胞系統中胰島素的作用,使得實現測試細胞100%生長刺激所必需的胰島素的量低于其在不存在所選提取物的情況下所需的胰島素的量。當將CG-105提取物加入到32DIRS2測試細胞系統的低劑量胰島素處理中時,發現CG-105提取物增強低于最大胰島素刺激效應(以50nM)的所有胰島素劑量下的胰島素活性。此活性在本文不同地稱為胰島素等效活性(IEA)或胰島素增強活性(IAA)或在以下段落[51-69]所給出的額外術語。

具體實施方式

已經做出大量的努力來嘗試鑒定來源于具有治療人或動物疾病的所需效應的植物的植物提取物或化合物。很多提取物、飲料、粉末、茶等都市售聲稱涉及為許多疾病(包括糖尿病和相關代謝性病癥)提供營養支持或治療。這些制劑無一被證明以IRS2-特異性方式激活胰島素介導的信號轉導級聯(46-51,53,54,57-70,72,74,75,79-81)。Zhang等人對超過50,000種合成化合物和天然產物進行高通量篩選,且鑒定一種激活胰島素受體(IR)的化合物。然而,結果是該化合物根本不是來源于可食用植物源。相反,該化合物來源于真菌提取物(假黑囊殼菌(Pseudomassaria)),其已經從剛果民主共和國的金沙薩(Kinshasa)附近采集的未確定植物的葉子重新獲得。然而,此研究示出,至少可能鑒定對胰島素受體(IR)能夠具有部分活性的小分子(71)。在他們的研究之前,據信只有蛋白激素如胰島素才能激活其同源受體。

Pinent等人證明稱為原花青素的一類化合物(原花青素來源于葡萄籽,其可誘導動物模型的葡萄糖降低)能結合到IR,且至少部分激活該受體(60,79)。然而,作者得出結論:與胰島素效應相比,原花青素的效應造成以不同的方式激活胰島素信號傳導級聯。即使具有葡萄籽原花青素提取物(GSPE)的純化級分,與胰島素相比,作者只能獲得40%的IR的激活。此外,作者不能確立該化合物的IRS2依賴性效應(79)。

因此,除了胰島素及其相應類似物和長效制劑,沒有來源于已知可食用的屬和種的化合物(包括蛋白、多肽或“小分子”)(小分子即具有分子量為2,000原子質量單位或更少的分子)已經示出在哺乳動物細胞中特定激活胰島素/胰島素受體/IRS2信號轉導級聯。此外,已經證明沒有小分子通過IRS-2依賴方式激活胰島素信號傳導級聯。如以上在本發明背景下所討論的那樣,此類化合物、提取物和從任何來源鑒定它們的方法都是可取的。本發明提供此類化合物以及來源于含有此高度所需活性的可食用植物的所選屬和種的提取物。

本發明提供治療、治愈、預防或營養支持各種代謝性和其它病癥的方法,各種代謝性或其它病癥包括糖尿病、前期糖尿病、代謝綜合癥、肥胖、癌癥、骨髓增生異常綜合癥、神經系統病癥如阿爾茲海默病(Alzheimer’sdisease)、癡呆和認知損害、注意力缺陷病癥、早衰、心血管病癥如外周血管疾病、充血性心臟衰竭、冠狀動脈疾病和心肌梗死及其它。本發明也提供用于改善某些正常安靜狀態的化合物和提取物,該安靜狀態如基線認知狀態、細胞衰老過程、心率、心搏出量、血壓(收縮壓和舒張壓)、血流量、心輸出量和有機體的基礎代謝率。本發明的這些有益的方面,部分通過調節IRS蛋白的水平或功能活性發生,其是由向需要或想要本發明的化合物或提取物的受試者施用有效量的本發明的化合物或提取物所引起的。

在一個實施方案中,本發明通過上調IRS2功能提供用于恢復或增強細胞內胰島素敏感性。本發明還提供通過上調IRS2功能來增強胰腺β-細胞功能的方法。根據本發明,以通過IRS2使信號傳導減弱或不足為特征的疾病或病癥可通過上調IRS2功能來治療。此類疾病包括但不限于代謝性疾病、糖尿病、血脂異常、肥胖、女性不孕、中樞神經系統病癥、阿爾茲海默病和血管生成病癥。

根據本發明,IRS2功能上調包括激活IRS2或包括IRS2的復合物。在本發明的一個實施方案中,IRS2功能上調也可通過激活IRS2活性來完成,例如通過抑制IRS2的特異性絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸殘基的磷酸化。在另一個實施方案中,IRS2功能上調通過增強IRS2表達或通過抑制IRS2降解來完成。在另一實施方案中,通過調控參與介導胰島素對胰島素應答細胞的效應的蛋白或核酸分子來上調IRS2功能。同時,調控PH、PTB或KRLB結構域的耦合功能可改善IRS2功能。

從一些當地和國際市場上獲得各種可食用植物屬和種的超過100種樣品。制備可食用植物和其它植物的各種所選的屬的果實、葉、莖和根的水性和有機提取物。提取過程實施如下:用研缽和研杵將500毫克的新鮮植物組織粉碎。然后將研磨的組織加入到2mL水,且使用微探針(ColePalmer,LabGen700)在設置為6的條件下均質1分鐘。然后使該混合物以14,000RPM旋轉10分鐘。移除且測定含水層的上清液;但保留沉淀,并使其經歷有機提取過程。在兩個過程之間,將樣品保持在4℃,以使內源酶活性降到最低。

對于較大規模的提取,過程實施如下:將250g濕的植物組織加入到1L水中,且在臺式攪拌機(KitchenAid)中進行初始組織破壞。然后使用Polytron均質器和標準大小探針(PolytronPT2100)將攪拌的混合物在設置為20的條件下在冰上均質5分鐘。使用JA-10旋轉器(BeckmanCoulter;AvantiJ-25I)將混合物在4℃以10,000RPM旋轉10分鐘。將含水層的上清液移除且測定。通過在4℃冷藏最多至3周進行長期儲存,或冷凍和凍干部分樣品。

優選將提取液的pH值保持在4.3以上。我們已經發現pH值為4.3或更低可能引起活性因子從粗提取物中沉淀,導致基于32DIRS2細胞的測定系統的陰性結果。如果使該溶液pH值高于4.3,則活性恢復。然而,如果活性因子暴露在較低的pH值(pH大約2.0或更低,維持較長時間),則不再可能通過隨后提高pH來恢復活性,且該活性因子變成基本上不可逆地被抑制。

在某些條件下,從CG-105獲得的活性要素(“活性因子”或簡單的“因子”)易于熱失活,而該因子對于冷凍和凍干是穩定的?;舊洗蛹觳獾拇坑謝薌林形蘅商崛〉幕钚?,該有機溶劑包括乙醇、甲醇、苯酚、氯仿、乙腈和苯。

除了模擬胰島素對測試細胞系的效應,在第3天測定結束時,即大約72小時后,可觀察到CG-105和所選的其它提取物也增加細胞的整體存活率(圖5)。

在提取過程完成后,對所獲得的每一種提取物使用來源于使用250克新鮮植物材料的1升制劑的1微升水性提取物直接測定,如上所述,或在將5mg凍干粉重新溶解在1ml蒸餾水中,且使用在96孔格式中的1微升/測定孔(每孔大約100微升總介質體積)測定。在穩定地過度產生IRS2的32D測試細胞系上實施測定,如上和如前所述(38)。測試細胞由攜帶組氨醇可選擇的表達載體且含有在32D細胞功能性啟動子的轉錄控制下編碼鼠IRS2的全長基因的32D細胞組成,而對照細胞由攜帶缺乏IRS2編碼區的相同的組氨醇可選擇的表達載體的32D細胞組成。

表1和表2示出從所選物種獲得的多個最具活性的水性提取物的活性?;钚砸允褂?0nM胰島素作為通過信號轉導級聯的IRS2分支的信號傳導的陽性對照所獲得的總胰島素活性的百分比進行報告。表2示出相對于所檢測的每一種提取物的對照細胞測試細胞的生長增加。(通過從每一種提取物的測試細胞中減去對照細胞的平均值來分別確定所指示的值,如表1所示。(在表1中給出每一種提取物值的平均和標準差。)顯然,如表2中所示結果,有組織分類的某些水性提取物在32DIRS2測試細胞系統中展示出胰島素樣生物學活性,相當于胰島素所獲得的應答的40%?;钚匝糶緣梅值姆段鵲核鼗竦玫南赴Υ鵒康牡橢?0%到高至40%。在表2所示的科之一,菊科(Asteraceae),含有一致陽性得分的屬和種,即使程度有所不同。其它科,如唇形科(Lamiaceae)或十字花科(Brassicaceae),含有一些陽性得分的成員和其它陰性的成員。最終,檢測的莧科(Amaranthaceae)的所有成員基本上都是陰性(ND=未檢測到活性)。

基于與胰島素激活過度產生IRS2的測試細胞的能力進行直接比較,申請人以以下方式界定此類活性的測量結果:

胰島素敏化單位-(IS單位)

胰島素敏化活性-(ISA單位)

胰島素優化活性-(IOA單位)

胰島素優化單位-(IO單位)

胰島素促進活性-(IBA單位)

胰島素促進單位-(IB單位)

胰島素放大單位-(IA單位)

胰島素放大活性-(IAA單位)

胰島素增強單位-(IIn單位)

胰島素增強活性-(IInA單位)

胰島素增大活性-(IAA單位)

胰島素改善活性-(IImA單位)

胰島素改善單位-(IIm單位)

胰島素加強單位-(ISt單位)

胰島素富集單位-(IEn單位)

胰島素等效單位-(IEq單位)

胰島素等效活性-(IEA單位)

一個單位的胰島素等效活性(也稱為胰島素增大活性)被定義為:使過度產生IRS2的測試細胞的生長增加由實現測試細胞的生長大量增加(熟練的研究者將其分類為充分的陽性對照結果)所需的適當量的胰島素處理細胞實現的生長水平的1%所需的最小量的材料(化合物或提取物)。這根據相對于在所述陽性對照條件下用胰島素處理實現的最大效應的百分比來測量。為了這些目的,以及如表1和2和圖5的實驗所示,利用50nM胰島素作為陽性對照?;詮郝虻拿懇慌囊鵲核?,已經經驗地確定此數量。舉例來說,如果在如上所述的96孔板格式測定中1微升植物提取物可使過度產生IRS2的32D細胞系生長增加20%(相對于包含50nM胰島素處理的陽性對照(標準化至100%)),則認為所述提取物包含20個單位的胰島素當量(或胰島素增大)活性。在我們的經驗中,在大多數情況下,50至100nM胰島素是飽和量的胰島素。

使用標準方法學用于提取、純化和過濾,包括大小排阻色譜法、正相和反相高壓液相色譜法(HPLC)、親水作用色譜法(HILIC)、親和色譜法、非無菌和無菌過濾方法等,可將此類活性濃縮并增加到胰島素對過度產生IRS2的32D細胞系的效應的100%(82-84,以及其中參考文獻)。因此,在一個實施方案中,本發明提供每毫升包含至少1x103個胰島素等效(IE)單位的植物提取物。在另一個實施方案中,本發明提供每毫升包含至少1x104個IE單位的植物提取物。在另一個實施方案中,本發明提供每毫升包含至少2x104個IE單位的植物提取物。在又一個實施方案中,本發明提供每毫升包含至少3.6x104個IE單位的植物提取物。在另一個實施方案中,本發明提供每毫升包含1x103至1x104個IE單位的植物提取物。在又一個實施方案中,本發明提供每毫升包含1x104至1x105個IE單位的植物提取物。

本發明提供為具有糖尿病、代謝病癥、中樞神經系統疾病、肥胖、生育或如上討論的其它人病癥的患者提供營養支持、預防、誘導持久的長期緩解或治愈的化合物和方法。本發明尤其關注IRS蛋白以及關注對IRS2介導的細胞信號傳導通路的活性調控(作為治療人疾病和/或提供有益營養支持的機制)。

本發明還提供測定以選擇具有甚至更高活性的特定品種或用于選擇品種或物種雜交的后代以用于再次選擇具有高水平活性的個體。本發明還提供兩種或更多種單獨活性物種(包括變體)的組合的用途。

本發明的一個特點提供IRS分支激活劑。本發明提供調控胰島素受體底物(IRS)功能的方法,其包括將IRS(包括包含IRS的細胞或組織)與化合物、植物片段、所述植物片段的提取物或來源于植物的屬和種的提取物(該植物已經示出在如上所述的基于IRS2特異性細胞的測定系統中提供陽性結果)接觸。此類植物包括但不限于在表1和2中所公開的那些。本領域擁有高度技術的人員熟知植物屬可能相互獨立進化,但還產生化學性質相似或甚至結構上相同的代謝物。舉例來說,葡糖異硫氰酸鹽作為化合物類別包括由許多十字花目(Brassicales)的植物產生的超過100種化合物,十字花目包括超過4,000個物種,包括芥菜、卷心菜、花椰菜和木瓜。發現單一的葡糖異硫氰酸鹽,如萊菔硫烷,在花椰菜中含量高,但還存在于抱子甘藍、菜花、蕪菁、水田芥、白菜和許多其它十字花科植物(85)。另一個實例是植物產生膠乳,其出現在大約10%的所有植物物種中,40個科中的一些包括以下兩個主要組的多個譜系:被子植物(開花植物、木蘭植物門)雙子葉植物(寬葉)和單子葉植物(禾本科植物)以及針葉樹(松樹、松柏門)和蕨類植物(苔蘚、蕨類植物、蕨類植物門)。這兩個實例的化合物由不同物種、科和屬產生(對于葡糖異硫氰酸鹽)或進一步跨越進化至不同的目、類和門產生膠乳表明由不相關的植物跨越進化可產生相似或相同化合物(77,78)。因此,預期對能夠提供胰島素增大活性的植物提取物或純化化合物的類型無限制,其中通過使用本文所述或其它所述的過度產生IRS2的測試細胞可鑒定此類活性(20,38)??杉嗖庀赴硇捅浠?包括細胞增殖)、IRS的活性、IRS的表達、IRS的磷酸化、或在IRS2信號轉導級聯中的其它下游靶標、或IRS與另一個胰島素受體或胰島素樣生長因子受體信號轉導通路組分的結合。用本發明的化合物調控IRS可在a4疾病的治療或預防,或在生物學測定、細胞測定、生化測定等中進行。

使用表達所選IRS家族成員的32D細胞可鑒定本發明的化合物。使用由申請人之一最初發明的標準方法學和以前詳細描述的標準方法學可創建此類細胞(38)。簡而言之,使表達所選IRS家族成員的32D細胞(測試細胞)和基本上不表達所選IRS家族成員的32D細胞(對照細胞)與測試化合物進行接觸。相較于對照細胞,本發明的化合物對測試細胞將具有更為明顯的效應。

本發明還提供預防、治療或改善IRS介導的疾病或病狀的方法,其包括鑒定有需要的患者,以及單獨施用治療上或營養保健上有效量的化合物或提取物或將其與藥學上可接受的鹽、酯、酰胺或其前藥一起施用。IRS介導的疾病或病狀包括但不限于受試者的糖尿病(1型和2型)、胰島素抗性、代謝綜合癥、癡呆、阿爾茨海默氏病、高胰島素血癥、血脂異常及高膽固醇血癥、肥胖、高血壓、視網膜變性、視網膜脫落、帕金森病(Parkinson’sdisease)、心血管疾病包括血管病、動脈粥樣硬化、冠心病、腦血管疾病、心力衰竭和外周血管病。

如圖2和圖3所示,口服施用75g粗劑量的所選的屬和種(寬葉苦苣變種;指定為CG-105)可降低人類的空腹血糖。自愿測試受試者是申請人。箭頭指示口服施用的時間。圖2中還示出在施用由CG-105所制備且以明膠膠囊施用的1.9克劑量的凍干的水提取物之前和之后類似的人空腹血糖結果。這些結果證明此物種植物能夠在非糖尿病人類中誘導適度空腹血糖降低效應。

調控IRS功能可涉及下列非限制性機制之一。一個可能的機制涉及改變(即促進或抑制)IRS2與同IRS2相互作用(結合)的上游和下游兩者的各種蛋白的結合相互作用。例如,這些包括結合IRS1和IRS2且使IRS1和IRS2磷酸化的人胰島素受體(hIR)、N-端c-jun激酶(JNK)、PKC同種型、ERK1或ERK2、以及額外的上游或下游信號傳導元件如含有src同源體2(SH2)結構域的蛋白,該蛋白結合至IRS2,且還可能使IRS磷酸化、去磷酸化或以其它方式修飾IRS。

另一個機制涉及改變IRS的共價修飾的具體模式,如絲氨酸、蘇氨酸和酪氨酸殘基的磷酸化狀態、泛素化模式、乙?;蚋謀銲RS蛋白的功能、細胞內定位或穩定性的其它共價修飾。

第三個機制包括控制特異性細胞中IRS基因的表達,包括β細胞、腦細胞、肝細胞肌肉細胞、繁殖中涉及的繁殖細胞和組織、脂肪細胞、乳房細胞、骨細胞和免疫系統細胞、基本上可能天然表達IRS2的機體的任何細胞。IRS2由轉錄因子調節,如CREB、CRTC2、Foxo1、TFE3和SREBP1。因此,IRS2表達增加可由刺激IRS2基因轉錄的轉錄因子活性增加造成。IRS2表達還可部分由cAMP水平調控。

IRS對蛋白水解降解是敏感的。因此,干預IRS降解的化合物,例如通過與IRS相互作用以阻斷降解或通過直接抑制蛋白酶,可用來上調IRS信號傳導活性。

在體外和在體內評估本發明的化合物對IRS信號傳導的效應的方法是本領域已知的。例如,基于細胞的測定可用于確認IRS信號傳導增加。此外,各種實驗策略可用于確認IRS功能,包括測量對胰島素刺激應答的葡萄糖攝取,或確定已知下游基因的表達。為觀察對IRS表達的調節,可構建與IRS表達控制序列相聯系的報告基因。

上調IRS的表達或細胞活性的本發明的化合物用于促進IRS信號傳導。上調特異性組織中的IRS可靶向或預防涉及那些特異性組織或細胞的疾病。例如,上調胰腺β-細胞中的IRS2改善葡萄糖刺激的胰島素分泌。上調β細胞中IRS2基因或促進β-細胞中IRS2信號傳導的藥物將促進β-細胞功能且對治療或預防糖尿病有用。此外,在人類和其它哺乳動物中可調控IRS水平或功能活性以便改善或預防引起某些形式的糖尿病的胰腺β-細胞的衰竭或破壞,并降低外周胰島素敏感組織對胰島素的需求。

IRS基因還作用在對胰島素應答的外周組織。IRS2基因上調或IRS2信號傳導功能上調使組織對胰島素更為敏感,且因此需要更少的胰島素來引起合適的應答。在一個實施方案中,本發明的單個化合物促進多個組織中IRS2基因表達或IRS2功能,例如,促進β-細胞中胰島素分泌和其它細胞和組織中胰島素敏感性,包括但不限于肝細胞和神經元。在另一個實施方案中,本發明的兩種或更多種化合物用于促進不同細胞或組織中的IRS活性。在一些例子中,兩種或更多種此類化合物可能包含于來源于單個植物物種的提取物。IRS的這些效應共同作用來使葡萄糖處于控制中及預防糖尿病和由IRS功能調控的相關病癥。

上調IRS表達或增加IRS信號傳導功能也有助于治療其它疾病和病癥。促進IRS功能的化合物用于急性創傷期逆轉分解代謝。胰島素抗性是急性創傷期的主要問題。急性創傷期胰島素分泌減少加劇自噬,這增加肌肉和組織消耗,從而進展為腎臟疾病。胰島素抗性和胰島素分泌減少導致大量分解代謝,從而威脅早期修復中的存活。這兩個過程均可通過由于炎性過程和激活自噬的抑制所引起的IRS信號傳導損失來部分解釋。促進IRS2功能的藥物、預防IRS2降解的藥物或促進IRS2表達的藥物可逆轉這些效應。

肥胖的主要問題在于外周組織成為胰島素抗性;如果β細胞不能產生足夠的胰島素來克服胰島素抗性,則發展成糖尿病。申請人以前討論過上調β-細胞和/或外周組織內的IRS2的化合物如何治療胰島素抗性和糖尿病。上調β-細胞內的IRS2促進葡萄糖敏感性和胰島素分泌,且上調外周組織內的IRS2減少對胰島素的需要量。因此,可降低威脅生命的肥胖并發癥的發病率。

大約一半的小鼠大腦生長取決于IRS2基因的表達。促進IRS2信號傳導的藥物促進哺乳動物和人的神經生長和再生。IRS2信號傳導還在Tau蛋白(阿爾茨海默病的標記物)的去磷酸化中發揮作用。上調海馬中的IRS2應該促進正常功能且有利于預防與阿爾茨海默病相關的神經元變性。因此,本發明的化合物和提取物將有益于癡呆,包括阿爾茨海默病。

IRS2信號傳導還在攝食行為中發揮作用。由于大腦不能正確地評估餐后胰島素是否已經分泌,缺乏IRS2的小鼠趨向體重增加,這樣大腦不能確定是否實際已用餐。上調下丘腦(且尤其是下丘腦弓形核)中的IRS2將促進食欲調節,該食欲調節導致增重減少或甚至體重減輕。

IRS2信號傳導在生育中發揮作用。值得注意的是,缺乏IRS2的雌性小鼠不孕。通過上調垂體促性腺激素細胞或卵巢中的IRS2信號傳導或IRS2基因表達,可增強排卵。

IRS2促進視網膜生長。缺乏IRS2的小鼠顯示視網膜神經元的損失增加,特別是桿狀細胞和視椎細胞,從而導致失明。因此,本發明的化合物用于減輕或預防視網膜變性及促進視網膜生長和再生。

本發明還提供將化合物或提取物單獨或連同藥學上可接受的鹽、酯、酰胺、前藥或溶劑化物與第二治療劑或其它治療組合共同施用于受試者。

治療糖尿病及相關病狀的第二治療劑包括雙胍類(包括但不限于二甲雙胍),其減少肝臟葡萄糖輸出且增加外周對葡萄糖的攝取,胰島素促分泌素(包括但不限于磺脲類和氯茴苯酸類,如瑞格列奈),其通過胰腺β-細胞,以及PPARγ、PPARα和PPARα/γ調控物(例如,噻唑烷二酮類如吡格列酮和羅格列酮)觸發或增強胰島素釋放。

額外的第二治療劑包括GLP1受體激動劑,包括但不限于GLP1類似物如醋酸艾塞那肽(exendin-4)和利拉魯肽和通過二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制GLP1降解的藥劑。維格列汀和西他列汀是DPP-4抑制劑的非限制性實例。

在本發明的某些實施方案中,化合物或提取物與胰島素替代治療共同施用。

根據本發明,化合物或提取物與他汀類和/或其它降脂質藥物(如MTP抑制劑和LDLR上調劑)、抗高血壓藥(如血管緊張素拮抗劑,例如氯沙坦、依貝沙坦、奧美沙坦、坎地沙坦及替米沙坦),鈣通道拮抗劑(例如拉西地平)、ACE抑制劑(例如依那普利)以及β-腎上腺素能(andrenergic)阻斷劑(β-阻斷劑)(例如阿替洛爾、拉貝洛爾和奈比洛爾)共同施用。

在另一個實施方案中,給受試者開出本發明的化合物或提取物結合消耗具有低血糖指數的食物的說明。

在聯合治療中,該化合物或提取物在另一個治療以及其任何組合之前、期間或之后,即之前和期間、之前和之后、期間和之后,或在施用第二治療劑之前、期間或之后施用。例如,本發明的化合物或提取物可每日施用,而緩釋二甲雙胍每日施用(55,56)。在另一個實例中,本發明的化合物每日施用一次,且而艾塞那肽每周施用一次。另外,在開始另一種藥劑治療之前、期間或之后可開始用本發明的化合物或提取物治療。例如,用本發明的化合物或提取物治療可引入到已經接受胰島素促分泌素治療的患者。此外,本發明的化合物或提取物連同其它營養補充劑、維生素、營養制品或飲食補充劑可每日施用一次或兩次。實例包括GCE、綠原酸、菊苣酸、桂皮和其它各種羥基肉桂酸、鉻、吡啶甲酸鉻、多種維生素等。

另一方面,本發明提供藥學上可接受的組合物,其包含治療有效量的本發明的一種或多種化合物或提取物,其可與一種或多種藥學上可接受的載體(添加劑)和/或稀釋劑一起配制。如以下詳細描述,本發明的藥物組合物可專門配制用于以固體或液體形式施用,包括適于以下的那些:(1)口服施用,例如,浸液(水性或非水性溶液或混懸液),片劑,例如針對于頰、舌下和全身吸收的那些,及應用于舌頭的大丸劑、粉末劑、顆粒劑、糊劑;(2)胃腸外施用,例如,以例如無菌溶液或混懸液或持續釋放制劑的形式通過皮下、肌內、靜脈內或硬膜外注射;(3)局部應用,例如,以乳膏劑、軟膏劑或控釋貼劑或噴霧劑的形式應用于皮膚;(4)經陰道內或直腸內,例如,作為陰道栓劑、乳膏劑或泡沫劑;(5)經舌下;(6)經眼部;(7)經皮;或(8)經鼻。

另一方面,本發明提供營養有益或營養支持性組合物,其包含與一種或多種活性或非活性的成分載體(添加劑)和/或稀釋劑一起配制的營養有益量或營養支持量的一種或多種本發明的化合物或提取物。如以下詳細描述,本發明的營養補充制劑可專門制備用于以固體或液體形式施用,包括適用于以下的那些:(1)口服施用,例如,飲料、食物、可咀嚼糊劑或膠、浸液(水性或非水性溶液或混懸液)、膠囊劑、片劑,例如針對于頰、舌下和全身吸收的那些,及應用于舌頭的大丸劑、粉末劑、顆粒劑、糊劑;(2)胃腸外施用,例如,以例如無菌溶液或混懸液或持續釋放制劑的形式通過皮下、肌內、靜脈內或硬膜外注射;(3)局部應用,例如,以乳膏劑、軟膏劑或控釋貼劑或噴霧劑的形式應用于皮膚;(4)經陰道內或直腸內,例如,作為陰道栓劑、乳膏劑或泡沫劑;(5)經舌下;(6)經眼部;(7)經皮;或(8)經鼻。

本文使用的短語“治療有效量”意指以可應用于任何醫學治療的合理效益/風險比(例如可應用于任何醫學治療的合理副作用),在動物細胞的至少子群體內有效產生一些所需的治療效應的化合物、材料或包含本發明的化合物的組合物的量。

本文使用的短語“營養有效量”意指以可應用于任何營養補充劑的合理效益/風險比(例如可應用于任何營養補充劑的合理副作用),在動物細胞的至少子群體內有效產生一些所需的營養效應的化合物、材料或包含本發明的提取物的組合物的量。

短語“組合物”不論以單數還是復數形式,均是指分離的、化學界定的分子以及來自植物和含有活性成分的其它生物有機體的提取物,該活性成分在以上所述的基于IRS2細胞的測定系統內示出陽性結果。

短語“藥物組合物”適當時有必要包括營養組合物、營養/飲食補充劑等。

本文采用的短語“藥學上可接受的”是指在合理的醫學判斷范圍內,與合理效益/風險比相稱,適合用于接觸具有毒性、刺激、過敏應答或其它問題或并發癥的人類和動物組織的那些化合物、材料、組合物和/或劑型。

本文使用的短語“藥學上可接受的載體”意指藥學上可接受的材料、組合物或媒介物,如液體或固體填料、稀釋劑、賦形劑、生產輔助劑(例如潤滑油、滑石鎂、硬脂酸鈣或硬脂酸鋅或硬脂酸)或溶劑封存材料,該材料、組合物或媒介物參與從一個器官或機體的部分到另一個器官或機體的部分攜帶或運送主題化合物。每一載體就與該制劑的其它成分相容且對患者無害的意義而言必須是“可接受的”??勺魑┭峽山郵艿腦靨宓牟牧系囊恍┦道ǎ?1)糖類,如乳糖、葡萄糖和蔗糖;(2)淀粉,如玉米淀粉和馬鈴薯淀粉;(3)纖維素及其衍生物,如羧甲基纖維素鈉、乙基纖維素、醋酸纖維素和羥丙基甲基纖維素;(4)黃蓍膠粉;(5)麥芽;(6)明膠;(7)滑石;(8)賦形劑,如可可脂和栓蠟;(9)油類,如花生油、棉籽油、紅花油、芝麻油、橄欖油、玉米油和大豆油;(10)二醇,如丙二醇;(11)多元醇,如甘油、山梨糖醇、甘露醇和聚乙二醇;(12)酯,如油酸乙酯和月桂酸乙酯;(13)瓊脂;(14)緩沖劑,如氫氧化鎂和氫氧化鋁;(15)褐藻酸;(16)無熱原水;(17)生理鹽水;(18)林格氏溶液(Ringer′ssolution)(19)乙醇;(20)pH緩沖溶液;(21)聚酯、聚碳酸酯和/或聚酸酐類;以及(22)其它采用于藥物制劑的無毒性相容物質。

如以上所陳述的,本化合物的某些實施方案可包含堿性官能團,如氨基或烷基氨基,且因此能夠形成含藥學上可接受的酸的藥學上可接受的鹽。在這方面,術語“藥學上可接受的鹽”是指本發明的化合物的相對無毒、無機和有機酸加成鹽??稍謔┯妹澆槲锘蚣列蛻討性恢票剛廡┭?,或通過使本發明的純化化合物以其游離堿形式與合適的有機或無機酸單獨起反應,以及在隨后的純化中分離由此形成的鹽來制備這些鹽。代表性鹽包括氫溴酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽、硫酸氫鹽、磷酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽、戊酸鹽、油酸鹽、棕櫚酸鹽、硬脂酸鹽、月桂酸鹽、苯甲酸鹽、乳酸鹽、磷酸鹽、甲苯磺酸鹽、檸檬酸鹽、馬來酸鹽、延胡索酸鹽、琥珀酸鹽、酒石酸鹽、萘酚鹽、甲磺酸鹽、葡庚糖酸鹽、乳糖醛酸鹽和月桂基磺酸鹽等(37)。

主題化合物的藥學上可接受的鹽包括化合物的常規無毒性鹽或季銨鹽,例如來自無毒性有機或無機酸。例如,此類常規無毒性鹽包括由無機酸,如鹽酸、氫溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸、硝酸等衍生的鹽;以及由有機酸,如乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、抗壞血酸、棕櫚酸、馬來酸、羥基馬來酸、苯乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水楊酸、對氨基苯磺酸、2-乙酰氧基苯甲酸、延胡索酸、甲苯磺酸、甲磺酸、乙烷二磺酸、草酸、異硫羰酸(isothionic)等制備的鹽。

在其它情況下,本發明的化合物可含有一種或多種酸性官能團,且因此能夠與藥學上可接受的堿形成藥學上可接受的鹽。在這些情況中,術語“藥學上可接受的鹽”是指本發明的化合物的相對無毒、無機和有機堿加成鹽。這些鹽同樣可在施用媒介物或劑型生產過程中原位制備,或通過使呈其游離酸形式的純化化合物與合適的堿如藥學上可接受的金屬陽離子的氫氧化物、碳酸鹽或碳酸氫鹽單獨反應,與氨單獨反應,或與藥學上可接受的有機伯胺、仲胺或叔胺單獨反應制備。代表性堿鹽或堿土金屬鹽包括鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽和鋁鹽等。用于形成堿加成鹽的代表性有機胺包括乙胺、二乙胺、乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪等。(參見,例如,37)。

在組合物中也可存在潤濕劑、乳化劑和潤滑劑(如月桂基硫酸鈉和硬脂酸鎂)以及著色劑、釋放劑、包衣劑、甜味劑、調味劑和香味劑、防腐劑和抗氧化劑。

藥學上可接受的抗氧化劑的實例包括:(1)水溶性抗氧化劑,如抗壞血酸、半胱氨酸鹽酸鹽、硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉等;(2)油溶性抗氧化劑,如抗壞血酸基棕櫚酸酯、丁基羥基茴香醚(BHA)、丁基羥基甲苯(BHT)、卵磷脂、沒食子酸丙酯、α-生育酚等;及(3)金屬螯合劑,如檸檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、山梨醇、酒石酸、磷酸等。

本發明的制劑包括適于經口、經鼻、經局部(包括口腔和舌下)、經直腸、經陰道和/或經胃腸外施用的那些制劑。該制劑可便利地以單位劑型存在,且可通過制藥領域中任何熟知的方法制備??捎朐靨宀牧轄岷弦圓ヒ患列偷幕钚猿煞值牧拷姹恢瘟頻乃拗?、具體施用方式而變化??捎朐靨宀牧轄岷弦圓ヒ患列偷幕钚猿煞值牧客ǔ=遣瘟菩вΦ幕銜锏牧?。通常,按100%計,該活性成分的量的范圍將是從約0.1%至約99%,優選從約5%至約70%,最優選從約10%至約30%。

在某些實施方案中,本發明的制劑包括選自由以下組成的組的賦形劑:環糊精、纖維素、脂質體、膠束形成劑(例如膽汁酸)和聚合物載體(例如聚酯和聚酸酐);以及本發明的化合物。在某些實施方案中,上述制劑使口服本發明的化合物具有生物有效性。

制備這些制劑或組合物的方法包括使本發明的化合物與載體和任選一種或多種輔助成分締合的步驟。通常,通過本發明的化合物與液體載體或細碎的固體載體或兩者均勻且緊密締合來制備該制劑,且然后,如果有必要,對該產物進行成形。

適于口服施用的本發明的制劑可以呈膠囊劑、扁囊劑、丸劑、片劑、錠劑(使用調味基質,通常為蔗糖和阿拉伯膠或黃蓍膠)、粉末劑、顆粒劑的形式,或作為水性或非水性液體中的溶液或混懸液,或作為水包油或油包水的液體乳劑,或作為酏劑或糖漿劑,或作為糖果錠劑(使用惰性基質,如凝膠和甘油或蔗糖和阿拉伯膠)和/或作為漱口水等,每個包含預定量的本發明的化合物(作為活性組分)。本發明的化合物也可作為大丸劑、藥糖劑或糊劑施用。

在用于口服施用的本發明的固體劑型(膠囊劑、片劑、丸劑、糖衣丸劑、粉末劑、顆粒劑、含片(trouches)等)中,活性組分可與一種或多種藥學上可接受的載體混合,如檸檬酸鈉或磷酸二鈣,和/或下述任一種:(1)填充劑或增量劑,如淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇和/或硅酸;(2)粘合劑,諸如例如羧甲基纖維素、藻酸鹽、明膠、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和/或阿拉伯膠;(3)濕潤劑如甘油;(4)崩解劑,如瓊脂、碳酸鈣、馬鈴薯或木薯淀粉、海藻酸、某些硅酸鹽和碳酸鈉;(5)溶液阻滯劑如石蠟;(6)吸收促進劑,如季銨化合物和表面活性劑,如泊洛沙姆和月桂基硫酸鈉;(7)潤濕劑,諸如例如,鯨蠟醇、單硬脂酸甘油酯和非離子型表面活性劑;(8)吸附劑,如高嶺土和膨潤土;(9)潤滑劑,如滑石、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、固體聚乙二醇、月桂基硫酸鈉、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉、硬脂酸及其混合物;(10)著色劑;及(11)控釋劑如交聚維酮或乙基纖維素。在膠囊劑、片劑和丸劑的情況下,藥物組合物還可包括緩沖劑。相似類型的固體組合物還可作為軟殼和硬殼的明膠膠囊劑中的填充劑,該明膠膠囊劑使用如乳糖或牛奶糖以及高分子量聚乙二醇等的賦形劑。

片劑可通過任選與一種或多種輔助成分通過壓制或模制來制備。壓制片劑可使用粘合劑(例如,明膠或羥丙基甲基纖維素)、潤滑劑、惰性稀釋劑、防腐劑、崩解劑(例如,淀粉羥乙酸鈉或交聯羧甲基纖維素鈉)、表面活性劑或分散劑來制備。模制片劑可通過在適當的機器中將用惰性液體稀釋劑潤濕的粉末狀化合物的混合物模制來制備。

本發明的藥物組合物和營養組合物的片劑和其它固體劑型,如糖衣丸劑、膠囊劑、丸劑和顆粒劑,可任選用包衣和衣殼(如腸溶衣和其它在藥物配制領域所熟知的包衣)進行刻痕或制備?;箍膳渲撲?,以便提供其中活性組分的緩慢或控制釋放,例如,使用不同比例的羥丙基甲基纖維素以提供所需的釋放曲線,也可使用其它聚合物基質、脂質體和/或微球體。它們可配制成迅速釋放,例如,凍干。它們可通過如下方式進行滅菌:例如通過截留細菌過濾器過濾,或通過以無菌固體組合物的形式摻入滅菌劑,該滅菌劑可在使用前立即溶于無菌水或一些其它無菌可注射介質中。這些組合物還可任選地包含遮光劑,且可以是僅僅釋放活性成分的組合物,或任選地以延緩方式優選地在胃腸道的某些部分釋放活性成分的組合物??墑褂玫陌褡楹銜锏氖道ň酆銜鎦屎屠?。適當時,活性成分也可與一種或多種上述賦形劑一起以微膠囊劑形式存在。

用于口服施用本發明的化合物的液體劑型包括藥學上可接受的乳劑、微乳劑、溶液劑、混懸液、糖漿劑和酏劑。除了活性成分以外,液體劑型可包含在本領域廣泛使用的惰性稀釋劑,諸如例如,水或其它溶劑、增溶劑和乳化劑,如乙醇、異丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸芐酯、丙二醇、1,3-丁二醇,油類(尤其是棉籽油、落花生油、玉米油、胚芽油、橄欖油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氫呋喃醇、聚乙二醇和脫水山梨醇脂肪酸酯及其混合物。

除了惰性稀釋劑以外,口服組合物還可包括佐劑如潤濕劑、乳化劑和懸浮劑、甜味劑、調味劑、著色劑、香味劑和防腐劑。

混懸液,除了活性化合物以外,還含有助懸劑,例如,乙氧基異硬脂醇、聚氧乙烯山梨醇和脫水山梨糖醇酯、微晶纖維素、偏氫氧化鋁、膨潤土、瓊脂和黃蓍膠及其混合物。

用于直腸或陰道施用的本發明的藥物組合物的制劑可以栓劑呈現,其可通過將一種或多種本發明的化合物與一種或多種合適的非刺激性賦形劑或載體(包括例如可可脂、聚乙二醇、栓劑蠟或水楊酸鹽)混合而制備,且其在室溫下是固體,而在體溫下則為液體,且因此,將在直腸或陰道腔內融解并釋放活性化合物。

適于陰道施用的本發明的制劑還包括陰道栓劑、衛生棉塞、乳膏劑、凝膠劑、糊劑、泡沫劑或含有本領域已知合適的此類載體的噴霧制劑。

本發明的化合物用于局部施用或經皮施用的劑型包括粉末劑、噴霧劑、軟膏劑、糊劑、乳膏劑、洗劑、凝膠劑、溶液劑、貼劑和吸入劑?;钚曰銜錕稍諼蘧跫掠胍┭峽山郵艿腦靨逡約翱贍芐枰娜魏畏欄?、緩沖劑或推進劑混合。

軟膏劑、糊劑、乳膏劑和凝膠劑除了含有本發明的活性化合物以外,還可含有賦形劑,如動物和植物的脂肪、油、蠟、石蠟、淀粉、黃蓍膠、纖維素衍生物、聚乙二醇、硅酮、膨潤土、硅酸、滑石和氧化鋅或其混合物。

粉末劑和噴霧劑除了含有本發明的化合物以外,還含有賦形劑如乳糖、滑石、硅酸、氫氧化鋁、硅酸鈣和聚酰胺粉末或這些物質的混合物。噴霧劑可額外包含常規推進劑,如氯氟烴和揮發性未取代的烴,如丁烷和丙烷。

經皮貼劑具有額外的優勢:向機體受控遞送本發明的化合物。此類劑型可通過使化合物在適當介質中溶解或分散來制備。也可使用吸收增強劑來增加化合物通過皮膚的通量??賞ü峁┛刂撲俾實哪せ蚴夠銜鋟稚⒃誥酆銜锘駛蚰褐欣純刂拼死嗤康乃俾?。

也考慮眼用制劑、眼軟膏劑、粉末劑、溶液劑等為處于本發明的范圍之內。

本發明的適于胃腸外施用的藥物組合物包含一種或多種本發明的化合物以及一種或多種藥學上可接受的無菌等滲水性或非水性溶液、分散劑、混懸液或乳劑,或在臨使用前可以復溶到無菌可注射溶液劑或混懸液中的無菌粉末劑聯用,其可含有糖、乙醇、抗氧化劑、緩沖劑、殺菌劑、使制劑與預期接受者的血液等滲的溶質,或助懸劑或增稠劑。

本發明的藥物組合物中所采用的合適的水性和非水性載體的實例包括水、乙醇、多元醇(如甘油、丙二醇、聚乙二醇等)及其合適的混合物、植物油(如橄欖油)和可注射有機酯(如油酸乙酯)。例如,通過使用包衣材料(如卵磷脂),在分散劑情況下通過保持所需粒度以及通過使用表面活性劑可保持適當的流動性。

這些組合物還可含有佐劑如防腐劑、潤濕劑、乳化劑和分散劑。通過包含各種抗細菌劑和抗真菌劑,例如,對羥基苯甲酸酯、三氯丁醇、苯酚山梨酸等,可確保預防微生物對主題化合物的作用。也可需要組合物中包含等滲劑如糖類、氯化鈉等。此外,通過包含延遲吸收的藥劑如單硬脂酸鋁和明膠來實現可注射藥物形式的延長吸收。

在有些情況下,為了延長藥物效應,需要延緩藥物從皮下注射或肌內注射的吸收。這可通過使用具有不良水溶性的結晶或無定形材料的液體混懸液來完成。然后該藥物的吸收速率取決于其溶解速率,反過來,其可取決于晶體大小和結晶形式?;蛘?,胃腸外施用的藥物形式的延遲吸收通過將藥物溶解或懸浮在油性媒介物中來完成。

通過在可生物降解聚合物如聚乳酸-聚乙醇酸交酯中形成主題化合物的微囊基質來制備可注射的儲庫形式。根據藥物與聚合物的比率和所采用的特定聚合物的性質,可控制藥物釋放的速率。其它可生物降解的聚合物的實例包括聚(原酸酯)和聚(酸酐)。也可通過將藥物包埋在與機體組織相容的脂質體或微乳劑中來制備可注射的儲庫制劑。

當將本發明的化合物以藥品、營養制品或營養補充劑施用于人和動物時,可以給予它們本身,或作為含有例如0.1%-99%(更優選,10-30%)活性成分(與藥學上可接受的載體聯用)的組合物。

本發明的制劑可經口、經胃腸外、經局部或經直腸給予。當然,它們要以適于每一施用途徑的形式給予。例如,它們以片劑或膠囊劑形式,通過注射、吸入、眼部洗劑、軟膏劑、栓劑等施用;通過注射、輸注或吸入施用;通過洗劑或軟膏劑局部施用;和通過栓劑直腸施用。優選口服施用。

本文使用的短語“胃腸外施用(parenteraladministration)”和“胃腸外施用(administeredparenterally)”意指除了腸道施用和局部施用以外的施用模式,通常通過注射,且包括但不限于靜脈內、肌肉內、動脈內、鞘內、囊內、眼眶內、心內、皮內、腹膜內、經氣管、皮下、表皮下、關節內、囊下、蛛網膜下、脊柱內和胸骨內注射和輸注。

本文使用的短語“全身施用(systemicadministration)”、“全身施用(administeredsystemically)”、“外周施用(peripheraladministration)”或“外周施用(administeredperipherally)”意指除了直接進入中樞神經系統以外施用化合物、藥物或其它材料,以便其進入患者全身并因此經歷代謝和其它類似過程,例如皮下施用。

通過任何合適的施用途徑將這些化合物施用于人和其它動物進行治療,合適的施用途徑包括經口施用、經鼻施用(例如通過噴霧劑)、經直腸施用、經陰道內施用、經胃腸外施用、經腦池內施用和經局部施用(例如通過粉末劑、軟膏劑或滴劑),局部施用包括向頰施用和舌下施用。

無論選擇何種施用途徑,可以合適的水合形式使用的本發明的化合物和/或本發明的藥物組合物通過本領域技術人員已知的常規方法配制為藥學上可接受的劑型。

本發明藥物組合物中的活性成分的實際劑量水平可改變,以便獲得有效實現對特定患者、組合物和施用模式的所需治療響應而對該患者無毒的活性成分的量。

所選劑量水平將取決于多種因素,包括所采用的本發明的特定化合物或其酯、鹽或酰胺的活性,施用途徑,施用時間,采用的特定化合物的排泄速率或代謝速率,吸收速率和程度,治療持續時間,與采用的特定化合物聯用的其它藥物、化合物和/或材料,所治療的患者的年齡、性別、體重、病狀、總體健康和以前病史,以及在醫學領域熟知的相似因素。

具有本領域一般技能的醫生或獸醫可容易地確定和開出所需的有效量的藥物組合物或營養組合物。例如,為了達到預期治療效應,醫生或獸醫可以低于所需量的水平開始施用藥物組合物中采用的本發明的化合物的劑量且逐漸增加劑量直至達到所需效應。

通常,本發明的化合物的合適的每日劑量將是該化合物有效產生治療效應或營養支持效應的最低劑量的量。此類有效劑量將通常取決于以上所述的因素。通常,當用于所指示的止痛效應時,本發明的化合物用于患者的口服、靜脈內、腦室內和皮下劑量的范圍將是從約0.0001mg/kg體重/天至約100mg/kg體重/天。

如有需要,活性化合物的有效每日劑量可以一天內以適當的間隔分別施用二、三、四、五、六或更多個亞劑量,任選地以單位劑型。優選的給藥是每日施用一次。

雖然可以單獨施用本發明的化合物,但是優選將該化合物作為藥物制劑或營養制劑施用,兩者在本文中均稱為“組合物”。

通過與其它藥品、營養制品或營養補充劑類比,可配制根據本發明的化合物用于以任何方便的方式施用以便在人類醫學或獸醫學應用。

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