增強胰島素作用的方法
2023-05-01 13:21:11 1
專利名稱：增強胰島素作用的方法
背景技術：
胰島素抗性是指由於對胰島素的反應過低或者減弱而帶來的病症。胰島素抗性可包括對胰島素的任何生物作用包括胰島素對碳水化合物、脂質或蛋白代謝的作用的敏感性改變。此外，在胰島素抗性患者中，胰島素在增強一氧化氮釋放和血管平滑肌鬆弛方面的作用可能減弱。
在與胰島素抗性有關的疾病當中，研究最充分的是2型糖尿病。2型糖尿病在以前稱為成人發作糖尿病或非胰島素依賴性糖尿病(NIDDM)，其主要是由兩個缺陷中的其中一個造成的。一個是β胰島細胞在為響應血糖增加而分泌足夠胰島素方面的缺陷。另一個是靶細胞例如脂肪細胞和骨胳肌細胞對通過提高葡萄糖運輸而對胰島素的增加不反應。有趣的是，在患有2型糖尿病的這些患者中，胰島素受體和至少一部分胰島素信號傳導途徑似乎是正常的。糖尿病患者遭受長時間血糖水平增加所帶來的痛苦。
人們已經進行了充分的研究，以確定導致2型糖尿病和葡萄糖耐量減少的生化和遺傳因素。National Diabetes Data Group，Diabetes In America 2nd Ed.NIH publication No.95-1468，1995。大多數研究者認為最初的生化缺陷是胰島素介導的葡萄糖攝取下降，隨著年齡的增長和肥胖該缺陷會加重。然而，2型糖尿病僅在胰島素分泌發生一定程度的下降時才會發生。這種缺陷是發生在β細胞中，並且對於葡萄糖誘導的胰島素分泌的下降是特異性的。這樣的缺陷可在任何年齡發生，但是通常在35歲以後發生。此外，葡萄糖本身可導致胰島素作用的進一步削弱。
糖尿病的發病率正在迅速增加。將近6％的一般人群患有糖尿病，其中有95％是2型糖尿病。發病比例在未成年人和超過65歲的人中更高(10.5％)。1992年的數據表明，在美國，每7美元用於保健的錢中就有1美元是用於糖尿病患者。控制上述參數的新治療將改善糖尿病患者的健康狀況，並且降低糖尿病進展速度或減輕糖尿病患者發展成併發症的速度的任何治療將提高適用於糖尿病的治療選擇。然而，目前的治療是不夠的。
然而，胰島素抗性還與2型糖尿病以外的病症有關。胰島素作用降低還與其它因素有關，包括一些藥物例如皮質類固醇藥物、生長激素、噻嗪類利尿劑，緊張激素、脂肪攝取增加、和細胞因子例如壞死因子。胰島素抗性在具有單純肥胖和葡萄糖耐量異常(IGT)的人以及相當比例的原發性高血壓和動脈粥樣硬化患者中也很常見。具有加重的心血管疾病的與胰島素抗性有關的症候群也已描述過。
「X症候群」是一類異常，包括血脂異常、高血壓、冠狀動脈疾病、向心性肥胖、高尿酸血、纖維蛋白溶解不足、婦女中的多囊性卵巢症候群(PCOS)、葡萄糖耐受性和胰島素抗性。Reaven，DIABETESMELLITUS，pp.509-19，Le Roth等人，eds.(1996)。此外，禁食高胰島素血(胰島素抗性的一個標記)與心血管疾病有關，並且象高甘油三酯水平一樣，高胰島素血是冠狀動脈疾病的一個獨立危險因素，甚至在非糖尿病個體中也是如此。Desprès等人，New Engl.J.Med.334952-57(1996)。研究表明，降低胰島素抗性有助於治療上述病症，包括PCOS(Dunaif等人，J.Clin.Enocrinol.Metab.813299-3306(1996)和IGT(Antonucci等人，831818-20(1998))。
胰島素抗性還與低高密度脂蛋白膽固醇和朝著更小、更密集的低密度脂蛋白膽固醇顆粒的轉移(更致動脈粥樣化)有關。胰島素抗性還與高血壓有關，特別是在白種人中更是如此。胰島素抗性與心血管疾病的聯繫被下述內容進一步證實流行病學(Haffner等人，Am.J.Med.103152-62(1997)；Howard等人，Circulation 931809-17(1996))，評價其在血壓調控中的作用(Ferranni等人，New Engl.J.Med.317350-57(1987))，和觀察到在肥胖個體中改善胰島素作用的藥物可降低小的密集的低密度脂蛋白顆粒的比例(Tack等人，Diabetes Care 21796-99(1998)。其它研究表明，胰島素可通過降低纖維蛋白溶解而加重血管疾病(Sobel，Circulation 931613-15(1996)。
綜上所述，很明顯，在本領域中需要能改善胰島素抗性並因此可用於治療上述病症的新的且改進的組合物和治療方法。
發明概述因此，本發明的目的是提供改善患者中胰島素作用的方法。依據該目的，本發明提供了增強胰島素作用、即增強胰島素幫助控制葡萄糖代謝作用的方法。一般情況下，本發明方法需要施用有效量的具有下述結構的基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中所述醇部分可以被酯化；R2是烷基(C1-12)，其中該烷基可具有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。優選的方法使用lisofylline。該方法可用於例如治療肥胖、心血管疾病、高血壓、血脂異常、冠狀動脈疾病、高尿酸血、纖維蛋白溶解不足、多囊性卵巢症候群、葡萄糖耐量異常和2型糖尿病。
本發明的另一個目的是提供治療與2型糖尿病有關的脂質疾病的方法。依據本發明的該目的，提供了治療與2型糖尿病有關的脂質疾病的方法。該方法需要施用有效量的上述基於黃嘌呤的化合物或其鹽。
本發明的另一個目的是提供可用於治療與葡萄糖攝取不足有關的疾病的方法。依據本發明的該目的，提供了增加組織葡萄糖攝取的方法。該方法一般包括將葡萄糖攝取不足的組織與有效量的上述基於黃嘌呤的化合物或其鹽接觸。
本發明的再一個目的是提供可用於治療與異常甘油三酯生成有關的疾病的方法。進一步依據該目的，提供了抑制甘油三酯形成的方法。該方法一般包括施用有效量的上述基於黃嘌呤的化合物或其鹽。
本發明還有一個目的是提供具有提高的胰島素活性的組合物。依據該目的，提供了其中胰島素作用得以增強的組合物。所述組合物含有胰島素或胰島素樣化合物和上述基於黃嘌呤的化合物或其鹽。
附圖簡述附
圖1表示的是在未治療或用lisofylline治療的ZDF大鼠中的口服葡萄糖耐量。左側的圖表示的曲線，右側的圖表示的是該曲線的整合。
附圖2表示的是，在關於胰島素耐量的模型中，lisofylline治療恢復了胰島素促進的胰島素受體磷酸化。
發明詳述現在已經發現，糖尿病患者的致病至少部分是由於經由胰島素受體的信號傳導途徑阻斷所致。其後果是導致積聚高的血糖水平，這種高血糖具有很多被證實的不利作用，包括形成糖化產物。響應藥物需要的本發明能改正該缺陷，反轉糖尿病患者的症狀，並提供了一組基於黃嘌呤的化合物。用下述化合物進行的治療可恢復胰島素受體信號傳導途徑的正常激酶活性，或提高脂肪或骨骼肌細胞中的葡萄糖攝取。
不想受縛於特定理論，但是假定在下文中更詳細描述的基於黃嘌呤的化合物可通過至少兩條不同途徑來減輕2型糖尿病的症狀。首先，下文所示的數據表明本發明化合物可用於通過繞過胰島素受體來降低血糖水平。實際上，它們可作為假胰島素起作用，通過幹預胰島素信號傳導途徑來刺激葡萄糖攝取。這樣它們可單獨使用或者與胰島素聯合使用來降0低血糖水平。其次，本發明化合物還有可能直接恢復該胰島素不響應性疾病中的胰島素功能。
本發明方法可用於改善葡萄糖耐量異常(IGT)患者中的葡萄糖耐量。11％的美國人患有IGT，並且該疾病與缺血性心臟病的發生率增高有關，新的治療方法應具有清楚和廣譜的適應徵。因為本發明方法似乎至少部分是通過以與刺激葡萄糖攝取相同的途徑繞過胰島素而起作用，它們可在該領域用於藥物幹預。
本發明提高胰島素作用的方法也適用於反轉或減輕與諸如一些藥物例如皮質類固醇藥物、生長激素、噻嗪類利尿劑，緊張激素、脂肪攝取增加、和細胞因子例如壞死因子這樣的因素有關的胰島素削弱。它們還可用於減弱單純肥胖、原發性高血壓和動脈粥樣硬化患者中的胰島素抗性，以及用於治療心血管疾病和高血壓。「X症候群」和有關異常例如血脂異常、高血壓、冠狀動脈疾病、向心性肥胖、高尿酸血、纖維蛋白溶解不足、婦女中的多囊性卵巢症候群(PCOS)、葡萄糖耐受和胰島素抗性也是治療目標。
因此，本發明涉及增強和/或恢復胰島素的作用。對於例如2型糖尿病患者和IGT患者，本發明方法既增強胰島素作用也克服胰島素抗性。用於本發明的化合物一般用於本發明的化合物是基於黃嘌呤母核，該黃嘌呤母核一般在1、3和/或7位被取代。這些化合物的可藥用鹽也同樣適用。在本文中，這些化合物稱為「基於黃嘌呤的化合物」。基於黃嘌呤的化合物的原型是lisofylline(LSF)，並且在一般情況下，除非另有指明，否則當在本文中提及lisofylline有用時，該引用可理解為通常也適用於本文所述基於黃嘌呤的這類化合物的其它成員。特別有用的基於黃嘌呤的化合物公開在美國專利5,648,357中，該專利全文引入本發明以作參考。製備這些化合物的方法也可參見該專利文獻。更具體來說，用於本發明的優選化合物具有下述結構 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中R2是烷基(C1-12)，該烷基可任選含有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。在這組具有黃嘌呤母核的化合物當中，特別優選的化合物是lisofylline，1-(5-R-羥基己基)-3，7-二甲基黃嘌呤。
應當認識到，上述分子的醇取代的烷基部分可被酯化，以生成自身有活性或用作前藥的另外的基於黃嘌呤的化合物。小的C1-6羧酸酯是優選的，並且可依據標準合成技術製得。預計這樣的化合物將具有改善的藥效特性，例如改善的循環半衰期。此外，上述(酯化或未酯化)化合物的任何可藥用鹽也可作為本發明方法中的代替物。藥物製劑在本發明方法中使用的藥物組合物一般含有治療有效量的至少一種上述基於黃嘌呤的化合物。該化合物優選與可藥用載體混合。
由於上述基於黃嘌呤的化合物對胰島素的作用有補充作用，因此將這兩種藥物一起使用和配製是有利的。對於某些患者，施用這些複方製劑能減少施用給患者的胰島素的量。含有能刺激胰島素分泌的分子的複方製劑也是適用的。這樣的分子包括磺醯脲類藥物。
因此，本發明還特定涉及用於治療糖尿病患者的治療組合物，其中包含具有胰島素樣活性的任何化合物，包括胰島素、胰島素衍生物和胰島素類似物，和一種或多種基於黃嘌呤的化合物。胰島素和胰島素樣分子的治療製劑是醫藥領域眾所周知的，並且應當理解，本發明組合物可以基本上基於任何藥用胰島素製劑，只是本發明組合物包含有效量的一種或多種基於黃嘌呤的化合物。含有胰島素或胰島素衍生物的製劑的實例可參見DRUG INFORMATION FOR THE HEALTH CAREPROFESSIONAL，17th ed.，vol.1，pp.1662-75(1997)，該文獻引入本發明以作參考。
本領域技術人員應當認識到，「胰島素樣」化合物是能模擬胰島素的一種或多種生物活性的化合物。胰島素的生物活性已充分確定，並包括介導組織攝取葡萄糖。因此，具有胰島素樣活性的一類胰島素樣化合物是胰島素衍生物。這些衍生物一般是基於胰島素蛋白自身，並保持胰島素活性。它們基於蛋白，並具有與人、豬或其它目前醫用形式的胰島素基本上相同的胺基酸。許多這樣的衍生物是已知的，並處於研究中。
另一方面，胰島素樣化合物(例如本文所述的基於黃嘌呤的分子)可通過直接開啟葡萄糖攝取途徑、並因此繞過胰島素受體來模擬胰島素活性。據表明胰島素受體中的缺陷牽涉胰島素活性減弱，尤其是在2型糖尿病中。一類這樣的藥物是噻唑烷二酮類藥物，包括曲格列酮(Rezulin，Parke-Davis)、環格列酮、羅格列酮和吡格列酮。因此，象噻唑烷二酮類藥物一樣，基於黃嘌呤的化合物特別適於治療2型糖尿病以及與葡萄糖不耐受和/或胰島素功能下降有關的一些其它疾病。然而，與僅在胰島素存在下起作用的噻唑烷二酮類藥物不同，本發明分子在沒有胰島素存在的情況下也起作用(如下文中的數據所示)。
在描述胰島素組合物時所提及的基於黃嘌呤化合物的有效量是足以將胰島素作用提高至少約10％(例如降低血糖水平)的量。更優選的組合物含有其量足以將胰島素作用提高至少約20％的基於黃嘌呤的化合物。最優選的組合物含有其量足以將胰島素作用提高至少約30％的基於黃嘌呤的化合物。
合適的製劑將取決於欲治療的疾病、所選藥物的性質、和臨床醫生的判斷。一般將基於黃嘌呤的化合物配製成口服或注射給藥的形式，但是也可以採用其它給藥途徑例如透黏膜或透皮給藥途徑。適用於這些化合物的包含可藥用賦形劑的製劑可參見例如REMINGTON』SPHARMACEUTICAL SCIENCES，第83-92章，第1519-1714頁(MackPublishing Company 1990)(Remington’s)，該文獻引入本發明以作參考。
如果使用固體載體，可將基於黃嘌呤的化合物製片。可將組合物以粉末或小丸形式置於硬明膠膠囊中或者以糖錠或錠劑形式。固體載體的量可以有很大變化，但是優選為約25mg-1克。
當組合物呈膠囊形式時，任何常規膠囊化技術都是合適的，例如在硬明膠膠囊殼中使用上述載體。當組合物呈軟的明膠殼膠囊形式時，用於製備分散劑或懸浮劑的任何常規藥物載體都可以使用，例如水膠、纖維素、矽酸鹽或油可摻入到軟明膠膠囊殼中。
當使用液體載體時，製劑可呈糖漿劑、乳劑、軟明膠膠囊、無菌可注射液體例如安瓿或非水液體懸浮劑的形式。
糖漿劑通常由化合物或其鹽在具有矯味劑或著色劑的液體載體中的懸浮液或溶液組成。液體載體的實例包括乙醇、聚乙二醇、椰子油、甘油和水。
雖然可採用其它給藥途徑，但是本發明藥物組合物優選適於口服和非胃腸道給藥。非胃腸道給藥可包括靜脈內(「i.v.″)、肌內(「i.m.」)、皮下(「s.c.」)、鼻內、直腸內、陰道內、腹膜內(「i.p.」)體外培養物或局部給藥。優選的給藥是通過靜脈內途徑來實現，尤其是當用胰島素給藥時更是如此。
適用於每一特定給藥途徑的劑型可通過常規技術來製備。用於非胃腸道給藥的一般劑型是至少一種基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽的溶液或懸浮液。非胃腸道給藥用劑型一般含有非胃腸道可接收的無菌水或非水載體。非胃腸道給藥用劑型任選含有非胃腸道可接收的油或聚合物。這樣的油和聚合物的實例包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、卵磷脂、花生油、和芝麻油。非胃腸道可接受性是本領域技術人員已知的。
作為標準單位劑量的製劑也是適用的。因此，本發明藥物組合物可配製成例如口服用單位劑型如丸劑、片劑、caplet、或膠囊。這些劑型可分別含有治療有效量的一種或多種基於黃嘌呤的化合物。這些劑量單位還可以含有亞治療有效量，其中可將多個單位合併在一起有達到治療有效量。
單位劑量中基於黃嘌呤的化合物的量將取決於由本領域技術人員考慮的多種因素。然而，為使用而製備的劑量單位含有約500mg-約1500mg至少一種基於黃嘌呤的化合物。典型的非胃腸道給藥劑量可以為約500mg-5g，並且可以在24小時期間內給藥(i.v.，i.p.，i.m.，或s.c.)。典型的局部給藥製劑含有約1％-約4％重量。為了用於在下文中描述的移植方法，可維持約10μM-約500μM的體外培養物濃度。
最後，基於黃嘌呤的化合物可與有效量的胰島素或胰島素樣化合物一起配製。施用胰島素的標準劑量已充分描述過。DRUGINFORMATION FOR THE HEALTH CARE PROFESSIONAL，同前，p.1667。常規治療是每天注射1或2次胰島素。加強治療是每天注射3次或更多次胰島素，或者可使用胰島素泵。對於每名患者，必須由臨床醫生決定施用胰島素的劑量和時間。首次診斷之後接受胰島素後，某些患者繼續用0.2-0.5USP單位/kg體重的小劑量進行胰島素治療。當包括至少一種基於黃嘌呤的化合物時，一般將需要更少的胰島素，但是確切劑量應由臨床醫生決定。本發明方法本發明方法通常包括給患有涉及胰島素作用下降或葡萄糖代謝有缺陷的疾病例如上述疾病的患者施用治療有效量的本文所述至少一種基於黃嘌呤的化合物。這些方法調節胰島素受體信號傳導途徑，增強胰島素作用或者完全繞過胰島素。一些優選的方法降低患者中的高血糖和/或甘油三酯水平。患者可以是人或者非人動物。應當認識到，施用基於黃嘌呤的化合物的最佳時間應由臨床醫生決定。
對於該治療的需要最終將取決於由糖尿病領域的臨床醫生所作的評估。然而，患者一般需要這樣的治療來降低血糖水平和/或抑制甘油三酯形成。
特別是，本發明涉及治療患有2型糖尿病的患者的方法，包括給所述患者施用治療有效量的lisofylline和/或至少一種其衍生物。
在本發明範圍內的其它方法涉及治療與2型糖尿病有關的脂質異常。這是由於基於黃嘌呤的化合物能夠在2型糖尿病患者中抑制甘油三酯或一些游離脂肪酸的形成或者降低它們的水平。
相同的觀察進一步提出了抑制甘油三酯形成的方法。這些方法一般包括給患者施用有效量的至少一種基於黃嘌呤的化合物。有效量是相對於甘油三酯的下降或抑制而估量的。該作用一般在至少約10％的階數上，但是更通常為至少約20％。更優選的是，該作用應當為至少約30％。
另一方法涉及提高組織葡萄糖攝取。該方法通常包括將組織與有效量的至少一種基於黃嘌呤的化合物接觸。根據應用，該方法可在體內或體外進行。有效量是基於葡萄糖攝取的刺激(相對於對照)而估量的。例如，可以根據相對於胰島素的已知作用來測定。因此，對於這種情況，有效量一般在至少約10％胰島素作用的階數上，但是更通常為至少約20％。更優選的是，該作用應當為至少約30％。
以其不同語法形式在本發明中使用的術語「治療」是指預防、醫治、反轉、減弱、減輕、減小、抑制或停止疾病、疾病進展、疾病致病劑或其它異常狀況的有害作用。術語「治療」特定地包括預防方法。
* * *雖然上述詳細說明和下述實施例提出了本發明的代表性優選實施方案，但它們不是排他性的實施方案。由於所呈現的材料，本領域技術人員易於理解落在本發明範圍內的其它實施方案。
治療3天後，測定進食狀態的葡萄糖值。葡萄糖濃度表明，LSF治療後在雄性大鼠(LSF組是267±24mg/dl SEM，載體組是262±18)或雌性大鼠(LSF組是119±10mg/dl，載體組是105±12)中沒有任何差異。對於雄性大鼠p值是0.8773，對於雌性大鼠是0.3926。
通過在時間點0、15、30、60和120分鐘分析葡萄糖耐量曲線下的積分面積來監測口服葡萄糖耐量。在雌性大鼠中，對於LSF治療觀察到葡萄糖耐量曲線(AUC)下的面積有統計學意義上的下降(LSF組是24095±1191，載體組是28958±857，p＜0.02)(附圖1)。此外，在用LSF治療的大鼠中，在15、30、45和60分鐘時間點也觀察到葡萄糖濃度有顯著下降。然而，在雄性大鼠中，LSF治療後觀察到AUC沒有任何顯著不同(LSF組是27301±2405，載體組是26932±1536)。有幾隻雄性大鼠對LSF起反應，但是有很大的測量標準誤差(SEM)。然而，有跡象表明LSF治療後禁食葡萄糖下降了(LSF組是95±9mg/dl，載體組是106±4，p＝0.1304)。
在處死時獲得血糖和其它血液參數。在用或未用LSF治療的雄性或雌性大鼠中沒有發現血液膽固醇濃度有任何不同。
膽固醇(mg/d1) n LSF 載體雄性大鼠 7 100±3 100±3雌性大鼠 4 78±5 80±7然而，發現LSF能在雌性大鼠中降低血糖水平、甘油三酯水平和胰島素濃度。
葡萄糖(mg/dl) LSF 載體p雄性大鼠 270±27270±270.287雌性大鼠 103±11116±6 0.36統計學不顯著(p＝0.423)是由於小的n和變異性。然而，LSF治療有降低甘油三酯濃度的趨勢。據表明，在2型糖尿病中，增加的甘油三酯是心臟病的危險因素。此外，增加的組織甘油三酯與骨骼肌中的胰島素抗性和胰島中的胰島素分泌下降有關。
甘油三酯(mg/dl) n LSF 載體雄性大鼠 7630±64 644±58雌性大鼠 4394±118 540±114處死後的血液胰島素值表明，LSF治療降低了胰島素值(RIA)，尤其是在雌性ZDF大鼠中更是如此。在雌性大鼠中胰島素濃度(μU/ml)下降了32％，在雄性大鼠中下降了19.6％。這也表明LSF能提高葡萄糖攝取，因為在該模型中胰島素水平一般是通過釋放更多的胰島素而增加(例如在2型糖尿病患者中)以補償高的葡萄糖水平。換句話說，在未改變或下降的血糖水平存在下，降低的胰島素水平意味著胰島素作用增強了。
LSF 載體 下降(％)胰島素(μU/ml)雄性大鼠5.75±1.1 7.07±0.92 19.6雌性大鼠7.27±1.1 10.76±2.0 32為了證實基於黃嘌呤的化合物可與胰島素聯合作用，在從雄性和雌性大鼠分離的肌肉組織中測定響應暴露於胰島素(200μU/ml)的上肘肌中的葡萄糖攝取。該試驗分析了LSF對響應暴露於胰島素的2-去氧葡萄糖攝取的影響。同樣，在雄性大鼠的肌肉中，用LSF治療沒有表現出任何胰島素反應差異。然而，在胰島素存在下，用LSF治療始終改善了雌性大鼠中的葡萄糖攝取。因此，雌性大鼠有更嚴重的胰島素抗性，因為它們對胰島素的反應牽涉降低的葡萄糖攝取。通過暴露於胰島素 nLSF載體 p刺激2-去氧葡萄糖攝取雄性大鼠 8 0.79±0.38 1.08±0.38 0.6136雌性大鼠 4 1.51±0.69 -0.29±0.84 0.1483因為雌性ZDF模型是保持胰島素分泌的葡萄糖不耐受、胰島素抗性模型，並且在雌性ZDF大鼠中LSF改善了單獨和響應胰島素的葡萄糖攝取，因此基於黃嘌呤的化合物可通過兩條途徑促進組織葡萄糖攝取(1)直接和(2)間接，通過提高/恢復胰島素活性而起作用。因此，無論是什麼機制，LSF可用於在或不在胰島素存在下降低血糖。
雖然對於特定批次的ZDF雌性動物基準葡萄糖值有變化，但是在藥物組分配前將動物匹配(117±0.17mg/dl和114±15mg/dl)。葡萄糖濃度表明，在試驗期間由於LSF治療葡萄糖濃度有降低的趨勢。在治療的第18天，對於LSF組，監測的葡萄糖濃度是208±18mg/dl，對於載體組是264±20mg/dl(p＜0.06)。在葡萄糖耐量測試的當天測定禁食血糖濃度。對於載體組，葡萄糖濃度是109±9mg/dl，LSF組是98±7mg/dl。雖然沒有統計學顯著性，但是數據表明用LSF治療使得葡萄糖濃度有下降的趨勢。
有趣的是，在雌性ZDF大鼠中，LSF顯著地降低了血紅蛋白A1C(一種糖化蛋白)的水平，其濃度從10.5±0.5％下降到8.8±0.48％(p＜0.02)。這樣的結果表明在較長時間內基於黃嘌呤的化合物降低了血糖。
的確，後腿灌注結果證實了在高胰島素濃度下LSF顯著地影響了葡萄糖。因此，在31-33天，如下文獻所述將大鼠進行後腿灌注。Balon等人，Hypertension 23(6)[第2部分]1036-39，1994。從灌注大鼠(重量匹配動物)後腿觀察到的葡萄糖攝取(μmol/g)如下所示。
胰島素(μU/ml) 載體LSF0 0.92±0.27 0.99±0.25200 2.44±0.21 2.82±0.3020,000 4.35±0.24 5.88±0.66*值是指7-8個觀察值的平均值±SEM。*是指在P＝0.0369組間有顯著性。
總之，在餵食高脂肪飲食的ZDF雌性大鼠(包括胰島素抗性)中，經過長期(30天)用LSF治療後，LSF可改善胰島素反應。有趣的是，在LSF治療的動物中發現血紅蛋白A1C有非常顯著的下降，這意味著LSF介導的血糖下降在體內是持續的。
同樣進行後肢灌注，然而沒有任何顯著作用。這可能是由於實驗差異。在該實驗中，與實施例2相反，大鼠是餵以正常飲食，其具有正常血糖，並且是治療7天而不是30天。因此，可能需要時間更長的治療。
胰島素(μU/ml)載體 LSF00.53±0.210.76±0.34200 1.92±0.251.75±0.1020,000 4.35±0.244.27±0.22值是7-8個觀察值的平均值±SEM。
給維持正常飲食的雌性ZDF大鼠通過腹膜內途徑施用25mg/kg體重(BW)的LSF，每天給藥2次，給藥7-10天。結果表明口服葡萄糖耐量有顯著改善，葡萄糖曲線下面積有下降實驗1對於LSF是25137±809mg％×120分鐘，對於載體是28526±997；P＜0.02。
實驗2對於LSF是12045±1258mg％×120分鐘，對於載體是17936±1672；P＜0.02。
當以相同劑量施用31天LSF時，在餵以高脂肪(48％)飲食的動物中血紅蛋白A1C顯著下降對於LSF是8.8±0.4％，載體組是10.5±0.5％；P＜0.03。
在後腿灌注實驗中，LSF還改善了胰島素刺激的葡萄糖攝取對於LSF是5.88±0.66μmol/g/h，對於載體是4.35±0.24；P＜0.04。
從用相同劑量的LSF治療10天的動物中分離的上肘肌表現出增加的胰島素刺激的2-去氧葡萄糖運輸對於LSF是5.9±0.63nmol/g/min，對於載體是10.5±0.05％；P＜0.01。
為了確定上述觀察的可能機制，測定9-羥基十八碳二烯酸(9-HODE)和亞油酸(LA)的水平。9-HODE是LA的關鍵氧化產物，該產物可能牽涉外周胰島素抗性。如上所述治療動物。
基本上通過電子俘獲氣相色譜法測定血漿LA水平。在肥胖動物中水平顯著增加在肥胖動物中是12.7±1.0μg，在瘦的動物中是3.7±0.4；P＜0.001。
通過反相高效液相色譜(HPLC)測定9-HODE的血漿水平，LSF治療僅在肥胖Zucker大鼠中降低了水平對於LSF是15.5±4ng/ml，對於載體是45.8±12；P＜0.05(非肥胖數據沒有顯示)。
上述數據表明9-HODE增加與胰島素抗性有關。它們進一步表明用LSF治療會降低胰島素抗性和氧化的脂肪酸水平，這意味著LSF的改善作用是通過調節脂肪酸代謝介導的。
下面使用的方法描述在Li等人，Biochemistry 3112455-62(1992)中。該實驗使用進行過基因工程處理以穩定過度表達人胰島素受體的中國倉鼠卵巢成纖維細胞(CHO-HIR))，以作為通過葡萄糖誘導胰島素抗性的細胞模型。將CHO-HIR細胞(3×106個細胞/數據點)在高(40mM)或正常(8mM)葡萄糖中於標準條件下培養7-14天。
將細胞進行血清耗竭處理，並用200μMLSF將樣本處理30小時。收穫樣本，用磷酸鹽緩衝鹽水洗滌，並在0.5ml裂解緩衝液中裂解。裂解緩衝液含有50mM Tris-HCl，pH7.4；1μg/ml亮肽酶素；1μg/ml胃酶抑素；1μg/ml抑胰肽酶，10mM N-α-苯甲醯基-L-精氨醯基-乙基酯和0.1mM苯基甲基磺醯氟。40分鐘後，通過以12000×g離心15分鐘使樣本澄清。將含有胰島素受體的等分試樣的上清液級分在4℃用100nM胰島素處理2小時，在γ32P-標記的ATP存在下於25℃保持40分鐘。通過SDS聚丙烯醯胺凝膠電泳將蛋白(10μg/電泳道)拆分。通過放射自顯影法檢測磷酸化的胰島素受體。
結果如附圖2所示。箭頭蛋白胰島素受體β亞單位的位置。從中可以看出，在8mM葡萄糖存在下，胰島素刺激了該β亞單位的磷酸化作用(比較電泳道2和1)。該刺激作用被40mM葡萄糖抑制(比較電泳道6和2)。在沒有胰島素存在的情況下，在8mM葡萄糖中LSF刺激了β亞單位的磷酸化作用(電泳道3)，並增強了胰島素誘導的磷酸化作用(比較電泳道4和3)。在胰島素存在下(比較電泳道8和6)和不在胰島素存在下(比較電泳道7和5)，LSF也反轉了40mM葡萄糖對β亞單位磷酸化的抑制作用，在胰島素存在下可看見更大的刺激作用。
電泳道6和2表示的是分別在40mM(高)葡萄糖或8mM(正常)葡萄糖中培養的胰島素處理樣本。比較電泳道6和2可發現，高葡萄糖水平降低了胰島素誘導的胰島素受體磷酸化的量。電泳道3證實了未用胰島素治療的單獨的LSF刺激了胰島素受體的磷酸化作用。電泳道8表明在胰島素抗性細胞中LSF恢復胰島素誘導胰島素受體磷酸化的能力。電泳道7表明在用高葡萄糖處理的細胞中單獨的LSF誘導受體磷酸化。
權利要求
1.治療患者以提高胰島素在控制葡萄糖代謝中的作用的方法，包括給所述患者施用有效量的至少一種具有下述結構的基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中所述醇部分可任選被酯化；R2是烷基(C1-12)，其中該烷基可任選含有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。
2.權利要求1的方法，其中所述化合物是lisofylline。
3.權利要求1的方法，其中所述有效量是足以降低所述患者的高血糖水平。
4.權利要求3的方法，其中所述有效量是足以將所述患者的高血糖水平降低約10％。
5.權利要求1的方法，其中所述有效量是足以提高患者對胰島素的敏感性。
6.權利要求5的方法，其中所述有效量是將胰島素敏感性提高至少約10％。
7.權利要求1的方法，其中所述患者患有選自下列的疾病肥胖、心血管疾病、高血壓、血脂異常、冠狀動脈疾病、高尿酸血、纖維蛋白溶解不足、多囊性卵巢症候群、葡萄糖耐量異常和2型糖尿病。
8.權利要求7的方法，其中所述病症是2型糖尿病。
9.治療與2型糖尿病有關的脂質病症的方法，包括給所述患者施用有效量的至少一種具有下述結構的基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中所述醇部分可任選被酯化；R2是烷基(C1-12)，其中該烷基可任選含有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。
10.權利要求9的方法，其中所述化合物是lisofylline。
11.提高組織葡萄糖攝取的方法，包括將所述組織與有效量的至少一種具有下述結構的基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽接觸 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中所述醇部分可任選被酯化；R2是烷基(C1-12)，其中該烷基可任選含有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。
12.權利要求11的方法，其中所述化合物是lisofylline。
13.抑制甘油三酯形成的方法，包括給患者施用有效量的至少一種具有下述結構的基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中所述醇部分可任選被酯化；R2是烷基(C1-12)，其中該烷基可任選含有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。
14.權利要求13的方法，其中所述化合物是lisofylline。
15.增強胰島素的組合物，其中包含胰島素或胰島素樣化合物和具有下述結構的基於黃嘌呤的化合物或其可藥用鹽 其中R1是ω-1仲醇取代的烷基(C5-8)的R對映體，其中所述醇部分可任選被酯化；R2是烷基(C1-12)，其中該烷基可任選含有一個或兩個不相鄰的氧原子來替代碳原子；且R3是CH3或H。
16.權利要求15的治療組合物，其中所述化合物以足夠提高胰島素或胰島素樣化合物的治療作用的量存在。
全文摘要
一類羥基烷基取代的黃嘌呤可用於治療患有與葡萄糖代謝不足或胰島素功能下降有關的疾病的患者。這些化合物的應用是例如恢復胰島素抗性2型糖尿病患者中的胰島素反應性,由此降低高血糖水平。本發明主題化合物還能恢復一些脂質代謝缺陷,和通常提高胰島素作用。本發明還提供了增強胰島素的組合物和治療葡萄糖代謝疾病的方法。
文檔編號A61P3/00GK1367696SQ00809489
公開日2002年9月4日 申請日期2000年4月28日 優先權日1999年4月30日
發明者J·L·納德勒, T·W·巴倫, Y·F·亞馬古赤 申請人:細胞治療公司