氧化医学与细胞寿命 1942-0994. 1942-0900. 印度发布公司 240146 10.1155 / 2012/240146 240146 评论文章 基于GSH递送系统治疗神经变性疾病的最新进展 卡奇亚托雷 伊万纳 1 Baldassarre. 莱奥纳多 1 Fornasari erika 1 莫里卡 阿德里亚诺 1 脊肉 弗朗切斯科 1 trujillo. 测量 1 毒品科 药学系 g . d’annunzio大学 Via dei Vestini 31 66100年基 意大利 unich.it. 2012年 8. 4. 2010年 2012年 07. 02. 2012年 22. 03. 2012年 2012年 版权所有©2012 Ivana Cacciatore等人。 这是一篇在知识共享署名许可下发布的开放存取的文章,它允许在任何媒体上无限制地使用、传播和复制,只要原始作品被适当地引用。

神经退行性疾病,如帕金森病(Pd)和阿尔茨海默病(Ad),是一组病理,其特征在于某些脑细胞群的渐进性和特异性丧失。氧化应激,线粒体功能障碍和细胞凋亡在这些疾病中发挥相互关联的作用。有充分记录的是,自由基氧化损伤,特别是在神经元脂质,蛋白质,DNA和RNA上,在Pd和Ad脑中很广泛。此外,大脑中谷胱甘肽(GSH)代谢的改变涉及氧化应激和神经变性疾病。因此,在这些病理学中观察到的GSH水平减少了许多研究人员,以寻找维持或恢复GSH水平的新潜在方法。不幸的是,由于稳定​​性和低生物利用度差,GSH递送到中枢神经系统(CNS)受到限制。基于药物化学和技术的方法通常用于改善治疗剂的物理化学,生物制药和药物递送性能。本文将主要关注这些方法,以便补充细胞内GSH水平,这些方法在神经变性疾病中减少。在这里,我们讨论了这些方法的有益特性及其对患有神经变性疾病的未来治疗的潜在影响,更具体地来自PD和AD。

1.介绍

神经退行性疾病,如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和肌萎缩性侧索硬化症,是一组病理,其病因不同,具有明显的形态学和病理生理特征。这些疾病是由多因素定义的,具有共同的神经病理学特征,如(a)蛋白质降解和聚集缺陷的异常蛋白质动力学;(b)氧化应激和自由基形成;(c)生物能功能受损和线粒体功能障碍;(d)神经炎症过程[ 1 2].难以建立这些事件的正确序列,但已经表明受影响的个体大脑的氧化损伤是最早的病理标志物之一。从反应性氧物质(ROS)和反应性氮物质(RNS)和细胞抗氧化防御系统的增加之间的不平衡产生氧化和亚硝化胁迫。[ 3.].在低水平下,ROS功能作为信号中间体用于调节细胞活性,但在更高的浓度下,它们有助于神经元膜损伤。主要参与神经变性的ROS是超氧化物阴离子( O. 2 - ),过氧化氢(h2O.2)和羟基自由基(何).RNS,例如一氧化氮(NO),可以反应 O. 2 - 生产过氧化物(Onoo),一种强大的氧化剂,可自行分解形成HO[ 4.].细胞通常采用多种抗自由基的防御机制,如酶(Cu/Zn-和Mn-超氧化物歧化酶、GSH过氧化物酶、GSH还原酶、过氧化氢酶和蛋氨酸亚砜还原酶)和低分子量抗氧化剂(维生素E、抗坏血酸和GSH)[ 5.].脂质,蛋白质和DNA等大分子经历损伤并随后主要通过细胞凋亡,当抗氧化防御网络不足时[ 6.].

2.PD和AD中GSH的消耗

由于其高氧消耗率,高含量的脂质和抗氧化酶的相对缺氧酶与其他器官相比,大脑特别容易受到自由基损伤的影响 7.].与氧化应激的条件有关的显着生物变化已在受Pd,AD和其他疾病影响的个体的脑组织中发现[ 5. 8.- 11.].特别是,数据来自 后期PD患者的血液研究表明,氧化应激在着色的多巴胺能神经元的神经变性中起作用 Complia nigra Pars Compacta(SNPC)[ 12.].多巴胺的正常代谢可以产生自由基和其他ROS。此外,在人体SNPC中,多巴胺的自身氧化导致神经元蛋白,可以产生醌和半醌物种和ROS [ 13.]最后,单胺氧化酶催化多巴胺的酶促氧化导致H2O.2,可以与FE反应2+并形成高度反应的激进浩通过芬顿反应[ 14.].所有这些不利事件都有助于改变抗氧化防御,提示氧化应激在PD中发挥重要作用。抗氧化防御中最强的改变是谷胱甘肽浓度的降低[ 15.- 17.].根据 后期PD患者SNPC中的GSH水平比健康受试者的SNPC(60%与对照受试者相比)显着低,而氧化的谷胱甘肽(GSSG)水平略微增加[ 18. 19.].虽然谷胱甘肽并不是报道PD中唯一发生改变的抗氧化分子,但有一种假设认为,谷胱甘肽缺失的程度是黑纹状体变性的最早指标[ 20.].此外,除SNpc或其他影响多巴胺能神经元的疾病外,大脑其他区域的纹状体DA含量和谷胱甘肽水平没有改变[ 21.- 24.].Pd中的GSH损失还伴随着线粒体复合物I活性的减少,其为PD中的SNPC区域选择性,并且在相关基础神经节退行性疾病中不会发生[ 25.].这些发现表明,降低的尼格松族GSH水平可以引发或促进进一步的氧化胁迫,随后具有特发性PD中的多巴胺能神经元的变性[ 26. 27.].

AD的特征是海马和皮质锥体神经元以及基底前脑胆碱能神经元的缺失。AD的病因尚不完全清楚,尽管有不同的特征似乎在该病中发挥重要作用,如 β -淀粉样蛋白(A β )存款, τ. - 蛋白质聚集,细胞结构中的氧化损伤,乙酰胆碱(ACH)的低水平(ACH)[ 28. 29.].在广告患者中有一个有力的证据表明了一个 β - 分配的自由基和所得氧化应激是涉及致病级联的机制的一部分,其导致AD脑中的神经变性[ 30.]此外,在这些病理条件下还发现GSH代谢的改变[ 16.].在此背景下,Gu等人[ 31.]报道,在广告Cortex和广告中抑郁了GSH水平 Innia Innominata.,而刘等人[ 32.发现只有男性AD患者的红细胞中才有这种水平的降低。然而,Adams等人观察到谷胱甘肽水平升高[ 33.]在中脑和尾部核中,虽然普通等人确定了正常的GSH含量。[ 34.].据推测,异常结果是由于AD患者死亡后样品收集中的技术或困难的差异。在任何情况下,都观察到GSH保护培养的神经元免受由此产生的氧化损伤 β -peptide和4-羟基诺(HNE),AD中增加的脂质过氧化产物[ 35.].AD海马和杏仁核中Cu含量显著降低,Zn和Fe含量显著升高,而AD老年斑中Cu、Fe和Zn含量显著升高。这些金属离子可以催化自由基反应,并有助于AD大脑中观察到的氧化损伤[ 36.].GSH通过非酶的反应形成金属配合物来保护这些区域,也可能有益于对老化脑中的铁积累的不利影响进行标准化[ 37.].

3. PD和广告中的抗氧化神经保护

神经保护抗氧化剂被认为是一种有望的方法,可以减缓进展,并限制神经变性疾病中神经元细胞损失的程度[ 38.- 41.].根据其在预防自由基形成的(a)化合物中,这些试剂根据其作用方式进行分类;(b)化学干扰形成自由基的化合物;(c)通过减轻自由基水平增加的次要代谢负担来限制细胞损伤程度的化合物[ 42.].N-乙酰半胱氨酸,硫辛酸,GSH及其硫醇衍生物属于最后一类神经保护抗氧化剂。在这种情况下,GSH系统对于对脑细胞中ROS的细胞防御尤为重要,直接在非酶促反应中的激进毒品中作用,并作为各种过氧化物酶的基材作用[ 43.].星形胶质细胞似乎在大脑的GSH代谢中发挥关键作用,因为星形痛GSH出口对于为神经元提供GSH前体是必不可少的。通常通过将保护因子释放到培养基中,通常是星形胶质细胞释放GSH并防止氧化。GSH的星形释放是向神经元提供GSH前体半胱氨酸的第一步。细胞外GSH通过 γ.谷酰基转肽酶( γ.-GT)和氨肽酶N (ApN)产生半胱氨酸,从而限制了GSH在神经元中的合成。星形胶质细胞谷胱甘肽释放率的改变和外酶活性的降低可能导致神经元抗氧化防御能力的降低和氧化应激易感的增加,两者都涉及神经退行性疾病的进展[ 44.].脑内谷胱甘肽代谢的改变在神经退行性疾病如PD和AD中已被发现[ 5. 45.- 47.].GSH消耗的原因尚未得到很好的理解,但其后果非常严重。GSH耗竭可以抑制复合物I,E1泛素连接酶和蛋白酶体活性;它还可以加剧氧化应激并激活JNK途径,导致炎症反应。所有这些效果都会导致多巴胺能神经元死亡和蛋白质积聚到受Pd影响的患者的石油体中[ 48.]此外,一项新的证据表明AD患者血浆样本的总抗氧化能力(包括GSH、抗坏血酸、尿酸和胆红素)降低了24%[ 49.].在Ad中发现了线粒体DNA中的突变数量增加,例如增加的8-羟基-2-脱氧核苷酸的浓度,对DNA的氧化损伤的标志物。这些缺失或可能由氧化应激导致的缺失或点突变可导致线粒体功能障碍并引发凋亡细胞死亡。除DNA损伤外,还会影响参与ROS排毒的几种线粒体密钥酶。 体内对广告的动物模型的研究还表明线粒体在疾病发病机制中的含义[ 50.]在这方面,有几个研究小组集中精力开发针对线粒体的神经保护策略。一些用于治疗ROS介导损伤的主要线粒体靶点是醌家族的成员。一种泛醌衍生物,甲磺酸米托醌或米托醌,已用于预防氧化损伤公元[ 51.].MITOQ由与三苯基膦酰基离子连接的COQ10组成,具有正电荷;因此,它累积在线粒体中,其具有强负膜电位(约-120mV)。更确切地说,米托克被吸附在面向基质的内部线粒体膜中。这个丰富的区域提供了米科克的真实效力。此外,MITOQ预防小鼠皮质神经元在细胞培养中的ad样病理,衰减 β - 淀粉样蛋白诱导的神经毒性,并防止RO的增加。

线粒体功能障碍、氧化应激、谷氨酸兴奋毒性和高分子量聚集体的形成也定义了最常见的成人发病运动神经元疾病:脊髓、脑干和运动皮层运动神经元进行性变性引起的肌萎缩侧索硬化(ALS)[ 52.].铜/锌超氧化物歧化酶(SOD1)的显性突变导致ALS的家族形式。为了研究GSH在这种病理中的作用,我们使用了谷氨酸半胱氨酸连接酶修饰子(GCLM)亚基基因敲除小鼠。结果表明,GCLM的缺失显著加速了hSOD1小鼠的疾病和线粒体病理[ 53.].

在上述报告的疾病中有希望的治疗干预可能是抗氧化神经保护作用[ 54.].在这种情况下,神经元中GSH可用性的增加是与氧化应激相关的神经损伤的逻辑治疗靶标。由于ZeeValk等人所述直接升高GSH。[ 55.]所研究的其他抗氧化症脑水平的其他策略已经研究过[ 56.].在本文中,我们将专注于药用化学和技术方法,旨在维持或恢复PD和AD患者的GSH水平。通过提供能够更容易超过GSH的GSH Codrugs和GSH纳米载波系统来增加GSH水平的不同策略。

4.基于药物化学的策略增加GSH水平

基于药物化学的策略包括类似物[ 57. 58.],以及前药和辅药方法[ 59.].虽然这些策略中的每一种都可能同样有望提高谷胱甘肽水平,但本文将主要关注协同药物方法,因为其他基于药物化学的策略之前已经讨论过[ 56. 60- 62].共药方法是通过一个共价化学链接,将两个具有相似或不同药理活性的不同药效团连接起来,以改善治疗药物的物理化学、生物制药和药物传递特性。由此产生的辅药必须在胃肠道水平上稳定,并在水解后运输到作用靶点,在那里它提供两种母药[ 63].

CODRUG方法已用于用治疗化合物(Antiporkinson或抗阿尔茨海默氏药物)治疗Pd和Ad接合抗氧化剂或螯合分子[ 64- 66].特别是,含有抗氧化分子如谷胱甘肽、n -乙酰半胱氨酸、蛋氨酸和半胱氨酸衍生物的共药已经被合成,以允许抗氧化剂直接靶向传递到与PD和AD细胞应激相关的特定神经元群。这些抗氧化分子的双重优势在于,抗氧化部分除了直接或间接地充当自由基的清道夫外,还可以用作载体。事实上,谷胱甘肽和半胱氨酸衍生物可作为血脑屏障穿梭物,用于抗帕金森或抗艾阿尔茨海默病药物的递送,因为血脑屏障中谷胱甘肽转运体的存在已被充分证明[ 67 68].在这种情况下,对PD和广告治疗的新报文的研究取得了我们的注意。L-DOPA-GSH CODRUG(LD-GSH, 1-2),分别通过LD与C端和n端GSH之间的酰胺键得到,并被评价为具有抗氧化性能的潜在抗帕金森药物(图) 1)[ 69].这些共药允许谷胱甘肽直接靶向递送到PD患者的SNpc神经元,并有助于减轻传统LD治疗的促氧化作用造成的损害。Codrugs 1-2对胃肠道模拟液体具有良好的稳定性,酶解后在大鼠和人血浆中释放LD。此外,他们延长了血浆LD水平,并能够诱导多巴胺(DA)在大鼠纹状体中持续传递,与等摩尔剂量的LD相比。这些结果表明,协同药物可能的治疗应用 1-2在PD中,能够防止来自自动氧化的氧化胁迫和DA的毛介导的代谢[ 69].

GSH Codrugs的化学结构 1-2

后来,更多和文斯[ 70]报道了两种谷胱甘肽生物偶联物( 3-4)含有一种代谢稳定的谷胱甘肽尿素类似物,对该酶具有抗性 γ.-gt(图 2).抗氧化剂部分已通过异二硫键与治疗药物,如DA和金刚烷,共价连接。这种合适的连接在血浆中是稳定的,能够释放DA或金刚烷,以及由于大脑中丰富的酶二硫还原酶而产生的抗氧化部分[ 71]更重要的是,这些生物结合物通过位于BBB腔侧的GSH转运体识别穿过BBB[ 68].研究成功地证实了载体介导的偶联物运输 3-4在A. 在体外BBB模型及其在靶位点释放活性药物的能力,从而代表了一种利用GSH转运系统将抗帕金森药物靶向递送到中枢神经系统的创新方法[ 70].特别地,MDCK细胞单层已经用于研究生物缀合物 3-4交通工具。浓度为100时 μ.M、 生物结合物的运输 3-4从顶端到基础侧的顶端大于反面的运输。而且,确保CODRUGS 3-4由于它们越过MDCK细胞单层而不是代谢,所以codrugs的完整性 3-4通过HPLC研究证实了[ 70].这些实验成功地证明了GSH载体介导的生物缀合物的运输 3-4在A. 在体外BBB模型。

GSH Codrugs的化学结构 3-4

可以使用BBB腔侧的GSH运输司机的另一种生物缀合物可能是杂种 5.(数字 3.).这种分子的特征是用蛋氨酸取代半胱氨酸,以获得稳定的谷胱甘肽类似物 γ.-gt [ 72].此外,GSH类似物与LD相关联,得到CNS药物递送。该化合物被证明以交叉止于胃的酸性环境,足以从肠道吸收,具有自由基清除活性,并在酶水解后释放LD。连同,这些数据表明了治疗潜力 5.在与自由基损伤相关的病理发生和脑中减少DA浓度[ 72].

GSH杂种的化学结构 5.

最近,Ehrlich等人[ 73]设计合成了具有清除羟自由基活性的新型谷胱甘肽(UPF多肽)文库。它们是通过GSH和酪氨酸衍生物之间的酰胺键得到的,如图所示 4..特别地,酶游离羟基自由基清除测定显示替代 γ.-谷氨酰基部分(UPF1, 4-甲氧基- l-酪氨酸- γ.-L-谷氨酰胺-1-胱氨酸 - 甘氨酸, 6.) 和 α.- 谷氨酰胺(UPF17,4-甲氧基-1-酪氨酸 - α.-L-谷氨酰胺-1-胱氨酸 - 甘氨酸, 7.)改善羟基自由基清除活性约为500倍[ 74].UPF1( 6.)是一种有效的和潜在的药剂,可在全球脑缺血中减少神经元损伤[ 75];在额皮质膜的制备中起自由基清除剂或g蛋白调节剂的作用。虽然UPF1的确切保护机制尚不清楚,但可能作为清除剂或信号分子增加谷胱甘肽水平或谷胱甘肽氧化还原比;UPF1可能是设计强力抗氧化剂治疗谷胱甘肽水平降低相关疾病的有希望的先导[ 76].遗憾的是,UPF肽在PD治疗中的作用尚未被研究。研究UPF肽在PD患者中的活性可能是有趣的,因为这些肽包含酪氨酸部分,DA的代谢前体。

GSH Codrugs的化学结构 6-7

关于谷胱甘肽共药治疗AD的文献资料很少。我们最近合成了布洛芬-谷胱甘肽(IBU-GSH, 8.通过GSH和IBU之间的酰胺键获得,非甾体抗炎药(NSAID)(图 5.)[ 77].NSAIDS治疗可降低AD风险,延迟疾病进展,并减少小胶质细胞活化[ 78].特别是,Lim等人[ 79据报道,六个月的IBU治疗AD的转基因动物模型导致淀粉样斑块负荷显着降低和 β 肽的水平。此外,IBU治疗导致斑块相关小胶质细胞的减少和相应的脑内促炎细胞因子水平的衰减[ 80].Codrug 8.对人血浆酶活性具有良好的稳定性并显示出来 在体外自由基清除活动以时间和浓度依赖的方式。更重要的是,它拮抗了有害和认知效果 β -淀粉样蛋白(1-40),也通过长期空间记忆的行为测试得到证实。综上所述,IBU-GSH可能允许IBU和GSH直接靶向递送到神经元,而氧化应激和炎症过程与AD相关[ 77].

GSH CODRUG的化学结构 8.

几乎所有的codrugs( 1-2 5. 9-14已经测试过化学和酶促稳定性,以检查它们在水性介质中的稳定性及其对大鼠和人血浆酶促切割的敏感性(表 1 2)[ 69 72 81].在37℃下在37℃下在模拟胃液(SGF,pH 1.3)中在37℃下进行稳定性研究,并在大鼠和人血浆中稀释至80%,用等渗磷酸钠缓冲液(pH7.4)。所有CODRUG都表现出胃肠道水解的良好稳定性( T. 1 / 2 > 20. h)(表 1).相反,在大鼠和人的血浆中, 1-2 5. 9-14)经历了CODRUG的快速生物转化进入其成分(表 2).

Codrugs化学水解的动力学数据 1-2 5., 和 9-14在37°C。

pH 1.3一种 pH 7.4一种
化合物 T. 1 / 2 (H) K. obs. (H-1 T. 1 / 2 (H) K. obs. (H-1

1 20.14 ± 0.73 0.034 ± 1.2 × 10. - 3. 7.22 ± 0.31 0.096 ± 4.1 × 10. - 3.
2 28.12 ± 1.21 0.025 ± 1.1 × 10. - 3. 12.23 ± 0.49 0.057 ± 2.3 × 10. - 3.
5. 20.67 ± 0.83 0.094 ± 0.3 × 10. - 3. 10.80 ± 0.40 0.018 ± 0.8 × 10. - 3.
9. 301.0 ± 10.5 0.002 ± 0.07 × 10. - 3. 46.2 ± 0.90 0.015 ± 0.3 × 10. - 3.
10. 290.6 ± 5.8 0.002 ± 0.04 × 10. - 3. 48.0 ± 1.70 0.015 ± 0.45 × 10. - 3.
11. 296.3 ± 11.8 0.002 ± 0.08 × 10. - 3. 30.2 ± 1.40 0.023 ± 1.04 × 10. - 3.
12. 292.1 ± 4.4 0.002 ± 0.03 × 10. - 3. 26.9 ± 0.70 0.026 ± 0.65 × 10. - 3.
13. 292.8 ± 8.8 0.002 ± 0.06 × 10. - 3. 48.50. ± 0.70 0.005 ± 0.25 × 10. - 3.
14. 293.4 ± 14.7 0.002 ± 0.1 × 10. - 3. 21.3 ± 0.60 0.033 ± 0.99 × 10. - 3.

一种值是三个实验的手段,并且标准偏差在括号中给出。

用于水解的率常数为Codrugs 1-2 5., 和 9-14在37°C条件下,在80%大鼠血浆和80%人血浆中。

大鼠等离子体一种 人血浆一种
化合物 T. 1 / 2 (分钟) K. obs. (闵-1 T. 1 / 2 (分钟) K. obs. (闵-1

1 立即水解 - 3.2 ± 0.1 0.217 ± 6. × 10. - 3.
2 2.7 ± 0.1 0.257 ± 8. × 10. - 3. 15.1 ± 0.4 0.046 ± 1 × 10. - 3.
5. 4.7 ± 0.1 0.150 ± 0. 01. 7.3 ± 0.3 0.100 ± 0.01
9. 46.8 ± 1.4 0.010 ± 0.20 × 10. - 3. 69.6 ± 1.4 0.015 ± 0.44 × 10. - 3.
10. 36.6 ± 1.6 0.019 ± 0.85 × 10. - 3. 65.4 ± 1.6 0.011 ± 0.26 × 10. - 3.
11. 115.2 ± 11.0. 0.002 ± 0.07 × 10. - 3. 315.0 ± 4.6 0.006 ± 0.24 × 10. - 3.
12. 93.0 ± 10.2 0.003 ± 0.17 × 10. - 3. 263.4 ± 1.9 0.007 ± 0.14 × 10. - 3.
13. 55.8 ± 10.5 0.003 ± 0.11 × 10. - 3. 203.4 ± 0.6 0.030 ± 0.75 X 10. - 3.
14. 69.6 ± 3.5 0.010 ± 0.50 × 10. - 3. 90.0 ± 2.7 0.008 ± 0.24 × 10. - 3.

一种数值为三个实验的平均值,括号中为标准差。

含硫氨基酸作为谷胱甘肽合成硫醇的来源受到了广泛关注[ 82].一系列多功能硫醇Codrugs( 9.- 14.合成)被合成以克服与Parkinsonian模型中的LD疗法相关的过约氧基效果(图 6.)[ 81].在这方面,硫醇抗氧化剂(N-乙酰-1-半胱氨酸,甲硫氨酸,二硫代噻唑)预防达自氧化,生产多巴胺 - 黑色素,并抑制多巴胺诱导的细胞凋亡[ 83].此外,它们增加了GSH生物合成中的细胞内半胱氨酸的水平,限制氨基酸,从而增强了抗氧化损伤的天然细胞防御机制。多功能标号 9.- 14.被证明是良好的激进清除剂。LD和DA纹纹级剖面表明CODRUGS 11. 12.能够在大鼠纹状体中诱导LD和DA的持续递送LD的等摩尔剂量[ 82].

Cysteinyl Codrugs的化学结构 9.- 14.

此外,Minelli等人。[ 84]显示Codrug的管理 11.用Z-Ileu-glu(OTBU)-ala-Leu-cho(PSI)处理的小鼠用作PD模型,导致多巴胺能神经元死亡减少和GSH水平显着提高。特别是codrug 11.可以控制原发性脑脑培养和新生儿小鼠幼崽中的LD诱导的氧化应激,因为在两种情况下,GSH含量导致结果增加。使用新生儿小鼠幼仔,其特征在于BBB,Minelli等人的不完全形成。[ 84发现丁硫氨酸-[S,R]-亚砜亚胺-(BSO-)介导的谷胱甘肽消耗可阻止共药促进的谷胱甘肽水平升高 11.,支持CODrug的GSH的角色 - 11.- 引起的保护。为了研究血红素氧酶(HO)活性是否与GSH水平有关,ZNPPIX被用作HO抑制剂。与未治疗的对照相比,并且LD处理的新生小鼠,ZNPPIX增加了脑GSH水平,表明HO活动对GSH合成不是必不可少的。注射Codrug 11.通过BSO表示明显减少的GSH水平显着增加,这表明基本作用 γ.-谷氨酰基半胱氨酸合成酶增加脑谷胱甘肽水平。Codrug 11.展出 体内通过Nrf2激活导致ROS生成减少和GSH增加的机制对LD诱导的应激具有保护作用。因此,这种联合药物可能在PD治疗中提供益处,并通过避免黑质纹状体氧化变性提供LD治疗的潜在替代方案[ 84].

Maher等人。[ 85 86[证明儿茶素与半胱氨酸的共轭产生抗氧化剂化合物( 15 - 20)具有增强的神经保护活性(图 7.).硫醇的轭合物 15.- 20.在保护HT-22神经细胞(EC50.36至65岁之间 μ.M)来自氧化应激诱导的死亡。尽管所有缀合物都能够清除细胞内部的线粒体产生的RO,但它们的大部分神经保护活动似乎取决于它们维持GSH水平的能力。这些化合物能够通过通过解除来自系统的摄取的机制来增强胱氨酸/半胱氨酸进入细胞中的胱氨酸/半胱氨酸的摄取来维持细胞GSH水平 X C - ,一个 Na + - 依赖性胱氨酸/谷氨酸抗原剂[ 87].系统 X C - 将半胱氨酸与谷氨酸盐交换中的1:1交换。通过在暴露于毫摩尔浓度的细胞外谷氨酸后,通过在神经和其他类型的细胞中丧失GSH和随后的细胞死亡而对细胞中GSH水平维持细胞中GSH水平的重要性。通过GSH损失存在诱导应力的治疗能够维持GSH水平,对神经变性疾病的治疗具有显着的潜力。

硫醇结合物的化学结构 15.- 20.

5.基于技术的策略增加GSH水平

外源性抗氧化剂保护组织免受氧化应激的有效性 体内取决于所使用的抗氧化剂、其物理化学和生物制药特性以及其在作用部位的生物利用度[ 88 89].目的是改善神经保护抗氧化剂的物理化学,生物化学和药物递送性能,技术的策略对于治疗氧化应激发挥重要作用的几种疾病是有用的[ 59. 90].特别是,可以采用这种方法以选择性地将抗氧化剂递送到足够的浓度以降低氧化损伤。为了提供神经保护和促进GSH跨越BBB的递送,显影了几种GSH递送系统,例如脂质体,纳米粒子和树枝状大分子。

脂质体被认为是用于治疗活性化合物的载体系统,因为它们具有掺入亲水和疏水药物的能力,良好的相容性,低毒性,缺乏免疫系统活化,以及针对动作部位的靶向递送生物活性化合物[ 91].最近用于治疗神经退行性疾病的脂质体技术。在这种情况下,GSH已被脂质体封装,以补充细胞内GSH并提供神经保护剂 在体外PD模式[ 92].GSH的制剂已被包封在由卵磷脂和甘油制成的脂质囊泡中,然后在用百草枯加上甘露出处理的混合脑脑培养物上进行测试。Zeevalk等人。[ 92]观察到通过内体过程将脂质体GSH吸入神经元和星形胶质细胞,随后含有脂质体-GSH的内体与溶酶体融合(图 8.).

脂质体GSH递送到神经元和相对水解后融合后滤滤体。

在这些条件下,GSH被水解,其从溶酶体释放的组成氨基酸(谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸)可用于GSH生物合成[ 92提示该制剂提供底物维持神经元细胞内谷胱甘肽的能力是非脂质体谷胱甘肽的100倍。此外,脂质体-谷胱甘肽剂量依赖性地对百草枯+白藜芦醇治疗的多巴胺能神经元具有完全的神经保护作用50.第10.5节  μ.m±1.08。这些发现表明,脂质体-GSH表示具有GSH耗尽的病理学中神经元维持的有希望的治疗策略。

纳米颗粒(NPS)是由聚合物材料制成的固体胶体颗粒,其大小为1-1000nm。NPS用作载体系统,其中将药物溶解,捕获,包封,吸附或化学连接或化学连接到表面[ 93].NPS的优点是高药物负载能力和抗化学和酶促降解的抵抗力。用亲水性聚合物涂覆NPS是一个有希望的策略,以延长它们在血浆中的存在和治疗效果。NPS的表面改性可以使用聚乙二醇(PEG)或多糖,例如壳聚糖,葡聚糖,果胶和透明质酸[ 94 95].NPs用于向中枢神经系统输送谷胱甘肽。在这方面,一系列含有谷胱甘肽(GS-PEG-GS, 21.),用不同分子量的聚乙二醇(图 9.)[ 96].由于其成熟的生物相容性,低免疫原性,低抗原性和低毒性,因此使用PEG [ 97].

GS-PEG-SG的化学结构( 21.)和gs-spegs-sg( 22.).

遗憾的是,GS-PEG-GS纳米颗粒不能施加抗氧化剂活性,因为在迈克尔添加期间消耗硫醇基团。因此,提出了用于抗氧化剂递送的二硫桥,以便在足够低以使硫醇形成以时释放GSH。二硫键链接GSH NPS(GS-SPEGS-SG, 22.)在挑战100的SH-SY5Y细胞上合成并测试  μ.M.2O.2,一种诱导氧化应激的化合物。GS-Spegs-SG NPS在250时保护SH-SY5Y细胞100%  μ.M来自氧化应激,而GS-PEG-GS没有提供保护[ 96].根据这些数据,这种方法可以用于治疗通常与ROS水平增加相关的疾病。

Chitosan-GSH纳米粒子(CS-GSH NPS)由Koo等人开发。[ 98]作为给药系统,提高谷胱甘肽的稳定性和生物利用度。壳聚糖(CS)纳米递送系统具有许多优点:(a)无毒;(b)可生物降解;(c)具有生物相容性;D)具有良好的生物黏附性和水分散性[ 99 100.].因此,采用自由基聚合法制备了CS-GSH,并通过CS-GSH与三聚磷酸钠(TPP)离子凝胶法制备了CS-GSH NPs(图) 10.).由此产生的NPS显示出良好的夹带和装载效率。此外,为了探讨氧化应激下的CS-GSH NPS稳定性,H的存在效果2O.2对其硫醇组进行了评价。CS-GSH NPs在氧化应激下巯基的减少导致其比游离GSH低1.5倍[ 98].这些结果表明,CS-GSH NPS可以用作GSH的有效递送载体在氧化损伤下,但需要进一步研究Pd和AD的动物模型,是为了评估其真正的功效。

Koo等人报告的GS-GSH NPS编制方案。[ 98].

用于GSH的适当纳米载波系统可能是有用的,因为它们是非侵入性的系统,并保护分子递送灭活机制和间隙。然而,它们的特点是限制因素为安全和毒性。目前,很少有数据关于纳米载波系统的利用和人类应用,以在BBB和CNS递送中运输。因此,强烈建议强烈推荐对神经变性疾病进行GSH递送系统的未来临床研究。

6。结论

对CNS的药物递送是一种复杂的和挑战性的任务,需要对几种科学领域的密切合作,包括药物和技术科学,生物化学和药理学。在这方面,本文研究了多学科方法,如可用于治疗与GSH缺乏相关的神经变性障碍的复古和纳米载体策略。在基于将合适的抗氧化部分的抗氧化部分组合的抗氧化部分与可用药物组合而不改变其固有的药物动力学性质,以改善药物的生理化学性质的基础设计了GSH和Cysteinylyl曲线标。这种有希望的方法也被用来解决渗透,药物,稳定性,耐药性,口服吸收和脑递送等问题,但仍有很少已经批准用于临床应用的候选者。

新的实验性神经保护策略包括含谷胱甘肽的配方,如纳米载体系统。这种方法可以选择性地将谷胱甘肽以足够的浓度输送到组织中以减少氧化损伤,但目前的临床研究数据很少。

虽然潜在使用这些策略需要进一步的详尽的研究,但它们可以提供有希望的治疗方法,用于减少与PD和AD等人类疾病相关的GSH功能损失。

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