羧甲基壳寡糖在治疗肾病综合征方面的构效关系研究

Nephrotic syndrome is a common and frequent glomerular disease. Immunosuppressive therapy, including corticosteroids, is the first-line treatment. However, hormone resistance and hormone dependent are common, leading to immune dysfunction and complicated infection. Determination of the more effective and less toxic treatment interventions of nephrotic syndrome is still a problem to be solved urgently. Carboxymethyl chitosan oligosaccharide (CMCOS), as a derivative of chitosan, is non-toxic, immunity enhancing, oxidation resisting, with other biological efficacy. Preliminary study of this project showed that CMCOS had obvious therapeutic effects on adriamycin induced renal functional and parenchymal injury by significantly relieving renal tissue inflammation, renal interstitial fibrosis and glomerular atrophy, suggesting that CMCOS was expected to become a new therapy of clinical nephrotic syndrome. However, the molecular Structure-Activity relationship of CMCOS on nephrotic syndrome treatment is unclear. The purpose of this project is to clarify the molecular Structure-Activity relationship of CMCOS in the treatment of nephrotic syndrome, meanwhile, to explore its Dose-Utility curve and molecular mechanism of action. Discovery of this project will provide theoretical basis for the development and application of CMCOS in nephrotic syndrome treatment, and provide new ideas for clinical safe and efficient treatment of nephrotic syndrome.

肾病综合征是一种常见的、多发的肾小球疾病，包括糖皮质激素在内的免疫抑制疗法是目前的一线治疗方法，但是常见的激素耐药和激素依赖极易导致免疫功能障碍和复杂的感染。确定对肾病综合征更有效、毒性更小的治疗措施仍是一个亟待解决的问题。羧甲基壳寡糖作为壳聚糖的衍生物，具有无毒、增强免疫力、抗氧化等多种生物学功效。本项目前期研究发现羧甲基壳寡糖对阿霉素诱导的肾病综合征大鼠模型具有良好的干预效果，对阿霉素引起的肾功能和实质损伤均有明显的治疗效果，可显著减轻肾脏组织炎症反应、肾间质纤维化病变和肾小球萎缩，有望成为临床肾病综合征治疗的新方案。然而，羧甲基壳寡糖对肾病综合征干预的分子构效关系尚不明确。本项目旨在阐明羧甲基壳寡糖在肾病综合征治疗方面的分子构效关系、剂量—效用曲线和分子作用机制，为其作为肾病综合征治疗药物的开发应用提供理论基础，同时为临床肾病综合征的安全、高效治疗提供新思路。

甲壳素衍生寡糖是一类活泼的小分子碳水化合物，具有水溶性好、生物活性丰富可调、生物利用度高、生物相容性好等特点，有望成为新药开发的备选库。在本项目前期研究基础上，我们按计划制备了多种结构的羧甲基壳寡糖，并针对其肾脏保护作用进行了细胞及动物模型层面的活性筛选，发现其活性受到分子量的影响较大（聚合度为2-6的中分子寡糖活性较高），而受取代度的影响较小（受取代基性质的影响大）。我们推测这可能与寡糖的细胞交互模式和生物利用度有关，这同时影响到寡糖的系统累积毒性和代谢模式，而这也是寡糖药用开发的重要参数。因此我们对原计划进行拓展，纳入具有不同取代基的甲壳素衍生寡糖和不同的病理模型，围绕炎症、氧化应激和纤维化病变三个病理事件对甲壳素衍生寡糖的生物活性进行了筛选和药理机制研究，取得了重要成果。首先，我们获得了高活性抗氧化激动剂壳三糖，其在炎症性肠病动物模型中显著对抗肠道上皮细胞线粒体自噬、提高肠道组织内源性抗氧化力，维护肠道粘膜屏障，有效降低氧化应激条件下的器官功能损伤。其次，我们获得了针对纤维化病变的羧甲基壳二糖，其药理机制涉及调节巨噬细胞极化过程、抑制慢性炎症发展、刺激肠道干细胞活跃度，能够有效预防纤维化病变的发生甚至逆转已形成的纤维化表型。在此基础上，我们提出壳三糖作为炎症性肠病的后备新药，同时将羧甲基壳二糖的抗纤维化活性作为后续申报面上项目的核心内容，以期为纤维化病变的治疗提供新的突破口。本项目在研究过程中对原定计划进行了拓展和调整，取得了重要的成果，为慢性肠病的治疗和甲壳素衍生寡糖的药用开发提供了新思路，同时也为后续课题明确了研究方向。