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特布他林作为临床上常用的短效β2激动剂,因其有效地扩张支气管作用,常作为缓解哮喘发作症状的一线药物。特布他林具有一个手性中心,由等量的R构型和S构型组成,临床上使用的是其外消旋硫酸盐混合物。然而,文献研究表明β2激动剂R构型是其发挥药效的主要成分,S构型是无效的,且与外消旋体的毒副作用有关。所以,本研究主要目的是采用化学拆分法制备特布他林不同对映体药用盐,接着在动物模型和体外细胞水平比较特布他林R构型和S构型在气道炎症、AHR和气道重塑上的差异作用,并探究其相关分子作用机制。最后,采用Langendorff离体心脏灌流系统,研究R-特布他林和S-特布他林对大鼠离体心脏功能的作用,考察特布他林对映体对心脏的毒副作用差异。具体研究内容和结果如下:1.以外消旋硫酸特布他林为起始原药,DTTA为手性拆分剂,建立一条完善的、适合工业放大生产的化学拆分法合成路线,制备同时具有高光学纯和化学纯的R-,S-盐酸特布他林,总产率可达53.6%(按消旋1/2量计算)。通过HR-MS和NMR对产物进行结构鉴定,旋光度和DSC检测其理化性质,HPLC进行化学纯度和光学纯度检测,结果显示,R-盐酸特布他林化学纯度为99.72%,ee值为99.9%,S-盐酸特布他林的分别为99.69%和99.8%,通过HR-MS和NMR鉴定其结构正确,旋光度和DSC检测其理化性质,结果显示优映体R-盐酸特布他林[α]D20为-38.5,熔点为236℃,所得产物为单一晶型:终产物R-,S-盐酸特布他林中存在一个主要杂质,经LC-MS和timsTOF MS推定,杂质为7位-OH的酯化产物(2-叔丁基氨基-1-(3,5-二羟基苯基)乙酸乙酯),为合成过程中引入的新杂质,对该杂质进行计算机辅助毒性预测显示在啮齿动物上无致癌致突变毒性。2.建立OVA诱导的过敏性哮喘小鼠模型,在OVA激发阶段连续7天伴随吸入给予特布他林R构型、S-构型及其外消旋混合物进行药物干预。给药结束后,采用全身体积描记法检测小鼠对Mch的气道反应性,检测全血和BALF中嗜酸性细胞水平,同时检测血浆OVS-sIgE和BALF中Th2炎症因子表达水平,取肺组织进行组织病理学检查,包括HE染色、PAS糖原染色和Masson染色,通过qRT-PCR和Western blot检测与气道炎症和气道重塑相关的分子信号表达水平。此外,还采用LC-MS检测吸入给药后特布他林不同对映体在肺及小鼠其他主要器官中的药物分布差异。结果显示,经小鼠鼻吸入给药后,药物可以有效地沉积在肺部,R-特布他林优先地保留于体内,而S-特布他林更容易被机体代谢,但在心脏组织中,特布他林对映体的浓度无差异;低剂量R-特布他林能有效地缓解由Mch诱发的气道高反应性,明显降低BALF中OVA-sIgE水平和嗜酸性细胞数目,同时显著降低BALF中IL-5水平,明显缓解肺部炎症反应和气道重塑,可能与显著抑制p38 MAPK和NF-κB的磷酸化水平有关;外消旋混合物的抗哮喘作用较R-特布他林有所减弱;而S-特布他林显示会加重致敏小鼠对Mch的气道高反应性,促进血液中嗜酸性细胞的迁移,明显增加BALF中IL-4和IL-13水平,促进平滑肌增厚和管腔黏液分泌,可能与其显著激活NF-κB的活性和抑制AMPKα及其磷酸化水平有关。3.以人胚肺成纤维细胞(HLF)为实验对象,研究特布他林对映体对正常HLF和TGF-β1诱导的HLF细胞表型转化模型的差异作用。通过qRT-PCR和Western blot检测药物处理细胞后α-SMA和fibronectin以及纤维化相关蛋白AMPKα的表达水平。结果显示,0.1-10μM S-特布他林均可以促进正常HLF向肌成纤维细胞转化,且呈剂量依赖升高趋势;1μM S-特布他林对TGF-β1诱导的HLF向肌成纤维细胞转化有促进其转化的趋势,包括升高α-SMA和纤连蛋白的水平,S-特布他林促进HLF细胞表型转化的作用可能与下调AMPKα的表达有关。而相比与S-特布他林,0.1-10μM R-特布他林对正常HLF无影响;1μM R-特布他林显示可以显著降低TGF-β1诱导的HLF细胞α-SMA和纤连蛋白表达的升高,其改善作用比2μM消旋特布他林效果更好。4.采用经典的Langendorff离体心脏灌流系统,考察R,S-特布他林对离体大鼠心脏心肌收缩力和心率的差异作用。结果显示,R-特布他林对心脏具有正性肌力作用,100μM R-特布他林显著升高心率和增强左心室收缩力,R-特布他林的这种作用可以被β2阻断剂ICI 118,551大部分阻断,加上β1阻断剂美托洛尔可以完全阻断;S-特布他林对离体大鼠心脏有较弱的抑制作用,抑制心脏收缩力和降低心率;相比于R-特布他林,S-特布他林能显著诱发离体大鼠心脏心律失常的发生。本研究结果表明手性替代产品R-特布他林因其降低了给药剂量从而降低毒副反应和全身代谢负担等优势,为哮喘治疗提供更为安全有效的治疗方案。