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雄激素源性脱发是一种雄激素依赖的多基因遗传性疾病,是临床上最常见的脱发性疾病。现代医学认为雄激素水平及Ⅱ型5α-还原酶活性的增高是导致雄激素源性脱发的关键因素,通过抑制Ⅱ型5α-还原酶来降低雄激素水平已成为治疗雄激素源性脱发的重要方法。临床上常采用非那雄胺等合成类5α-还原酶抑制剂治疗雄激素源性脱发,具有显著的疗效,但同时也具有引起勃起功能障碍、睾丸疼痛等副作用。同样,外用米诺地尔具有较好的疗效,但需长期用药维持,也会引起心率加快,水钠潴留,多毛症等不良反应。因此从中药中寻找绿色高效的新型5α-还原酶抑制剂,明确中药治疗雄激素源性脱发的药效物质基础并以此开发作用机制明确的新型育发类产品具有巨大的潜力和广阔的前景。本研究主要目的有:(1)以中药治疗雄激素源性脱发的用药经验为基础,结合现代医学对雄激素源性脱发的认识,以Ⅱ型5α-还原酶为治疗靶点,通过建立体外酶活性测定体系从中药中筛选出具有较好抑制活性的中药提取物;(2)利用分子对接技术从中药化学成分中寻找潜在的Ⅱ型5α-还原酶抑制剂,并采用体外酶活性测定体系进行活性验证;(3)通过动物实验进一步研究中药Ⅱ型5α-还原酶抑制剂对雄激素源性脱发模型小鼠毛发生长和体内激素水平的影响,为中药在预防和治疗脱发药物的进一步研究及在育发类产品中的应用提供有价值的理论参考依据。主要研究内容如下:(1)体外酶活性测定体系的建立:从雄性大鼠前列腺和附睾中提取Ⅱ型5α-还原酶,与底物睾酮、供氢体还原型辅酶Ⅱ(NADPH)组成反应体系,进一步对体系中的底物浓度、酶浓度、供氢体浓度及反应温度和时间进行优化,根据高效液相色谱法测定反应体系前后睾酮的含量变化判断酶活性,建立稳定的Ⅱ型5α-还原酶体外活性测定体系;并选用非那雄胺对体系进行验证;(2)中药提取物对Ⅱ型5α-还原酶抑制活性的筛选:从经典方、文献报道及临床经验中选取20种中药,利用建立的体外活性测定体系,测定其水提物和醇提物(共40个样品)对Ⅱ型5α-还原酶活性的影响,从中筛选出具有较好抑制活性的中药提取物;(3)中药化学成分对Ⅱ型5α-还原酶抑制活性的筛选:在前期实验基础上,从具有较好Ⅱ型5α-还原酶抑制活性的中药提取物中选取26种中药化学成分,以Ⅱ型5α-还原酶作为生物靶点,采用分子对接技术,以非那雄胺的对接结果为依据,从中筛选出与Ⅱ型5α-还原酶具有较强结合能力的化合物并进行分子动力学模拟分析,寻找具有潜在抑制活性的化合物;最后通过体外酶活性测定体系进行活性验证;(4)女贞子醇提物促毛发生长实验:采用脱毛膏脱毛诱导C57BL/6小鼠毛发生长周期,通过丙酸睾酮诱导产生雄激素源性脱发小鼠模型,以外用治疗雄激素源性脱发药物米诺地尔作为阳性对照,设置女贞子醇提物低、中、高剂量组(1 mg/(只·d)、2 mg/(只·d)、4 mg/(只·d)),每天皮下注射丙酸睾酮30 min后,涂抹相应药物,连续35天,观察各组小鼠脱毛区域的皮肤颜色变化和毛发生长情况,每7天进行毛发生长评分;采用HE染色观察毛囊形态和数量,对女贞子醇提物的促毛发生长作用进行考察;采用ELISA试剂盒法检测皮肤和血清中睾酮(T)、二氢睾酮(DHT)和雌二醇(E2)含量,探讨女贞子醇提物对雄激素源性脱发模型小鼠激素水平的影响。研究结果如下:(1)体外酶活性测定体系的建立:在1 mL反应体系中,确定底物睾酮浓度为0.7 mmol/L、Ⅱ型5α-还原酶浓度为900μg/m L、NADPH浓度为1 mg/mL,在37°C下孵育60 min,此时体系中Ⅱ型5α-还原酶活性最大。非那雄胺对Ⅱ型5α-还原酶活性的抑制呈现剂量依赖性,当非那雄胺的浓度为1μmol/L时,抑制率可达83.21±1.84%,IC50为242±2.5nmol/L;(2)中药提取物对Ⅱ型5α-还原酶抑制活性的筛选:当药物浓度为1 mg/mL时,40种中药提取物对Ⅱ型5α-还原酶均具有一定程度的抑制活性(P<0.05);其中对Ⅱ型5α-还原酶抑制率大于60%的有9个提取物,分别为女贞子醇提物(81.46±4.04%)、侧柏叶醇提物(77.19±4.15%)、麦冬水提物(67.25±5.11%)、红花水提物(64.85±3.37%)、白鲜皮水提物(63.32±1.49%)、红花醇提物(62.85±3.45%)、透骨草水提物(62.36±1.36%)、苦参醇提物(61.95±1.76%)、女贞子水提物(60.45±2.90%);(3)中药化学成分对Ⅱ型5α-还原酶抑制活性的筛选:分子对接实验结果显示,26种化学成分与Ⅱ型5α-还原酶具有不同程度的结合能,其中女贞苷、红花黄色素和扁柏双黄酮的对接结果优于其他化学成分。分子动力学模拟结果显示三者与Ⅱ型5α-还原酶在20 ns内结合趋于稳定,RMSD值均保持均小于0.2 nm,RMSF波动较小的氨基酸与关键氨基酸相吻合,表明三种化合物与Ⅱ型5α-还原酶分子对接的合理性和稳定。生物活性实验结果显示三种化合物对Ⅱ型5α-还原酶具有一定的抑制作用,女贞苷IC50值为42.12±3.83μmol/L,红花黄色素IC50值为69.06±6.35μmol/L,扁柏双黄酮IC50值为191.28±5.90μmol/L;(4)女贞子醇提物促毛发生长实验:与模型组相比,女贞子醇提物各剂量组小鼠脱毛区皮肤变黑时间、长毛时间、毛发质量、毛囊数量显著增加(P<0.05),具有显著的促毛发生长作用。与模型组相比,女贞子低剂量组血清中T含量显著降低(P<0.05),E2、DHT含量无显著性差异(P>0.05),中剂量组与高剂量组血清中T、DHT含量均显著性降低(P<0.05),E2含量无显著性差异(P>0.05);皮肤组织中女贞子各剂量组T、DHT含量均显著性降低(P<0.05),E2含量无显著性差异(P>0.05),女贞子醇提物能够明显降低血清和皮肤组织中雄激素水平,尤其是皮肤组织中的DHT水平。结论如下:(1)本研究建立的Ⅱ型5α-还原酶活性测定体系简单、稳定、重现性较好,可用于Ⅱ型5α-还原酶抑制剂的筛选;(2)通过对40个提取物进行抑制活性测定,筛选出具有较好抑制Ⅱ型5α-还原酶活性的中药提取物,其中女贞子醇提物、侧柏叶醇提物、麦冬水提物、红花水提物、白鲜皮水提物、红花醇提物、透骨草水提物、苦参醇提物、女贞子水提物有作为中药Ⅱ型5α-还原酶抑制剂开发的潜力;(3)在被筛选的26个中药化学成分中,女贞苷、红花黄色素和扁柏双黄酮显示出较好的Ⅱ型5α-还原酶抑制活性,具有作为新型Ⅱ型5α-还原酶抑制剂在研发预防和治疗雄激素源性脱发药物中应用的潜力;(4)中药Ⅱ型5α-还原酶抑制剂女贞子醇提物能够有效改善雄激素引起的毛发减少和生长缓慢的现象,通过抑制局部Ⅱ型5α-还原酶活性,降低皮肤组织中二氢睾酮含量是其促毛发生长的主要机制之一。