双磷酸盐类药物的研究进展-王杰军教授

双膦酸盐类药物的研究进展,上海长征医院王杰军,双磷酸盐药物的分类与进展,双 膦 酸 盐 分 类,Alendrinate 、Ibandronate 抑制 GTP结合蛋白 转录后的修饰 破骨细胞活性丧失 破骨细胞调亡,Clodronate 细胞内 代谢形成 亚甲蓝 累积 破骨细胞活性降低,含氨基,不含氨基,O,HO P OH,Cl C Cl,HO P OH,O,氯屈磷酸钠,（一代）,O,HO P ONa,H2NCH2 C OH,HO P ONa,O,帕米磷酸二钠,（二代）,O,HO P ONa,CH3(CH2)4NCH2CH2 C OHH2O,CH2 HO P OH,O,伊班磷酸钠（三代）,Ref1. Green JR, Mller K, Jaeggi KA. Preclinical pharmacology of CGP 42446, a new, potent, heterocyclic bisphosphonate compound. J Bone Miner Res. 1994;9:745-751. Ref2. Green JR, Seltenmeyer Y, Jaeggi KA, Widler L. Renal tolerability profile of novel, potent bisphosphonates in two short-term rat models. Pharmacol Toxicol. 1997;80:225-230.,唑来膦酸,最新一代、强效双磷酸盐1,2杂环中含氮的双磷酸盐，组成：一个双磷酸盐骨架结构 引入含氮咪唑环、在关键位上含有2个氮原子,几种双膦酸盐作用强度比较,Ref1:Fleisch H.Bisphonates:Pharmacology and use in the treatment of tumor-induced hypercalcaemia and metastatic bone disease.Drugs,199:,42:919,Green JR, et al. J Bone Miner Res. 1994;9:745-751.,103,102,101,100,100,101,102,103,104,105,106,体外相对抑制强度（小鼠颅盖骨培养）,Olpadronate,Ibandronate,Clodronate,Etidronate,Neridronate,Pamidronate,Alendronate,Risedronate,Zoledronic Acid,r = 0.97,体内相对抑制强度，高钙血症小鼠,双膦酸盐在体内作用强度的比较,双膦酸盐的相对抑制强度1,Ref1: Green JR, Mller K, Jaeggi KA. Preclinical pharmacology of CGP 42446, a new, potent, heterocyclic bisphosphonate compound. J Bone Miner Res. 1994;9:745-751.,0.05,1.00,2.77,7.44,35.90,43.60,847,0,100,200,300,400,500,600,700,800,900,clo,pam,olp,ale,ris,iba,zol,体内相对于PAm的强度线性标度高钙血症大鼠,筛查理想的双膦酸盐药物,在新的药物学模型中筛查出300种双膦酸盐类似物目标：新的化学结构抗骨吸收能力更强骨盐沉着作用降低肾脏和胃肠耐受性好生物利用度提高,骨破坏的机理,类骨质,矿化骨,成骨细胞,破骨细胞,内衬细胞,骨细胞生理学,骨细胞生理学,破骨细胞前体,破骨细胞,活化,增殖,溶解的骨盐,消化的有机质,H+,蛋白水解酶,成骨细胞,占据吸收空洞,合成,骨基质,钙盐沉积的骨,钙盐沉积,双磷酸盐的作用机制,与磷灰石相结合,选择性聚积在破骨细胞周围有过量骨质溶解时局部释放,破骨细胞活性,破骨细胞数量,抑制分化成熟抑制在骨表面粘附酸产生减少酶活性降低异戊烯化降低,促使细胞凋亡细胞骨架改变产生细胞毒产物-ATP类似物,抑制破骨细胞形成、分化成熟和活性，促进其凋亡,骨吸收过程中局部释放,浓集在新矿化的骨质和破骨细胞下,调制成骨细胞和破骨细胞之间信号传递,双磷酸盐的作用机制,Ras,S,Rho,S,Mevalonate,Geranyl diphosphate,Farnesyl diphosphate,Geranylgeranyl diphosphate,HMG-CoA,含氮双磷酸盐抑制鸟苷三磷酸结合蛋白的异丙烯化，此过程是破骨细胞形成、发挥活性和存活所必需的。,含氮双磷酸盐作用的分子机制,Ref:Adapted with permission from Dunford JE, et al. J Pharmacol Exp Ther. 2000;296:235-242.,对0.1 M 双磷酸盐处理的J774细胞抑制法尼基二磷酸盐合成酶活性,92%,22%,8%,1%,60%,CtrlClodEtidPam Zol Til100 M 40 hr,含氮双磷酸盐抑制兔破骨细胞蛋白异戊烯多转酶,Ref:Coxon et al. J Bone Miner Res. 2000;15:1467-1476.,0,200,400,600,800,1,000,Zol,Ris,Ale,对照,Pam,Caspase活性/对照% 平均值 标准差,含氮双磷酸盐激活兔破骨细胞中Caspase-3样蛋白酶,Ref:Benford HL, et al. Calcif Tiss Int. 1999;64(suppl 1):S45. Abstract 0-33.,未凋亡的破骨细胞, 细胞凋亡,双磷酸盐,凋亡中的破骨细胞, Caspase 激活,细胞质浓缩细胞核碎裂空泡形成,含氮双磷酸盐促进破骨细胞凋亡,双膦酸盐的抗癌作用,唑来膦酸临床前期的抗肿瘤效应,在体外抑制各种人肿瘤细胞株的增殖和降低其存活能力在体外诱导各种人肿瘤细胞株的凋亡在体外抑制人乳腺癌细胞侵入细胞外基质在体外抑制人内皮细胞增殖在体内抑制血管形成与抗癌药物具有强的协同作用,唑来膦酸减少 MDA-MB-231 人乳腺癌细胞存活能力,Ref:Adapted with permission from Senaratne SG, et al. Br J Cancer. 2000;82:1459-1468. 2000 Cancer Research Campaign.,细胞存活能力，比对照 %,双磷酸盐浓度, mM,Ref:Ref:Senaratne SG, et al. Br J Cancer. 2000;82:1459-1468.,10,125,100,50,25,0,50zlo 浓度, M,100,细胞存活能力，比对照 %,MDA-MB-231 乳腺癌细胞 正常 3T3 成纤维细胞,75,唑来膦酸降低肿瘤细胞存活能力但对正常成纤维细胞无影响,Ref:Adapted with permission from Senaratne SG, et al. Br J Cancer. 2000;82:1459-1468. 2000 Cancer Research Campaingn.,0,100,50,25,0,10,50,DNA碎片, 比对照%,ZolPam,75,100,双磷酸盐浓度, M,唑来膦酸诱导人Hs-578t 乳腺癌细胞凋亡,凋亡细胞, 比对照%,Zol 10 M,800,600,400,200,0,对照,Paclitaxel2 nM,Zol+ paclitaxel,Ref:Jagdev SP, et al. Proc Am Soc Clin Oncol. 2000;19:664a. Abstract 2619.,唑来膦酸与Paclitaxel 诱导乳腺癌细胞凋亡的协同作用,凋亡细胞, 占总细胞数%,800,600,400,200,0,对照Tam Zol Zol + Tam,Ref:Jagdev SP, et al. Proc Am Soc Clin Oncol. 2000;19:664a. Abstract 2619.,Tam:00.010.100.010.1 MZol:000100100100 M,唑来膦酸和Tamoxifen诱导乳腺癌细胞凋亡的协同作用,放射图像检查损伤区域, mm2,Zol1 g,4,3,2,1,0,每只小鼠剂量/天,Iba1 g,Ale10 g,Ref:Green JR, et al. Ann Oncol. 2000;11(suppl 4):14.,唑来膦酸减少人乳腺癌细胞对裸鼠的骨损害,不治疗,抑制, 占对照%,bFGF = Basic fibroblast growth factor; EDTA = Ethylenediamine-tetraacetic acid.Wood J, et al. Proc Am Soc Clin Oncol. 2000;19:664a. Abstract 2620.,ZolEDTA,100,50,0,150,*bFGF-诱导的,131030浓度, M,*,*,*,*,*,*,唑来膦酸抑制人脐静脉内皮细胞增殖,对小鼠生长因子预埋模型，低剂量的唑来膦酸抑制血管形成*,* Wood J, et al. Proc Am Soc Clin Oncol. 2000;19:664a. Abstract 2620.,Zol, g/kg SC,bFGF-诱导的血管形成抑制率 %,组织湿重,0,25