SKQ1抗氧化自由基專利

「根源阻斷衰老 逆轉青春凍齡「

SKQ1抗氧化自由基專利論述

一、自由基的危害

根據世界前沿科學家研究表明,每天有數十億自由基向人體每個細胞發出攻擊約3000次之多。可導致細胞生物膜及細胞線粒體發生氧化,造成結構和功能的破壞,從而加速人體衰老及疾病的發生。自由基本身是客觀存在的,對人類來說,無論是體內的還是體外的,自由基還在不斷地,以前所未有的速度被製造出來。眾多的醫學研究及臨床試驗證實:體內存在過量的自由基,罹患腫瘤,心腦血管、糖尿病、動脈硬化、老年癡呆等疾病的比例明顯增加,衰老速度急劇加快。

自由基(Reactive Oxygen Species )又稱「游離基」, 一系列的內因和外因可導致機體過多的產生自由基。人體內每個細胞每天運行都需要消耗大量能量,這種能量是由單個細胞內部微小的「發電廠」產生的,這些「發電廠」即為線粒體。在人體正常的新陳代謝過程中,線粒體將人體內的氧結合相關物質轉化為細胞所需要的能量 (ATP),同時也產生副產品——自由基ROS,當後者積累到一定程度後就可能對線粒體和細胞產生無法挽回的損害,從而削弱線粒體的功能,引發細胞衰老及凋亡。

自由基在人體內隨處可見,到處游離,活潑且富有攻擊性,這是由於自由基是一種缺乏電子的物質,含有一個不成對電子的原子團,總在伺機從其他物質中奪電子,以便使自己變得穩定起來。因此,自由基才會在機體內向各器官的細胞膜、線粒體以及DNA等發生攻擊,造成靶細胞損害,不僅加劇了人體的衰老進程同時也會引起一系列的疾病的產生

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二、SKQ1在線粒體的積累研究

首先,我們測試了SkQ1在線粒體中積累的能力。為此,我們開發了一種能夠測量SkQ1濃度的特殊電極。這證明了SkQ1在線粒體中積累的能力。此外,SkQ1的積累也依賴於線粒體的功能狀態。FCCP降低線粒體膜電位可刺激線粒體釋放SkQ1。然而,由於化合物的高疏水性,大部分SkQ1仍然與線粒體膜結合(圖1)。

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SkQ1抗氧化劑的一個關鍵優勢是他們能被線粒體的呼吸鏈降低能力。這種特殊的特點使SkQ1可以反覆的被作為抗氧化劑,與普通的抗氧化劑相比,通常與自由基激進的交互後變得不活躍。實驗表明,呼吸鏈復合體III使SkQ1降低。實驗表明,與自由基相互作用後被氧化的SkQ1能被線粒體呼吸鏈有效地再生。換句話說,SkQ1實際上是可循環利用的抗氧化劑。

SkQ1活性的劑量依賴性表明,與傳統藥物相比,基於SkQ1研發的藥物可能具有一些不尋常的性質。對於大多數常用的藥物制劑(例如,各種代謝途徑的抑制劑),效率隨劑量的增加而成比例地增加,最佳劑量的選擇通常受化合物毒性的限制。而線粒體抗氧化劑的情況則完全不同。由於最強大的能力,積累在細胞內,特別是在線粒體內,他們以非常低的劑量濃度就能很好的開始抗氧化工作。SKQ1是附著於親脂性陽離子上的抗氧化劑,親脂性陽離子將使用跨膜電位梯度以非常高的濃度到達ETC(線粒體內膜),這種電位梯度將把SKQ1「拖拽」到正確的位置,使其在線粒體內的濃度和有效量比在細胞外高出600倍。


三、SKQ1對人體細胞的影響研究

SkQ1對細胞培養影響的研究取得了意想不到的結果。似乎SkQ1處理後細胞的大小(擴散)和細胞附著於底物的位置增加(蛋白細胞骨架的強度增強)。有必要考慮到,在體外培養過程中,人成纖維細胞暴露在氧化應激下,這是由於環境中的氧含量比體內組織中的氧含量高。實驗表明,SkQ1確實能夠調節細胞內的氧化應激。

這種抗氧化應激的蛋白表達可能使人成纖維細胞即使在體外培養下也能保持「正常」狀態。這導致更強的附著在基質上,更大的尺寸,和細胞骨架的「加強」。這種細胞的「正常化」可以用幾種方法加以利用。首先,細胞大小的增加及其「附著」理論上可以抑制癌細胞轉移的能力,即癌細胞從腫瘤轉移到附近組織的能力。因此,在某些情況下,SkQ1可能抗癌有一定的輔助作用(見「腫瘤學」研究)。其次,SkQ1的這種活性可用於促進傷口癒合過程,因為成纖維細胞是傷口癒合的積極參與者,氧化應激在這一過程中發揮了重要作用。

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四、SKQ1的穿透性研究

SkQ1——是目前最有前途的抗氧化劑。我們用幾種實驗方法在簡單的非生物系統中評價SKQ的體外活性。首先,在平面人工雙層脂質膜(BLM)模型中,研究了SkQ的膜穿透能力。實驗是在莫斯科州立大學A.N.Belozersky物理_化學生物學研究所開發的獨特的「黑膜」裝置上進行的。

「黑膜」實驗表明,SKQ確實能夠穿透脂質膜。塞維琳娜在BLM上的實驗表明,SkQ1和SKQ3具有最好的穿透能力。對於SkQR1、MitoQ和DMQ,通過「黑膜」的能力似乎稍低。


五、SKQ1基於老年醫學的研究

基於老年病學的研究,採用了對長期氧化應激引起的早衰大鼠進行了一系列實驗研究。這些大鼠的顯著特徵是在出生後幾個月內發生了許多老年性疾病。這些疾病包括白內障、視網膜萎縮、骨質疏鬆、胸腺退化、男性性慾減退和記憶力減退。N.G. Kolosova和她的同事(俄羅斯科學院西伯利亞分部細胞學和遺傳學研究所)所做的實驗表明,50 - 250 nmol SkQ1/kg/day的食物處理顯著減緩了上述衰老特徵的發展。

聖彼得堡彼得羅夫腫瘤研究所,研究了SkQ1對正常遠系繁殖小鼠衰老的影響。終生飲用5 nmol/kg劑量的SkQ1可顯著降低正常動物的年齡相關死亡率。對有20%死亡率的小鼠的影響尤其顯著,導致壽命延長2.5倍。對有50%的死亡率的動物有30%的效果。最後,對於長壽小鼠(隊列的最後20%),大約有10%的壽命延長。換句話說,SkQ1導致了所謂的小鼠死亡率曲線的rec - tangularization。在真菌和倒卵生動物(昆蟲-果蠅)的實驗中也發現了同樣的趨勢,實驗動物壽命隨著SkQ1處理的延長而延長。

SkQ1處理不僅延長了動物的壽命,還提高了它們的「生活質量」。例如,正常情況下,大多數老年雌鼠在22個月大時具有不規則的動情週期。在V.N.阿尼西莫夫的實驗中,SkQ1處理小鼠,保留了與年輕動物相似的規則週期。

SKQ1抗氧化劑也極大地改變了死亡的原因。SkQ1能顯著降低由感染引起的死亡率,而感染通常隨年齡增長而增加,這是由於免疫功能低下所致。表1總結了SkQ1和SkQ R1對動物體內作用研究的最重要結果。從表中可以看出,SkQ 療法可以對20種不同的老化性狀產生積極的影響(減緩、停止甚至逆轉)。因此,SkQ1可以被認為是一種強大的老年性保護劑。值得注意的是,SkQ1在其後半段並沒有像提高生活質量那樣提高最長壽命。換句話說,SkQ1能延長青春。

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六、完美的抗氧化劑

   據科學論證,生物體內的氧化損傷的年齡依賴性積累可能是衰老過程的主要原因。通過控制線粒體中(ROS)活性氧的產生,有可能控制這種損傷的積累。重要的是要強調,ROS的生產應該被控制,而不是停止,因此,ROS仍然可以完成一些重要的生物功能。例如,它們可以直接通過消除病原體,間接地對抗細菌和病毒,通過調節並觸發細胞凋亡(細胞死亡)對感染的免疫反應。

SKQ1-這種「理想」的抗氧化劑靶向性針對線粒體,其中ROS被產生出來。但這些ROS應該適當地清除器多餘的部分,而不是全部清除。SKQ最為一種完美的抗氧化劑的另外一個重要因素就是它的無毒和無副作用,不會被細胞酶所識別和消除的。

安全極低濃度的SkQ1在我們的實驗中顯示出藥理作用。SkQ1的低劑量效應可歸因於該化合物的兩個重要特性:一是高效靶向線粒體,二是作為一種「可循環的抗氧化劑」SkQ1能夠精確地定位於線粒體內膜的內小葉,因此首先需要的是極低量的化合物才能影響細胞。但我們的實驗也表明,一旦進入線粒體,與自由基相互作用而被氧化的SkQ1就會被呼吸鏈有效地再生。這種有價值的特性為SkQ1提供了一種在低劑量下對細胞進行長時間作用的能力。高靶向作用和能夠在極低濃度下取得效果的結合可能是SkQ1在治療劑量上沒有表現出任何不良影響的主要原因,我們在臨床前和臨床實驗中一直在研究並證實。

有了這些標準,一個成功的抗氧化劑化合物應該能夠預防/修復機體的氧化損傷,並在不同領域預防許多與年齡有關的疾病的產生同時,根據俄羅斯聯邦衛生部批准的標準方案,在國際認證的設施中進行了SKQ1安全性的臨床研究證明:

SKQ1制劑具有良好的耐受性,不具有致敏、過敏、胚胎毒性或致畸作用,不影響主要免疫屏障和生殖功能,沒有顯示誘變和致癌作用。

SKQ1制劑對臨床血液生化指標均無影響,對心電圖無明顯影響。

在所有劑量研究結果證明,每日15次口服SKQ1制劑,總劑量等於LD10,對內臟病理形態結構無任何影響。

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