硫酸皮膚素

硫酸皮膚素(DS)為二糖聚合物， 是動物體內分布最廣泛的一種細胞外基質(extra cell ularmatrix，ecm)糖胺多糖，為血管壁蛋白多糖的主要成份。

DS是糖胺聚糖的一種，由D-葡糖醛酸和N-乙醯氨基半乳糖以α-1,4-糖苷鍵連線而成的重複二糖單位組成的多糖，並在N-乙醯氨基半乳糖的C-4位或C-6位羥基上發生硫酸酯化。

由於含有硫酸基團，整個cs分子呈現很強的負電性，易與蛋白質共價結合組成蛋白聚糖，同時也是其發揮生物學作用的重要基礎。

DS作為結締組織的重要組成部分，具有多種藥理作用與生理功能，可用作藥物和保健食品，主要用於骨關節炎（oa）和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）。

基本介紹

• 中文名：硫酸皮膚素
• 分子量：15000到 45000
• 水溶性：溶
• 外觀：白色粉末
• 實質：二糖聚合物
• 蛋白聚糖類：3種
• 生理功能：參與細胞信號傳導等

化學結構

體內含DS鏈的蛋白聚糖有雙糖鏈蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、多能蛋白聚糖和粘結蛋白聚糖等。

DS鏈可以具有不同的結構組成。如：3種不同的糖醛酸，4種不同的氨基己糖。

MF701經HPLC測得分子量為15000到 45000，平均35700，經PAGE測得分子量為8000到45000，平均28000。

性狀介紹

DS為白色或類白色粉末；特殊性氣味；有引濕性；在水中易溶，不溶於乙醇、丙酮、和乙醚等有機溶劑中，其鹽類對熱較穩定，受熱達80℃亦不被破壞，室溫下放置至少可達2年以上 。

DS水溶液具粘稠性，加熱不凝結，遇較高溫度或酸即不穩定，主要是脫乙醯基或降解成單糖或分子量較小的多糖。

體內過程

DS可靜脈或口服或皮下給藥，在體內不被代謝，以原形由尿排出。

生理作用

組織結構基本成分

DS是血管壁外層蛋白多糖的主要成分。

生理功能

（1）參與細胞信號傳導

（2）調節細胞粘附

（3）維持和抑制細胞生長：參與核酸代謝，能增加細胞的信使核糖核酸(mRNA)和脫氧核糖核酸(DNA)的生物合成以及具有促進細胞代謝的作用。

參與病理生理過程

（1）心血管疾病

抗血栓作用。（1）抗凝血作用緩和，活性低，對Xa 無抑制作用，是肝素作用的1/40，其在血漿中抑制和滅活凝血酶，而不是抑制凝血酶原的激活；（2）通過肝素輔因子Ⅰ（HC-Ⅰ）途徑抗血栓，與LMWH（低分子肝素）或常規肝素有協同作用，合併套用抗凝作用增強；（3）抑制膠原誘導的血小板（Pt）聚集；（4）套用大鼠下肢灌流顯示，DS促內皮細胞釋放組織型纖溶酶原激活劑（tPA）。

保護血管壁，並使血漿白蛋白通透性下降。

DS可以清除體內血液中的脂質和脂蛋白，清除心臟周圍血管的膽固醇，防止動脈粥樣硬化，並增加脂質和脂肪酸在細胞內的轉換率。

（2）炎症

（3）腫瘤

（4）感染

（5）傷口修復和纖維化

等等

臨床套用

1 防治冠心病、心絞痛、心肌梗死、冠狀動脈粥樣硬化、心肌缺血等疾病

能有效地防治冠心病。可有效地去除或減少動脈和靜脈壁上沉積的脂肪等脂質，顯著降低血漿膽固醇，從而防止動脈粥樣硬化的形成，防治冠心病、心絞痛、心肌梗死、冠狀動脈粥樣硬化、心肌缺血等疾病。

（1）對實驗性動脈硬化模型具有抗動脈粥樣硬化及抗致粥樣斑塊形成作用；

（2）增加動脈粥樣硬化的冠狀動脈分枝或側支循環；

（3）加速實驗性冠狀動脈硬化或栓塞所引起的心肌壞死或變性的癒合、再生和修復。

2 治療骨關節炎

把膝部和腿脛OA 以及侵蝕性骨關節炎（EOA）患者隨機分組，口服CS 或局部塗抹DS 乳膏劑進行治療，採用Lequesne’s 指數評分（AFI）、西方安大略大學和麥克馬斯特大學O A 標準（WOMAC）與SF-36 調查表進行評估，結合VAS、步行時間和射線學觀察綜合判斷。

口服DS 可減輕OA 疼痛和改良膝部功能，降低關節侵蝕進展，是治療OA 的有效藥物。

在同非甾類抗炎藥（NSAID）對比研究中，發現CS 起效溫和，長期服用副作用較小。

3 治療牛皮癬

用DS 治療膝部OA 伴中度和重度牛皮癬患者，發現患者皮膚隆起減少，剝脫和瘙癢減輕，皮膚軟化增加，牛皮癬症狀明顯改善。組織病理學表明，表皮厚度、Ki-67角化細胞的數量和基底層和顆粒層之間的厚度減少，顯示DS 具有治療牛皮癬的作用。

4 其他

CS可治療口腔黏膜潰瘍、間質性膀胱炎、Teitze 綜合徵（肋軟骨炎）和偏頭痛，臨床療效滿意。

製備工藝

提取工藝

可用中性鹽法、酸法、鹼法、酶解法等提取DS 。目前多採用鹼提取與酶解提取相結合的方法。

高華等在鹼-酶解的提取方法中加大了鹼的濃度,用lmol/ L 氫氧化鈉溶液提取2h ,時間縮短並可避免雜質析出, DS的收率和純度分別達到了32.6 % 和95.2%。

胥傳來等則在鱉魚軟骨的酶解提取DS前先用2%乙酸鈉鹽解, 產品含氮量可下降0.67% ,而氨基己糖質量分數提高了1.87% ,具有一定工業生產價值。

李瑞國對濃鹼-酶解(I)、稀鹼-酶解(II)、稀鹼稀鹽-酶解(III)和稀鹼濃鹽(IV) 4 種提取工藝進行了比較,發現工藝I 提取時間短、產品顏色深而分子量較小; 工藝II、III、IV操作較容易、產品色澤好且分子量較大, 尤以工藝IV製得的產品質量較好。

華子義採取鹼性複合酶和胰酶雙酶解法提取CS, 得率比傳統方法提高了1 % -2 % , 生產周期縮短1/3 , 生產成本降低5 %。

Nakano等以0.1mol/ L乙酸鈉在pH 4.5 、3 7℃條件下先預處理牛鼻軟骨, 使軟骨組織在內源酶作用下自動分解, 從而無需使用外源酶,生產成本降低,經DEAE離子交換色譜純化可得含DS 89%的GAGs混合物。

分離純化

可利用各種GAGs不同的溶解度、電荷密度進行分級分離純化CS 。常用分離方法有乙醇沉澱法、鹽液沉澱法、季錢鹽絡合法和離子交換色譜法,其中乙醇沉澱法最常用。

高華等採用先低溫減壓濃縮酶解液、再加乙醇沉澱的工藝, 可減少乙醇用量, 同時提高產品收率。

張崢等在分離純化DS時,先採用Sephadex G-10 凝膠過濾,再以D061大孔型離子交換樹脂進行離子交換色譜, 純度可提高至99.7%。近年膜技術也被用於CS的分離純化。

Lignot 等經比較研究證實了超濾技術用於濃縮純化DS的可行性, 並證明孔徑0.1um 的超濾膜分離效果最佳。

分析方法

對於DS的分析方法有多種，概括來說有高效液相色譜法、分光光度法、電泳法、結構分析方法。

1. 高效液相色譜法

糖胺聚糖累物質中有的含硫酸酯基有的不含硫酸酯基，含硫酸酯基的又含有多種異構體，在DS脂基中又含有大量其他組分，因此在測定前往往需要分離。

DS雙糖單位結構上含有極強性的磺酸酯基和羧酸基團，溶於水且分子量大，大多採用高效液相色譜對不同組分進行分離和檢測。

糖胺聚糖類經過水解、高效液相色譜法分離後紫外檢測已有20多年的歷史，近年來這方面的研究也已經取得較大進展。具體的分析方法有：

（1）蛋白酶-內-β-木糖苷水解螢光標識法；

（2）化學發光法；

（3）直接分離測定法；

（4）硝化-離子色譜法等 。

2. 分光光度法

DS溶於水為一種具粘性的無色透明液體，在紫外區180—200nm處有吸收峰。在此波長範圍內具有吸收的干擾物太多，若共存物不經分離無實際測定意義。

利用雙糖機構單元上具有反應性的硫酸酯基和乙醯氨基與各種顯色劑的顯色反應可在可見光區測定CS的含量。可分為兩種情況:

（1）DS不經水解即與顯色劑反應顯色，其中的方法有噻唑衍生物法、比獨法等；

（2）水解後與顯色劑反應顯色其中的方法有乙醯丙酮-對二甲氨基苯甲醛法、間苯三酚法、亞甲基藍法等。

3. 電泳法

電泳法樣品製備簡單、用量小分析時間短,可套用於DS的定量分析。

此法與傳統方法相比無須複雜的樣品預處理過程,分析時間大為縮短。

4. 結構分析方法

目前用於DS結構分析的手段主要有IR 、UV 、HPLC 、CE 、MS 、NMR 等。