Protoporfirin IX, znan tudi kot protoporfirin, se pojavlja kot vijolično rjavi kristalni prah (običajno v obliki vodno topnih natrijevih soli), topno v vodi in metanolu, netopni v razredčenih kislinah in netopni v kloroformi, eter, eter, acetona itd. Služi kot "fotosenzibilizator" pri fotodinamični terapiji in sonodinamični terapiji, kar znatno poveča učinek ubijanja laserja na rakave celice. Hkrati ima pomembne učinke pri izboljšanju delovanja jeter, vezave proti komplementa, poskusi na živalih in protitumorsko aktivnost.
|
|
|
|
Kemična formula |
C34H34N4O4 |
|
Natančna masa |
562.26 |
|
Molekularna teža |
562.67 |
|
m/z |
562.26 (100.0%), 563.26 (36.8%), 564.26 (6.6%), 563.26 (1.5%) |
|
Elementarna analiza |
C, 72.58; H, 6.09; N, 9.96; O, 11.37 |
Biološka aktivnost in delovanje
Izboljšati delovanje jeter
Kot ojačevalec jetrnih funkcij ima učinek spodbujanja dihanja celičnega tkiva, izboljšanja presnove beljakovin in glukoze.
Proti komplementu
Sposobnost upiranja vezavi komplementa lahko pomaga pri uravnavanju imunskih odzivov.
Rezultati eksperimenta na živalih
V poskusih na živalih ima pomemben vpliv na zmanjšanje transaminaze in drugih encimov pri poškodbah jeter, ki jih povzroča ogljikov tetraklorid, izboljšanje presnove aminokislin, povečanje krvnega pretoka jeter in izboljšanje beljakovin jeter.
Protitumorska aktivnost
Nekatere študije so pokazale, da ima snov pomembno protitumorsko aktivnost v specifičnih pogojih, na primer, če se uporablja v kombinaciji z ultrazvokom, kar lahko zmanjša volumen tumorja in podaljša povprečni čas preživetja živali. Vendar samo v nekaterih primerih morda ne kaže pomembnih učinkov.
Protoporfirin IX(PPIX) je nevidna tetra-pirola spojina s kemičnim imenom 7,12-dialkil-3,8,13,17-tetrametil-2,18-dipropionski porfirin. Kot predhodnik bioloških molekul, kot so hemoglobin, citokrom C in klorofil, PPIX prikazuje obsežno vrednost uporabe na področjih, kot so biomedicinska raziskava, fotodinamična terapija, diagnoza raka in zdravljenje, zdravljenje jeter in osnovne raziskave.
I. Fotodinamična terapija (PDT) in fotodinamična diagnoza (PDD)
PPIX je eden glavnih fotosenzibilizatorjev v fotodinamični terapiji (PDT). Njegov mehanizem delovanja temelji na proizvodnji reaktivnih kisikovih vrst (ROS) s fotosenzibilizatorjem pri specifičnem obsevanju svetlobe valovne dolžine, kar povzroči celično apoptozo ali nekrozo. PPIX ima v tumorskih tkivih selektivno obogatitveno lastnost, zlasti kadar se zunaj daje njegova predhodna 5-aminolevulinska kislina (5-ALA). Tumorske celice zaradi aktivnega metabolizma sintetizirajo velike količine PPIX, medtem ko se normalne celice nabirajo manj zaradi regulativnega učinka encimov, ki omejujejo hitrost. Ta razlika je PPIX idealno orodje za terapijo, usmerjeno v tumor.
Pri zdravljenju kožnih bolezni se PDT, posredovani s PPIX, široko uporablja pri zdravljenju kožnih tumorjev, ki niso melanoma (kot so bazalni celični karcinom, ploščatocelični karcinom kože), aktinična keratoza in akuminatum kondiloma. Na primer, po lokalni uporabi 5-ALA pri bolnikih z bazalnim celičnim karcinomom se PPIX kopiči v tumorskem tkivu. Po aktivaciji z rdečo svetlobo 405 nm lahko selektivno uniči rakave celice, hkrati pa ohrani normalno strukturo tkiva. Študije so pokazale, da je občutljivost PPIX-PDT za zdravljenje karcinoma bazalnih celic 92,74%, specifičnost pa 95,77%. Poleg tega lahko fluorescenčna diagnostična tehnika PPIX doseže natančno lokalizacijo kožnih lezij z odkrivanjem rdeče fluorescence (valovna dolžina 630nm), ki jo oddaja tumorsko tkivo, kar vodi razmejitev območja zdravljenja, kar bistveno izboljša učinkovitost in zmanjša ponovitev.
Na področju žilnih bolezni se PPIX-PDT uporablja za zdravljenje žilne restenoze. Poskusi so pokazali, da lahko PPIX inducira apoptozo žilnih gladkih mišičnih celic, mehanizem pa je povezan z zmanjšanjem potenciala mitohondrijske membrane. Ko se je koncentracija PPIX povečala z 0,5 ug/ml na 20 ug/ml, se je sposobnost preživetja gladkih mišičnih celic zmanjšala z 93% na 36%, stopnja apoptoze pa je bila pozitivno povezana s svetlobnim odmerkom. To odkritje zagotavlja teoretično osnovo za zdravljenje ateroskleroze PDT.
Ii. Multimodalna uporaba pri zdravljenju raka
PPIX prikazuje multimodalni potencial pri zdravljenju raka. Kot sonosenzibilizator se PPIX lahko uporablja pri sonodinamični terapiji (Sonodinamična terapija, SDT), kjer ultrazvok aktivira reaktivne kisikove vrste, da povzroči smrt tumorskih celic. Poskusi na živalih so pokazali, da PPIX (5-25 mg/kg) v kombinaciji z ultrazvokom (5W/cm²) lahko znatno zavira rast tumorjev ksenografskih s180 in podaljša čas preživetja miši. Njegov sinergistični učinek je boljši od učinka samo pri zdravljenju z ultrazvokom ali PPIX.
Pri zdravljenju raka mehurja se PPIX-PDT lokalno daje skozi urinski kateter, v kombinaciji z intravezikalnim obsevanjem svetlobe, da selektivno odpravi površinske tumorske celice. Klinične študije so pokazale, da ta terapija dosega popolno stopnjo remisije 70% -80% za karcinom mehurja in situ z blagimi stranskimi učinki. Poleg tega lahko PPIX uporabimo pri kirurgiji s fluorescenco. Z spremljanjem fluorescenčnega signala tumorskega tkiva v realnem času pomaga kirurgom pri natančnem odstranjevanju lezije in zmanjšanju preostalih tumorskih celic.
Iii. Zdravljenje jetrnih bolezni
PPIX ima dvojne mehanizme delovanja pri zdravljenju jetrnih bolezni. Po eni strani lahko kot predhodnik hemoglobina PPIX sodeluje pri sintezi hemoglobina in s tem izboljša stanja anemije. Po drugi strani ima njegov derivat, protoporfirin natrij, funkcije spodbujanja dihanja jetrnih celic, uravnavanja presnove beljakovin in sladkorja. Poskusi na živalih so potrdili, da lahko natrij protoporfirina zmanjša raven aminotransferaz v modelu poškodbe jeter, ki ga povzroča ogljikov tetraklorid, izboljša presnovo aminokislin, poveča pretok jeter in poveča sposobnost sinteze beljakovin v jetrnih celicah. Klinične študije so pokazale, da ima natrij protoporfirina določene terapevtske učinke na akutni hepatitis, kronični obstojni hepatitis, kronični aktivni hepatitis in jetrno cirozo ter lahko znatno izboljša simptome bolnika, zmanjša povečanje jeter ter zniža serum aminotransferaze in jadralne kazalce.
Iv. Osnovne raziskave in razvoj zdravil
Kot modelna spojina se PPIX uporablja v osnovnih raziskavah za raziskovanje poti sinteze heme, fotodinamičnega reakcijskega mehanizma in regulacijske mreže celične apoptoze. Študije so na primer pokazale, da lahko PPIX zavira interakcijo med proteinom tumorja p53 in ubikvitin ligaze MDM2/MDM4, stabilizira raven proteina p53 in sproži apoptozo, odvisno od p53. Ta mehanizem ponuja nove ideje za uporabo PPIX pri zdravljenju tumorjev p53 divjega tipa, kot je limfoblastična levkemija.
Poleg tega lahko PPIX kot senzibilizator za sevanje še vedno poveča proizvodnjo ROS in povzroči poškodbe DNK v hipoksičnih pogojih. Ta lastnost je potencialno dragocena na področju preobčutljivosti radioterapije. Raziskovalci raziskujejo dostavo PPIX prek nanoprenosnikov, da bi povečali njegovo obogatitev v tumorskih tkivih in zmanjšali sistemsko strupenost.
V. Druga prijavna polja
PPIX ima tudi določene aplikacije na kmetijskem področju. Kot zaviralec protoporfirinogenske oksidaze, ključnega cilja za herbicide te vrste, lahko regulacijo presnovne poti PPIX uporabimo za razvoj novih herbicidov. Poleg tega se uporablja tehnologija zaznavanja fluorescence PPIX za presejanje zastrupitve s svincem in diagnozo anemije s pomanjkanjem železa. Z odkrivanjem ravni cinkovega protoporfirina (ZPP) v rdečih krvnih celicah lahko hitro ocenimo status presnove železa v telesu.
Fotodinamična terapija
Kot fotosenzibilizator se uporablja pri fotodinamični terapiji za ustvarjanje reaktivnih kisikovih vrst s svetlobnim obsevanjem, kar ima uničujoč učinek na obolela tkiva. To zdravljenje se uporablja za zdravljenje številnih vrst raka, vključno z rakom mehurja in karcinomom bazalnih celic.
Antibakterijska fotodinamična terapija
Uporablja se tudi pri antibakterijski fotodinamični terapiji za boj proti bakterijskim patogenom, vključno z Escherichia coli, z ustvarjanjem singletnega kisika.
Diagnostični markerji
Cinkov protoporfirin kot zaviralec heme oksigenaze-1 (HO-1) se uporablja kot presejalni biomarker za pomanjkanje železa pri nosečnicah in otrocih, poleg tega pa ga je mogoče kombinirati s koncentracijo hemoglobina za oceno statusa železa populacije.
Terapevtska sredstva in orodja za slikanje
IT in njegovi metalizirani derivati se pogosto uporabljajo kot terapevtska sredstva, slikanje orodij, katalizatorji, senzorji in naprave za zajem svetlobe
Razvoj drog
Prav tako ima aplikacije v razvoju zdravil, na primer z uporabo svojih sintetičnih derivatov za interakcijo z biomolekulami, kot so proteini, ki vežejo DNK in heme, za razvoj molekularnih naprav z novimi funkcijami in odkrivanjem potencialnih terapevtskih baz.
Fotosenzibilizacija
V nekaterih vrstah celic in tkiv je njegova hitrost sinteze odvisna od hitrosti sinteze 5-aminolevulinske kisline (ALA), ki se regulira z mehanizmom za nadzor povratnih informacij, ki ga nadzira koncentracija prostega hemoglobina. Prisotnost eksogenega ALA zaobide nadzor povratnih informacij in lahko povzroči kopičenje fotosenzibilne koncentracije v celicah.
Za kaj so metode odkrivanjaProtoporfirin IXKot diagnostični marker?
Fluorescenčna spektroskopija (FCS)
To je ultra občutljiva tehnika odkrivanja eno molekul, ki jo lahko uporabimo za neposredno določanje njegove vsebine v serumu. Z analizo podatkov FCS v normalnih vzorcih človeškega seruma in suma na vzorce seruma za raka, je bilo ugotovljeno, da je v koncentraciji PPIX-HSA med pacientovim serumom in normalnim človeškim serumom pomembna razlika.
Tehnologija izboljšanja fluorescence
5-aminolevulinska kislina (5-ALA), ki jo povzroča povečanje fluorescence PPIX, je postalo standard za kirurško resekcijo visokošolskih gliomov v zdravstveni negi. Z uporabo pretočne citometrije, fluorescenčnega encimskega imunosorbentnega testa in konfokalne mikroskopije za analizo fluorescence PPIX ga je mogoče količinsko izmeriti.
Fluorescenčna kolorimetrična metoda
Z uporabo kisle raztopine za uničenje rdečih krvnih celic in ekstrakcijo snovi, ki oddaja fluorescenco pod ultravijoličnim obsevanjem. Vsebnost FEP lahko določimo s fluorescentno kolorimetrično metodo, ki se uporablja predvsem za odkrivanje vsebnosti prostega protoporfirina (FEP) v rdečih krvnih celicah človeške in živalske krvi, kar odraža stopnjo anemije s pomanjkanjem železa.
Visokozmogljiva tekoča kromatografija (HPLC)
Vzpostavite visokozmogljivo metodo detekcije fluorescence tekočine za istočasno določanje protoporfirina in cinkovega protoporfirina v polni krvi. Z optimizacijo mobilne faze, kromatografskega stolpca, metode obdelave vzorcev itd. Se določijo optimalni parametri, detektor fluorescence pa se uporablja za skeniranje in izbiro optimalnih valovnih dolžin vzbujanja in emisij.
Časovno ločeno zapoznelo fluorescenčno spektroskopijo
To je minimalno invazivna metoda za spremljanje ravni kisika v celicah in tkivih, doseženo z merjenjem njegove zapoznele življenjske dobe.
Slikanje konfokalne mikroskopije
Uporaba konfokalne mikroskopije za slikanje z visoko prepustnostjo lahko določi raven protoporfirina v celicah, ki je primerna za presejanje zdravil in diagnozo raka.
Kot pomemben endogeni presnovek ima široke možnosti uporabe na medicinskem področju.
Terapevtska sredstva in orodja za slikanje: IT in njeni metalizirani derivati se pogosto uporabljajo kot terapevtska sredstva, slikanje orodij, katalizatorji, senzorji in naprave za zajem svetlobe.
Fotodinamični učinek:Njegova vloga pri fotodinamičnem učinku je osnova njegove uporabe, saj lahko poveča nastajanje ROS (reaktivne kisikove vrste) tudi v hipoksičnih pogojih in povzroči poškodbe DNK.
Priljubljena oznake: Protoporphyrin IX CAS 553-12-8, dobavitelji, proizvajalci, tovarna, veleprodajna, nakup, cena, razsuda, za prodajo