7,3'-O-二甲基橙皮素抗氣喘的作用

橙皮素 (hesperetin) 是一種選擇性phosphodiesterase-4 (PDE4) 的抑制劑，為了提高其抗氣喘效果，降低副作用，我們合成hesperetin的甲基化衍生物hesperetin-7-O-methylether (7-HME) 及 hesperetin-7,3'-O-dimethylether (HDME)，7-HME對PDE4幾乎沒有抑制作用，但HDME有很強的抑制作用，其IC50為3.0 µM，HDME抑制PDE4的IC50比hesperetin-5,7,3'-O-trimethylether (HTME) 還要小，所以抗氣喘的效果有希望比HTME更好。
將雌性小白鼠 (BALB/c) 腹腔內注射卵蛋白 (ovalbumin, OVA)，使其敏感化，再以氣化的卵蛋白二次激釁 (secondary challenge) 後，利用整體體積描述器來分析因methacholine (MCh) 所引起的氣道過度反應 (airway hyperresponsiveness； AHR)。本文實驗結果顯示， HDME (3~30 µmol/kg, p.o.) 可以劑量依存性地、有意義地減低由MCh (6.25~50 mg/ml) 所增加的enhanced pause (Penh) 值，也可以有意義地減少肺泡灌洗液 (BALF) 之總發炎細胞、巨噬細胞、淋巴球、嗜中性白血球、及嗜伊紅性白血球的數量及第二型輔助T細胞 (Th2 cells) 釋放的細胞介素 (cytokines)，如interleukin (IL)-4、IL-5、tumor necrosis factor (TNF)-α的含量，雖也會減少第一型輔助T細胞 (Th1 cells)釋放IL-2。但是interferon (INF)-γ的含量不會減少，甚至於高劑量 (30 µmol/kg, p.o.) 時，反而會有意義地增加。HDME (3~30 µmol/kg, p.o.) 可以有意義地減少血清及肺泡灌洗液中total及OVA-specific IgE的含量，相反的會使血清中IgG2a劑量依存性地增加。此外，HDME 30 μM會有意義地鬆弛敏感化離體天竺鼠氣管的基本張力，HDME (3~30 μM) 也會有意義地抑制累加OVA (10~100 μg/ml) 引起的敏感化離體天竺鼠氣管的收縮。
根據Lineweaver-Burk的分析，HDME對PDE1、PDE3、及PDE4呈現競爭性的抑制，其Ki值分別為46.1、24.1及7.7 μM，雖然HDME對PDE3及PDE4的Ki值之間沒有意義差，但PDE4與PDE1的Ki值之間有意義差，暗示HDME對PDE4的親和力較好，HDME抑制 PDE1、PDE3、及PDE4活性的IC50分別為22.1、24.6及3.0 μM，也顯示對PDE4的抑制作用較強，亦即與PDE4的low affinity rolipram binding sites (LARBS)的結合能力較強，而且HDME取代[3H]-rolipram結合在敏感化天竺鼠全腦顆粒之high affinity rolipram binding sites (HARBS)的EC50為106.6 μM，所以HDME的PDE4H/PDE4L的比值為106.6/3 (約35.5)，比HTME的PDE4H/PDE4L的比值 (18.2) 還高。由於HDME同時抑制PDE3，所以會加強其抗氣喘的作用。PDE4H/PDE4L的比值雖為目前公認用於評估PDE4選擇性抑制劑抗氣喘療效的方法，但畢竟是離體試驗的結果，本文獨創活體試驗的評估法，以減少25% xylazine/ketamine麻醉時間所需的劑量 (ADD25) ，除以抑制75% Penh値所需的劑量 (ID75)，所得rolipram，Ro 20-1724及luteolin的比値非常接近它們PDE4H/PDE4L的比值，如表二所列，値得信賴，而HDME (10~100 μmol/kg, s.c.) 並不會有意義地縮短xylazine/ketamine引起的麻醉時間，所以推測其噁心及嘔吐之副作用頗低，顯示HDME極具抗氣喘的潛力。
結論，HDME競爭性且選擇性抑制PDE4及PDE3，而有支氣管擴張及抗發炎作用，但很少有不良反應，它的PDE4H/PDE4L 比值是35.5，是當今全世界最大者，顯示它具有治療氣喘的潛力。