吴茜 陈亨业 胡贝 吕哲娟 谢笔钧 孙智达

非酶糖基化反应由Louis-Camille Maillard于1912年发现。之后与之相关的研究，主要集中在对食品风味和色泽的影响。1955年Henry Borsook［1］首次在体内发现Maillard反应的早期产物-Amadori化合物;此后 Tanzer［2］和 Cerami等［3］也陆续在老化的结缔组织和糖尿患者体内发现Amadori化合物。80年代之后，糖尿病并发症、阿尔兹海默病等多种慢性疾病被发现和体内Maillard反应的晚期产物即AGEs存在密切联系［4］。本文将主要从AGEs的抑制机理及已发现的抑制剂两方面，来介绍其研究进展。

1 AGEs抑制机理

1.1 AGEs形成抑制 AGEs作为Maillard反应的终末产物，其形成的必要条件是反应初始的羰胺反应，即氨基酸或胺等亲核化合物和带有羰基的化合物发生亲核反应，生成亚胺类化合物-希夫碱(Schiff bases);之后再经历Amadori(或Heyns)重排，生成较为稳定的Amadori(或Heyns)化合物，并在不同的pH下降解生成各种羰基类化合物，研究表明这些反应性的羰基化合物是形成AGEs的前体化合物［5］。故用不发生美拉德反应的亲核化合物来封闭羰基化合物，是一条较好的抑制途径，如已发现的抑制剂氨基胍和吡哆胺。

对Maillard反应影响较大的反应条件主要包括氧气浓度、氧化还原条件、金属离子、pH、温度及水分活度。研究表明［6，7］过低或过高的pH和水分活度，以及低温都能较好地抑制Maillard反应，但由于在生理环境下，pH、温度和水分活度都是恒定的，无法调控，故这三个抑制途径对于体内AGEs生成的抑制意义不大。

Baynes［8］和 Thorpe认为氧化应激能促进 AGEs的形成，而Litchfield等［9］的研究表明虽然无氧条件能较好地抑制Maillard反应前期中间产物乙二醛和甲基乙二醛的产生，但对后期的反应却并无抑制作用，此外其研究还发现抗氧化条件虽能抑制葡萄糖Maillard反应的发生但却无法有效地抑制戊糖Maillard反应的发生。Namiki和Hayashi［10］两人用电子自旋共振光谱仪检测Maillard反应中间产物时发现其在前期的反应中会产生较多的活性自由基，但随着反应的进行自由基会逐渐减少。故可推测抗氧化剂和自由基清除剂对Maillard反应的前期进程应该有较好的抑制作用。

在金属离子对Maillard反应影响的研究中［11］，其结果表明部分过渡金属离子(Fe3+、Fe2+、Cu2+、Zn2+)能促进反应的发生，其中铁离子和铜离子的促进作用相对较大，Fe3+的促进效果大于Fe2+。Cu2+和Zn2+在低浓度(1～5 mg/L)下有促进作用，当浓度达到5～25 mg/L时，则有一定的抑制作用［11］。部分非过渡金属离子(Ca2+、Mg2+)对反应有一定的抑制作用［12］。由于在生理环境下游离金属离子的浓度较为稳定且较低，故金属离子螯合剂对于体内AGEs的抑制作用可能不大，但在体外和食品体系中则十分重要。

1.2 AGEs断裂抑制 和AGEs形成抑制相比，AGEs断裂抑制的优势在于，其能将体内已形成的AGEs交联物进行裂解并清除。溴化苯酰甲基噻唑(N-phenacylthiazolium bromide，PTB)作为AGEs断裂剂的先导产物由Vansan等［13］于1996年提出，后按照PTB的断裂机理，已研制出多种相同机理的断裂剂。下面以其中研究较为详尽的断裂剂ALT711［14］来祥述其断裂机理。如图1，AGEs含二酮结构，在ALT7ll的噻唑环和侧链上有两个亲核中心，当其进攻AGEs交联物的羰基时，则会发生亲核加成生成一个五元环中间体，此中间体在发生多次重排反应后发生裂解，促使AGEs交联物断裂。由图1可知AGEs交联物虽已被裂解，但其裂解产物中仍具有活性羰基，即其还能重新形成交联结构。同时也可看出ALT711只是其裂解反应中的一个催化剂，能持续发挥作用，故可推测若将AGEs的羰基封闭剂和其断裂剂共同使用，使其断裂产物无法再次交联，也许能大大地增加其抑制效果［15］。

图1 ALT711断裂AGEs交联物

图2 AGEs生成的抑制机理

综上所述，如图2，体内AGEs的生成抑制的主要途径为:①清除自由基及抗氧化。②封闭活性羰基。③螯合过渡金属离子。④断裂AGEs交联物。

2 AGEs形成抑制剂

2.1 氨基胍 氨基胍(aminoguanidine，AG)由美国洛克菲勒大学教授A．Cerami发现，是一种研究较为深入的AGEs抑制剂。其对AGEs生成的抑制机理为［15］:①和Amadori化合物发生亲核加成反应，来封闭羰基。②和α-二羰基化合物发生亲核加成反应，生成较为稳定的三嗪类六元环化合物，来封闭羰基。体内实验［16］表明AG能显著减少体内糖化蛋白交联的形成并缓解多种糖尿病并发症的发展。但在Ⅲ期临床试验中却发现AG有不良反应，使其无法继续应用于临床实践。

2.2 吡哆胺 吡哆胺为维生素B6的一种天然成分，其作为AGEs生成抑制剂首先被Hudson发现［17］。和AG一样，吡哆胺作为一种亲核试剂能捕获Maillard反应中产生的活性羰基并环化，从而生成较为稳定的含呱嗪环的五元环加合物［18］。与AG不同的是，吡哆胺的抑制主要表现在Amadori后反应，AG则主要表现在Amadori前反应［19］。体内实验［17］表明吡哆胺对于抑制AGEs的生成以及延缓相应的慢性疾病都有较好的效果。作为一种水溶性维生素，和AG及其他抑制剂相比，吡哆胺的毒性较低，故有望成为一种新型的药物。

除上述两种抑制剂外，现已从一些药物、维生素及植物性化学物质中找到多种AGEs形成抑制剂［15］，如肌肽、地拉桌盐酸盐、阿卡波糖、二甲双胍、替尼西坦、己酮可可碱、维生素C、和多酚化合物。此外，根据AGEs生成的抑制机理及其相关抑制剂的结构特点，现已合成出多种形成抑制剂［20］，如ALT462、ALT486、OPB-9195、BST 和 LR 系列化合物。

3 AGEs断裂抑制剂

AGEs断裂抑制剂主要为PTB、ALT711及按照两者的结构特点合成的各种衍生物，其抑制机理基本类似，都是通过裂解双羰基之间的碳碳键来裂解AGEs。

3.1 PTB PTB 由 Vansan等［13］于1996 年提出，实验［13］表明其能较好地裂解在生理条件下形成的AGEs交联物。但PTB结构不稳定，易发生水解，故无法作为药用［15］。

3.2 ALT711 ALT711是Vansan继PTB后，合成的一种稳定性较好的 AGEs断裂剂，研究［21］表明其能有效地逆转AGEs交联物的生成，无论是内服还是外用，都能有效地改善由AGEs引起的慢性病症。Vaitkevicius等［22］的研究发现其能改善年老猕猴血管及心肌的硬化问题;Peppa等［23］也发现其能有效地降低糖尿病模型小鼠的血清、皮肤及肾脏中的CML(羧甲基赖氨酸)水平，并推测其能较好的逆转由糖尿病而引起的肾功能障碍。作为第一种进入临床试验的AGEs断裂剂，其在Ⅰ、Ⅱ期临床实验中都显示有良好的效果，但由于其开发公司Alteon的经济问题，使得该公司在2009年不得不宣布停止对其的临床实验。

由于生活水平的提高和人口老龄化的发展，慢性疾病的发生呈现不断上升的趋势，据统计至2011年由慢性疾病而导致的死亡已高达85%。研究表明AGEs在体内与多种慢性疾病的发生及发展密切相关，故体内AGEs抑制剂的研究也许能为各种慢性疾病的治疗开辟了一条新的道路。综上所述，依据各种抑制机理人工合成的抑制剂和具有良好抗氧化性的天然活性成分将是开发AGEs抑制剂的主要途径。

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