Deuterate form of 3-Hydroxyglutaric acid; NMDA receptors

药物化合物包括碳、氢和其他元素的稳定重同位素，在药物开发过程中主要作为定量示踪剂。由于氘化可能会影响药物的药代动力学和代谢特性，因此值得关注[1]。

神经系统症状在I型戊二酸血症（GA-I）患者中很常见。尽管这种疾病的病理生理学尚未完全确定，但最近已证明，在受影响患者体内积聚的3-羟基戊二酸（3-HGA）可能通过NMDA谷氨酸受体对胚胎鸡和新生大鼠神经元具有兴奋性毒性。在本研究中，我们研究了3-HGA对幼年大鼠大脑皮层大鼠突触质膜上[（3）H]谷氨酸和[（3”H]MK-801（地佐西平）结合的体外影响，以阐明3-HGA与谷氨酸受体的相互作用及其对3-HGA体外兴奋毒性特性的可能贡献。3-HGA（10-100微M）显著降低了Na（+）依赖性（高达62%）和Na（+，非依赖性）（高达30%）[（3）H]谷氨酸与突触膜的结合，反映了谷氨酸和3-HGA之间可能分别竞争谷氨酸转运体和受体位点。由于Na（+）非依赖性谷氨酸结合的减少可能代表3-HGA与谷氨酸受体的相互作用，我们接下来通过单独添加NMDA或与3-HGA联合添加NMDA并测量与突触膜的Na（+”非依赖性[（3）H]谷氨酸结合（与受体结合）来研究3-HGA是否与NMDA受体相互作用。我们验证了3-HGA和NMDA在10和100微M浓度下分别将谷氨酸结合降低了20%和45%，并且同时添加这两种物质不会引起相加效应，这意味着它们在同一位点与NMDA受体结合。此外，NMDA通道阻断剂[（3）H]MK-801的结合显著增加（约32-40%）10和100微M 3-HGA，这意味着3-HGA能够打开NMDA通道，允许MK-801结合，这是NMDA激动剂的一个特征。另一方面，谷氨酸对这种结合具有更高的刺激作用（增加180%），反映了其强烈的NMDA激动剂特性。此外，同时添加3-HGA和谷氨酸会对[（3）H]MK-801与NMDA受体的结合产生加性刺激作用。这些数据表明，相对于谷氨酸，3-HGA是NMDA受体的弱激动剂。最后，我们证明3-HGA引起大脑皮层切片细胞外钙摄取的显著增加，从而加强了3-HGA激活NMDA受体的观点。因此，本研究在分子水平上证明3-HGA调节谷氨酸能神经传递，并可能解释之前关于这种有机酸的神经毒性作用与兴奋毒性的发现[2]。

[1]. Impact of Deuterium Substitution on the Pharmacokinetics of Pharmaceuticals. Ann Pharmacother. 2019;53(2):211-216.

[2]. Evidence that 3-hydroxyglutaric acid interacts with NMDA receptors in synaptic plasma membranes from cerebral cortex of young rats. Neurochem Int. 2004 Dec;45(7):1087-94.

Objective: Stable heavy isotopes of hydrogen, carbon, and other elements have been incorporated into drug molecules, largely as tracers for quantitation during the drug development process. Studies involving the human use of drugs labeled with deuterium suggest that these compounds may offer some advantages when compared with their nondeuterated counterparts. Deuteration has gained attention because of its potential to affect the pharmacokinetic and metabolic profiles of drugs. Deutetrabenazine (Austedo, Teva Pharmaceutical Industries, Ltd) is the first deuterated drug to receive Food and Drug Administration approval. This deuterated form of the drug tetrabenazine is indicated for the treatment of chorea associated with Huntington's disease as well as tardive dyskinesia. Ongoing clinical trials suggest that a number of other deuterated compounds are being evaluated for the treatment of human diseases and not merely as research tools. Data sources: A search of the MEDLINE (1946 to present) database was undertaken using the Ovid interface. The search was conducted using the heading deuterium and then limited to Administration & Dosage, Adverse Effects, Pharmacokinetics, Pharmacology, Poisoning, Therapeutic Use, and Toxicity. Study selection and data extraction: All articles were reviewed and those with human information were included. Review articles were likewise interrogated for additional published human data. Conclusions: Deuterated compounds may, in some cases, offer advantages over nondeuterated forms, often through alterations in clearance. Deuteration may also redirect metabolic pathways in directions that reduce toxicities. The approval of additional deuterated compounds may soon follow. Clinicians will need to be familiar with the dosing, efficacy, potential side effects, and unique metabolic profiles of these new entities. [1]

C5H3D5O5

153.14

148.037

1219805-72-7

3-Hydroxyglutaric acid;638-18-6

118387770

White to off-white solid powder

1.5±0.1 g/cm3

365.0±32.0 °C at 760 mmHg

188.7±21.6 °C

0.0±1.8 mmHg at 25°C

1.520

-2.68

94.8

3

5

4

10

125

0

[2H]C([2H])(C(=O)O)C([2H])(C([2H])([2H])C(=O)O)O

ZQHYXNSQOIDNTL-UXXIZXEISA-N

InChI=1S/C5H8O5/c6-3(1-4(7)8)2-5(9)10/h3,6H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)/i1D2,2D2,3D

2,2,3,4,4-pentadeuterio-3-hydroxypentanedioic acid

3-Hydroxyglutaric acid-d5; 1219805-72-7; 3-Hydroxy-1,5-pentanedioic--d5 Acid; 3-hydroxy-1,5-pentanedioic-2,2,3,4,4-d5 acid; 3-Hydroxy-pentanedioic Acid-d5; 2,4-Dideoxypentaric Acid-d5; ss-Hydroxyglutaric Acid-d5;; 2,2,3,4,4-Pentadeuterio-3-hydroxypentanedioic acid; SCHEMBL17104443;

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

H2O: 250 mg/mL (1632.49 mM)

注意: 如下所列的是一些常用的体内动物实验溶解配方，主要用于溶解难溶或不溶于水的产品（水溶度<1 mg/mL）。 建议您先取少量样品进行尝试，如该配方可行，再根据实验需求增加样品量。

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注射用配方1: DMSO : Tween 80： Saline = 10 : 5 : 85 (如： 100 μL DMSO → 50 μL Tween 80 → 850 μL Saline)
*生理盐水/Saline的制备：将0.9g氯化钠/NaCl溶解在100 mL ddH ₂ O中，得到澄清溶液。
注射用配方 2: DMSO : PEG300 ：Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如： 100 μL DMSO → 400 μL PEG300 → 50 μL Tween 80 → 450 μL Saline)
注射用配方 3: DMSO : Corn oil = 10 : 90 (如： 100 μL DMSO → 900 μL Corn oil)
示例: 以注射用配方 3 (DMSO : Corn oil = 10 : 90) 为例说明, 如果要配制 1 mL 2.5 mg/mL的工作液, 您可以取 100 μL 25 mg/mL 澄清的 DMSO 储备液，加到 900 μL Corn oil/玉米油中, 混合均匀。

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注射用配方 4: DMSO : 20% SBE-β-CD in Saline = 10 : 90 [如：100 μL DMSO → 900 μL (20% SBE-β-CD in Saline)]
*20% SBE-β-CD in Saline的制备（4°C，储存1周）：将2g SBE-β-CD (磺丁基-β-环糊精) 溶解于10mL生理盐水中，得到澄清溶液。
注射用配方 5: 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin : Saline = 50 : 50 (如： 500 μL 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (羟丙基环胡精)→ 500 μL Saline)
注射用配方 6: DMSO : PEG300 : Castor oil : Saline = 5 : 10 : 20 : 65 (如： 50 μL DMSO → 100 μL PEG300 → 200 μL Castor oil → 650 μL Saline)
注射用配方 7: Ethanol : Cremophor : Saline = 10： 10 : 80 (如： 100 μL Ethanol → 100 μL Cremophor → 800 μL Saline)
注射用配方 8: 溶解于Cremophor/Ethanol (50 : 50), 然后用生理盐水稀释。
注射用配方 9: EtOH : Corn oil = 10 : 90 (如： 100 μL EtOH → 900 μL Corn oil)
注射用配方 10: EtOH : PEG300：Tween 80 : Saline = 10 : 40 : 5 : 45 (如： 100 μL EtOH → 400 μL PEG300 → 50 μL Tween 80 → 450 μL Saline)

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口服配方 1: 悬浮于0.5% CMC Na (羧甲基纤维素钠)
口服配方 2: 悬浮于0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
示例: 以口服配方 1 (悬浮于 0.5% CMC Na)为例说明, 如果要配制 100 mL 2.5 mg/mL 的工作液, 您可以先取0.5g CMC Na并将其溶解于100mL ddH2O中，得到0.5%CMC-Na澄清溶液；然后将250 mg待测化合物加到100 mL前述 0.5%CMC Na溶液中，得到悬浮液。

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口服配方 3: 溶解于 PEG400 (聚乙二醇400)
口服配方 4: 悬浮于0.2% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 5: 溶解于0.25% Tween 80 and 0.5% Carboxymethyl cellulose (羧甲基纤维素)
口服配方 6: 做成粉末与食物混合

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注意: 以上为较为常见方法，仅供参考， InvivoChem并未独立验证这些配方的准确性。具体溶剂的选择首先应参照文献已报道溶解方法、配方或剂型，对于某些尚未有文献报道溶解方法的化合物，需通过前期实验来确定（建议先取少量样品进行尝试），包括产品的溶解情况、梯度设置、动物的耐受性等。

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。