CN104491863A - 基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的学抗肿瘤药物及其制备方法和应用。所述抗肿瘤药物的结构式如式(Ⅰ)所示，其中四氯四碘荧光素的键合率为5～30％。本发明通过对四氯四碘荧光素钠进行改造，获得四氯四碘荧光素衍生物，并将该四氯四碘荧光素衍生物键合到聚谷氨酸中，得到的抗肿瘤药物能在水溶液中自组装成大小为100～200nm的纳米颗粒，该纳米颗粒具有稳定性好、生物相容性好、体内时间循环长、光照下对肿瘤细胞毒性明显增强等优点；制备方法步骤简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明属于制药领域，具体涉及一种基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物及其制备方法和应用。
背景技术
恶性肿瘤作为一种严重危害人类的身体健康的疾病，发病率呈现逐年上升的趋势。根据卫生部肿瘤防治办公室的数据显示，近20年来，中国每4至5个死亡者中就有1个死于癌症，已成为威胁国民健康的头号杀手。我国每年癌症发病人数约260万人，死亡约180万人。
目前手术和化学疗法是治疗肿瘤的主要方法。它们都存在对身体伤害大的缺点。光动力疗法作为一种新的治疗方法，它将特定的光敏剂注入体内，光敏剂在体内会选择性地滞留于肿瘤组织内，再以光线照射后，光敏剂会吸收特定波长的光能，产生活性氧自由基，达到选择性消灭癌细胞的作用。
四氯四碘荧光素钠(也称作Rose Bengal，简称RB)作为一种荧光素衍生物，有着明显区别于荧光素的光化学性质，它将吸收的光能高效地转化为活性氧自由基，是一种良好的光敏剂。研究表明在没有光照时，此药物也有作为化疗药物的功效，其作为抗肿瘤药物已经在皮肤癌、乳腺癌和肝癌上进行临床试验。在临床试验中还发现，在部分黑色素瘤被注射药物的情况下，未被注射药物的黑色素瘤部位也表现出受抑制的现象(Thompson JF,Hersey P,Wachter E.Chemoablation of metastatic melanomausing intralesional Rose Bengal.Melanoma Res.,2008,18(6):405-411.)，而且，血液中的T细胞水平上升。这种现象表明四氯四碘荧光素钠能激活免疫系统对癌细胞的免疫反应(Toomey P,Kodumudi K,Weber A,et al.Intralesional Injection of Rose Bengal Induces a Systemic Tumor-SpecificImmune Response in Murine Models of Melanoma and Breast Cancer.PLoSOne,2013,8(7).)。因此，四氯四碘荧光素钠作为抗肿瘤药物有着广阔的应用前景。但其作为小分子药物有着循环时间短，不能靶向肿瘤的缺点，因此只能在局部损伤部位注射(皮肤癌)或肿瘤内注射(乳腺癌和肝癌)，严重影响了其抗肿瘤效果，限制了其临床范围。
将小分子药物抗肿瘤药物与生物相容性的高分子结合形成纳米尺寸的药物，可以增加了药物的水溶性、血液循环时间和肿瘤靶向效果，从而可以降低小分子药物的毒副作用，提高疗效。
目前还未见针对四氯四碘荧光素钠进行改造获得的药物聚合物报道。
发明内容
本发明提供了一种基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物，该抗肿瘤药物的水溶性好，肿瘤靶向性好，血液循环时间长。
基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物(PGA-RB)的抗肿瘤药物，结构式如式(Ⅰ)所示：
其中，m+n为10～500之间的整数，四氯四碘荧光素的键合率为5～30％，p为1～10之间的整数。
本发明的抗肿瘤药物中，四氯四碘荧光素的键合率(即m/(m+n)×100％)为5～30％，若键合率小于5％或超过30％，该聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物均难以在水中自组装成纳米颗粒。
本发明还提供了所述抗肿瘤药物的制备方法，包括：
(1)将四氯四碘荧光素钠与带有胺基的卤代烷烃反应，生成如式(Ⅱ)所示的四氯四碘荧光素衍生物：
其中，p为1～10之间的整数；
具体地，将等摩尔的四氯四碘荧光素钠与带有胺基的卤代烷烃溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在75℃～85℃下油浴反应5～7h。
生成的四氯四碘荧光素衍生物中带有胺基，能与聚谷氨酸中的游离羧基发生反应。
(2)对聚谷氨酸(分子量Mn＝1000～50000，优选为10000)(该分子量对应的m+n值为87)进行羧基活化处理后，加入所述四氯四碘荧光素衍生物，反应生成所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物。
所述羧基活化处理是：先将聚谷氨酸溶于水中，调节pH至5.0～6.5(优选为调节pH至6)；然后加入两倍于聚谷氨酸羧基摩尔量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，活化10-20min(优选为活化15min)。
在微酸性的水溶液中进行羧基活化处理，使得聚谷氨酸能保持最佳反应活性。由于四氯四碘荧光素衍生物在水中的溶解性较差，可以先将四氯四碘荧光素衍生物溶解在极性非质子溶剂如二甲基亚砜中，然后再加入。聚谷氨酸与四氯四碘荧光素衍生物的摩尔比为16：1～6；四氯四碘荧光素衍生物加入后，于室温下反应22～26h。
反应结束后，对反应产物进行透析处理，除去体系中存在的二甲基亚砜和其他小分子杂质，获得所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物。
本发明还提供了所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物在水中形成的纳米颗粒。将所述抗肿瘤药物溶于水中，该药物会在水中自组装成大小为100～200nm的纳米颗粒。与小分子的四氯四碘荧光素钠相比，该纳米颗粒具有稳定性好、生物相容性好、体内时间循环长、光照下对肿瘤细胞毒性明显增强等优点。
本发明还提供了所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物在制备抗乳腺癌药物中的应用。
试验发现，该抗肿瘤药物在光照下对乳腺癌细胞的半致死浓度IC50为0.001mg/mL，只有四氯四碘荧光素钠的2.5％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过对四氯四碘荧光素钠进行改造，获得四氯四碘荧光素衍生物，并将该四氯四碘荧光素衍生物键合到聚谷氨酸中，得到的抗肿瘤药物能在水溶液中自组装成大小为100～200nm的纳米颗粒，该纳米颗粒具有稳定性好、生物相容性好、体内时间循环长、光照下对肿瘤细胞毒性明显增强等优点；制备方法步骤简单，操作方便。
附图说明
图1为四氯四碘荧光素-乙基胺的合成路线图；
图2为四氯四碘荧光素-乙基胺的1H NMR(DMSO-d6)表征图；
图3为聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的合成路线图；
图4为四氯四碘荧光素-乙基胺在二甲基亚砜(DMSO)中的吸光度-浓度标准曲线；
图5为聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的1H NMR(DMSO-d6)表征图；
图6为聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物在水溶液中的动态光散射粒径图；
图7为聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物与四氯四碘荧光素钠对癌细胞Bcap-37的细胞毒性效果比对图；
其中，RB表示RB非光照组，RB+光照表示RB光照组，PGA表示PGA组，PGA-RB表示非光照实验组，PGA-RB+光照表示光照实验组；RB表示四氯四碘荧光素钠，PGA表示聚谷氨酸，PGA-RB表示聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物，下同；
图8为聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物与四氯四碘荧光素钠在小鼠体内血浆清除速率比对图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1 基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物的制备
(1)四氯四碘荧光素-乙基胺的合成(反应原理见图1)：
①将四氯四碘荧光素钠(1.05g，1.03mmol)和2-溴乙胺氢溴酸盐(0.45g，2.20mmol)溶解在20mL无水DMF中，油浴80℃反应6h；
②反应完成后，减压蒸干DMF，加入50mL无水乙醚，离心，洗涤三次；
③再加入50mL水，离心，洗涤3次；
④在10mL甲醇中重结晶，过滤抽干得到四氯四碘荧光素-乙基胺。
四氯四碘荧光素-乙基胺的1H NMR(DMSO-d6)表征见图2。
(2)聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的合成(反应原理见图3)：
⑤将分子量Mn(数均分子量)为10000(即m+n为87)的线性聚谷氨酸(99mg，0.77mmol谷氨酸残基)在12mL水中加碳酸氢钠至其全部溶解，保持pH＝6，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(294mg，1.54mmol)室温搅拌15min；
⑥将制得的四氯四碘荧光素乙基胺(80mg，0.077mmol)溶于8mL二甲基亚砜，加入至步骤⑤获得的聚谷氨酸的水溶液中，室温搅拌反应24h；
⑦反应溶液用截留分子量为3500的透析膜在二甲基亚砜中透析24h，水中透析48h，得到聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的水溶液。
冻干固体产物，通过四氯四碘荧光素-乙基胺在二甲基亚砜(DMSO)中的吸光度-浓度标准曲线(见图4)测得键合物中四氯四碘荧光素-乙基胺的键合率为8％，其1H NMR(DMSO-d6)表征见图5。
对键合物在水溶液中自组装形成的纳米颗粒进行动态光散射测得的粒径图见图6。从图6中可以看出，该纳米颗粒的粒径在100～200nm之间。
实施例2 细胞毒性测量
以实施例1制备的聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物(下面简称键合物)为例，利用本领域通用的检测细胞存活和生长的MTT(3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，5-二苯基四氮唑溴盐)法检测键合物对癌细胞Bcap-37的细胞毒性。具体步骤如下：
将Bcap-37细胞分别用键合物(终浓度分别为0.8mg/mL、0.27mg/mL、0.089mg/mL、0.030mg/mL、0.0099mg/mL、0.0033mg/mL、0.00037mg/mL、0.00012mg/mL)(光照实验组和非光照实验组)、等浓度的四氯四碘荧光素钠(RB光照组、RB非光照组)、等浓度的线性聚谷氨酸(PGA组)处理3h后，对光照实验组和RB光照组施加光照1h(荧光灯，波长含500～600nm)(非光照实验组、RB非光照组和PGA组保持避光培养)，再避光培养48h，加入含MTT培养基后培养3h，然后用二甲基亚砜(DMSO)溶解细胞中的甲瓒，用酶标仪在562nm波长处测定其光吸收值，计算癌细胞的存活率，结果如图7所示。
由图7可以看出，键合物在光照条件下对乳腺癌细胞Bcap-37具有比四氯四碘荧光素钠高很多的细胞毒性；光照下其半致死浓度IC50为0.001mg/mL，只有四氯四碘荧光素钠的2.5％。
实施例3 血液清除速度测试
以实施例1制备的聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物为例，对小鼠尾静脉注射含相同四氯四碘荧光素钠当量的药物(10mg/kg)，定期眼眶取血，每0.05ml血液用0.95ml乙腈沉淀，离心取上清液，利用药物在有机溶剂中的荧光线性关系(564nm激发，596nm发射)测得血浆中药物浓度，结果如图8所示。可以看出实施例1制备的聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物纳米颗粒的体内循环时间比四氯四碘荧光素钠小分子药物更长。
Claims (8)
1.基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物，其特征在于，结构式如式(Ⅰ)所示：
其中，m+n为10～500之间的整数，四氯四碘荧光素的键合率为5～30％，p为1～10之间的整数。
2.如权利要求1所述抗肿瘤药物的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将四氯四碘荧光素钠与带有胺基的卤代烷烃反应，生成如式(Ⅱ)所示的四氯四碘荧光素衍生物：
其中，p为1～10之间的整数；
(2)对聚谷氨酸进行羧基活化处理后，加入所述四氯四碘荧光素衍生物，反应生成所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，将等摩尔的四氯四碘荧光素钠与带有胺基的卤代烷烃溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在75℃～85℃下油浴反应5～7h。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述羧基活化处理是：先将聚谷氨酸溶于水中，调节pH至5.0～6.5；然后加入两倍于聚谷氨酸羟基摩尔量的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，活化10～15min。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，聚谷氨酸与四氯四碘荧光素衍生物的摩尔比为16：1～6；四氯四碘荧光素衍生物加入后，于室温下反应22～26h。
6.由如权利要求1所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物在水中形成的纳米颗粒。
7.如权利要求6所述的纳米颗粒，其特征在于，粒径大小为100～200nm。
8.如权利要求1所述基于聚谷氨酸与四氯四碘荧光素键合物的抗肿瘤药物在制备抗乳腺癌药物中的应用。
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|---|---|
| CN (1) | CN104491863A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109529063A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-03-29 | 北京大学 | 一种用于超声诊断和声动力治疗的微泡制剂及其制备方法 |
| CN111087376A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-01 | 厦门大学 | 一种钆掺杂孟加拉玫瑰纳米点及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1164533A (zh) * | 1997-01-09 | 1997-11-12 | 云南汉德技术发展有限公司 | 一种水溶性抗癌化合物-聚氨基酸紫杉醇酯 |
| US6423547B1 (en) * | 1998-04-03 | 2002-07-23 | Mallinckrodt Inc. | Non-covalent bioconjugates useful for diagnosis and therapy |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1164533A (zh) * | 1997-01-09 | 1997-11-12 | 云南汉德技术发展有限公司 | 一种水溶性抗癌化合物-聚氨基酸紫杉醇酯 |
| US6423547B1 (en) * | 1998-04-03 | 2002-07-23 | Mallinckrodt Inc. | Non-covalent bioconjugates useful for diagnosis and therapy |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHUN LI, ET AL: "Complete Regression of Well-established Tumors Using a Novel Water-soluble Poly(L-Glutamic Acid)-Paclitaxel Conjugate", 《CANCER RESEARCH》 * |
| PAUL TOOMEY ET AL，: "Intralesional Injection of Rose Bengal Induces a Systemic Tumor-SpecificImmune Response in Murine Models of Melanoma and Breast Cancer", 《POLS ONE》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109529063A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-03-29 | 北京大学 | 一种用于超声诊断和声动力治疗的微泡制剂及其制备方法 |
| CN109529063B (zh) * | 2019-01-18 | 2020-02-18 | 北京大学 | 一种用于超声诊断和声动力治疗的微泡制剂及其制备方法 |
| CN111087376A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-05-01 | 厦门大学 | 一种钆掺杂孟加拉玫瑰纳米点及其制备方法和应用 |
| CN111087376B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-08-03 | 厦门大学 | 一种钆掺杂孟加拉玫瑰纳米点及其制备方法和应用 |
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