CN107496416A - 一种用于治疗帕金森病的egcg香料药及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于治疗帕金森病的EGCG香料药及其制备方法。该制备方法包括:(1)将聚合物材料和第一级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体a;(2)将聚合物材料和第二级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体b;(3)将聚合物材料和过氧化氢响应化学键分子溶解在有机溶剂中,透析,再投入EGCG,冷冻,真空干燥,得固体c;(4)将固体a、b、c溶解在有机溶剂中,超声得到混合溶液,再将超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液投入到所述混合溶液中,超声后得到所述EGCG香料药。本发明的EGCG香料药解决了生物利用度低和体内留存时间短的问题,且显示对帕金森病有明显治疗效果。
Description
技术领域
本发明属于医药领域,特别涉及一种用于治疗帕金森病的EGCG香料药及其制备方法。
背景技术
帕金森病是一种常见的以静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势反射障碍为临床特征的神经变性病。该病是由于脑内黑质多巴胺能神经元变性和死亡导致多巴胺能神经递质缺乏,从而引起静止性震颤,肌强直及神经精神症状、自主神经功能紊乱等运动和非运动症状。相关资料显示,全球发病人数已经接近400余万人,其中中国患病人口高达200余万。帕金森病严重地影响着患者的生活,5-9年致残率高达60%,甚至会导致患者死亡。这一类神经退行性疾病受到广泛关注,其合理的药物体系方法的提出迫在眉睫。
EGCG(epigallocatechin-3-gallate)为表没食子儿茶素没食子酸酯,是从绿茶中提取、分离得到的一种天然香料,是绿茶的一种主要多酚成分,具有良好的安全性和广泛的生理活性作用,可做药用。研究发现EGCG香料药能与一种人体AMPK蛋白激酶相互作用,从而保护脑细胞,有助缓解帕金森病的征状。
可是,EGCG香料药是多酚的化学结构,具有强有力的抗氧化剂机能。因此,其本身对于空气,特别是,对于氧气和热、光线等外部环境会产生敏感的反应,很容易因氧化而分解。EGCG香料药的氧化反应大体上具有邻接的酚基因自由基等氧化剂分解且转换成酮基而切断酚基环结构的机制。绝大多数体外研究发现,EGCG香料药在相对较高的浓度条件下才能作用于相关分子靶点及影响与疾病相关的细胞进程。在体外研究中EGCG香料药的浓度相当高,比EGCG香料药经口服进入人体后在血液中的浓度高出1-2个数量级;其次EGCG香料药容易自身氧化,如EGCG在37℃下一天损失可达10%。因此,如何提高EGCG香料药的稳定性和生物利用度已显得迫在眉睫,这是将EGCG开发为治疗帕金森病制品过程中亟待解决的关键问题之一。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种用于治疗帕金森病的EGCG香料药及其制备方法,以期解决上述现有技术中存在的至少部分技术问题。
为实现上述目的,本发明一方面提供一种用于治疗帕金森病的EGCG香料药的制备方法,包括如下步骤:
(1)将聚合物材料和第一级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体a;
(2)将聚合物材料和第二级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体b;
(3)将聚合物材料和过氧化氢响应化学键分子溶解在有机溶剂中,透析,再投入EGCG,冷冻,真空干燥,得到固体c;
(4)将固体a、b、c溶解在有机溶剂中,超声得到混合溶液,再将超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液投入到所述混合溶液中,超声后通过旋膜法得到所述EGCG香料药;
其中,步骤(1)中所述第一级靶向分子包括细胞穿膜肽或其衍生物、细胞渗透肽或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合;
步骤(2)中所述第二级靶向分子包括短肽或其衍生物、马吲哚或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
优选地,步骤(1)中,所述聚合物材料包括DSPE-PEG5000或其衍生物、DSPE-PEG2000或其衍生物、DSPE-PEG-MAL或其衍生物、DSPE-PEG-NHS或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
优选地,步骤(3)中,所述过氧化氢响应化学键分子包括聚丙烯硫化物或其衍生物、聚硫醚酮或其衍生物、含硒嵌段共聚物或其衍生物、芳基硼酸酯或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
优选地,步骤(1)中,所述的聚合物材料与所述的第一级靶向分子的摩尔质量比为1:1~1:10;步骤(2)中,所述的聚合物材料与所述的第二级靶向分子的摩尔质量比为1:1~1:10。
优选地,步骤(3)中,所述的聚合物材料与所述的过氧化氢响应化学键分子的摩尔质量比为1:1~1:10。
优选地,步骤(3)中,所述EGCG的投加量与所述聚合物材料和氧化氢响应化学键分子用量之和的摩尔质量比为1:1~10:1。
优选地,步骤(4)中,所述超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的粒径为1~100nm;所述的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液可以是通过本领域常规的制备方法制备得到,更优选通过高温热分解法制备得到。
优选地,步骤(4)中,所述固体a、b、c的摩尔质量比为1:1:1~1:1:10。
优选地,步骤(4)中,所述混合溶液与所述超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液的质量比为1:1~1:10。
本发明的另一方面还提供由前述制备方法制备得到的用于治疗帕金森病的EGCG香料药。
与现有技术相比,本发明具有下述优势:本发明的EGCG香料药解决了生物利用度低和体内留存时间较短的问题,并且显示对帕金森病有明显治疗效果,因此具有十分理想的应用前景。
附图说明
图1显示本发明实施例1制备的EGCG香料药体系的透射电镜图。
图2A和图2B是本发明实施例1制备的EGCG香料药体系细胞水平靶向效果图;其中,图2A显示第一级靶向效果,图2B显示第二级靶向效果。
图3显示本发明实施例1制备的EGCG香料药体系响应释放效果。
图4显示本发明实施例1制备的EGCG香料药体系细胞水平治疗效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供的用于治疗帕金森病的EGCG香料药的制备方法,包括如下步骤:
(1)将聚合物材料和第一级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体a;
(2)将聚合物材料和第二级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体b;
(3)将聚合物材料和过氧化氢响应化学键分子溶解在有机溶剂中,透析,再投入EGCG,冷冻,真空干燥,得到固体c;
(4)将固体a、b、c溶解在有机溶剂中,超声得到混合溶液,再将超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液投入到所述混合溶液中,超声后通过旋膜法得到所述EGCG香料药;
其中,步骤(1)中所述第一级靶向分子包括细胞穿膜肽或其衍生物、细胞渗透肽或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合;
步骤(2)中所述第二级靶向分子包括短肽或其衍生物、马吲哚或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
制得的EGCG香料药包含位于核心的具有分子成像优势的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子,包覆在超顺磁性四氧化三铁纳米粒子表面的聚合物材料,与聚合物材料连接的双级靶向分子,以及与聚合物材料通过响应释放化学键合的香料药EGCG。
本申请的发明人在研究中发现,血脑屏障(Blood Brain Barrier,BBB),是脑部血管与脑实质之间的屏障,能阻止绝大多数物质入脑,第一级靶向分子如细胞穿膜肽能选择性亲和血脑屏障,促进香料药体系透过血脑屏障,提高EGCG药物生物利用度,增加香料药物体内留存时间,降低其有益效果所需的剂量。
入脑后第二级靶向分子如马吲哚能够亲和病变组织,赋予该体系对病灶组织继续寻靶的能力,使更多香料药物EGCG进一步浓集于脑病变部位,从而增加香料药物EGCG浓度,持续提高香料药EGCG生物利用度,增加体内留存时间,降低其有益效果所需的剂量。
香料药EGCG具有多元醇结构,能够与苯硼酸形成酯键,实现过氧化氢响应。帕金森病病变部位相对于正常组织部位过氧化氢浓度升高,香料药EGCG体系可以在过氧化氢下实现EGCG药物响应释放,达到缓释效果,降低药物用量,使香料药EGCG治疗帕金森病病的效率大大提高。
另外,超顺磁性四氧化三铁纳米粒子具有分子成像优势,可以追踪EGCG香料药体系,考察EGCG香料药在帕金森病病变部位的成像效果。
在本发明中,所述的有机溶剂可以是本领域常规,如步骤(1)、(2)和(3)中所述有机溶剂可以选用二甲基甲酰胺,步骤(4)中所述的有机溶剂可以选用三氯甲烷。
下面列举几个具体的实施例,以便对本发明的实施和技术效果作更进一步的说明。
下述实施例中,所用实验材料均可以从常规市售途径获得,或者通过本领域常规的生产厂家生产制备得到。
下述实施例中,所述的短肽是本领域常规所指,即指由3-9个的氨基酸残基组成的短链肽,也叫低聚肽。
下述实施例中,有关搅拌、透析、冷冻和真空干燥的操作均为本领域常规的实验方法。
实施例1
在本实施例中,通过以下方法制备EGCG香料药体系,具体包括以下步骤:
(1)将DSPE-PEG与细胞穿膜肽按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。液氮冷冻,冷冻和真空干燥,得到固体a;
(2)将DSPE-PEG-NHS与短肽按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。液氮冷冻,冷冻和真空干燥,得到固体b;
(3)将DSPE-PEG-MAL和苯硼酸按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。投入2倍DSPE-PEG-MAL和苯硼酸摩尔质量之和的香料药EGCG,室温摇床48h,液氮冷冻,真空干燥24h,得到固体c;
(4)将乙酰丙酮铁(700.0mg),4-苯基苯甲酸(400.0mg)及油酸(1200.0mg)溶解于苄醚中。将混合液置于100ml两口圆底烧瓶中,加热到120℃,通氮气0.5h,之后在氮气保护下以20℃/min升温至290℃并剧烈搅拌回流反应0.5h。反应结束后静置至反应液为室温,之后加入100ml甲醇沉淀产物,并通过磁分离方式得到最终产物。将获得的SPIONs纯化产物保存在三氯甲烷中,得到超顺磁性氧化三铁纳米粒子溶液d;
(5)将固体a、b、c按照摩尔质量比为70%、15%、15%的比例用三氯甲烷溶解,超声2min。再将溶液d与a、b、c混合液按照质量比1:2混合,并再超声2min。再加入10ml左右的三氯甲烷,最终得到的EGCG香料药体系。
利用透射电镜对实施例1制备得到的EGCG香料药体系进行表征,结果如图1所示,所得产物粒径为40-80nm,为合成的EGCG香料药体系粒径尺寸。
对实施例1制备得到的EGCG香料药体系在细胞水平验证双级靶向的效果。透过体外血脑屏障(BBB)模型实验:为了构建体外BBB模型,设计了一个非接触共培养模型。模拟血脑屏障的小鼠脑微血管内皮细胞(bEND.3)以2×105个/室,培养于细胞小室上层(孔径:0.4μm)。将EGCG香料药体系以及PBS分别加入到细胞小室上层共培养,在0.5,1,2,4,6,8及12h后,流式细胞仪检测。人神经母细胞瘤细胞(SHSY5Y)内吞实验:将SHSY5Y细胞分别与EGCG香料药体系与PBS组共培养4,8h后,用PBS洗三次,用LysoTracker、Cy5在37℃下染色1h。水洗三次,用4%多聚甲醛室温避光固定15min,再用PBS洗三次,加入DAPI溶液室温避光染色20min,PBS洗三次,进行激光共聚焦检测。结果如图2A和图2B所示,在细胞水平证实了双级靶向的高效性:细胞穿膜肽介导的bEND.3摄取12h时提高了50%以上,短肽介导的SHSY5Y细胞的内吞水平提高60%以上。说明实施例1制备得到的EGCG香料药体系提高了EGCG香料药物在病患部位的聚集,为EGCG香料最大化的发挥药效达到治疗效果奠定了基础。
利用高效液相(HPLC)测定实施例1制备得到的EGCG香料药体系的EGCG释放效果。分别在4种条件下进行,过氧化氢0mM,过氧化氢0.5mM,过氧化氢1mM和过氧化氢3mM。取1.5ml EGCG香料药体系溶液放在分子量为3500的透析袋中。将其置于1000ml的瓶中,在瓶中加入800ml PBS。将小瓶置于恒温摇床中,调节温度至37℃,调节转速为150rpm,并在预设的时间(0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12h)从小瓶中取1ml样品。取完样品后补加1ml相应的缓冲液。根据标准曲线计算EGCG浓度,并绘制释放曲线。结果如图3所示,在无过氧化氢的溶液中EGCG药物基本不会释放,随着过氧化氢浓度升高,EGCG的释放速度加快,释放量提高,12h后释放量分别达到75%、43%、15%。释放结果说明实施例1制备得到的EGCG香料药体系具有过氧化氢响应性和药物控释能力,提高了EGCG香料药物在病患部位的效果,为EGCG香料最大化的发挥药效达到治疗效果奠定了基础。
通过实验室已有过表达EGFP-a-syn的细胞模型和帕金森病变过表达EGFP-a-syn的细胞模型验证实施例1制备得到的EGCG香料药体系细胞水平的治疗效果。将过表达EGFP-a-syn细胞模型和帕金森病变过表达EGFP-a-syn细胞模型铺于激光共聚焦细胞培养皿中,每孔加入1mL培养基,37℃培养24h使细胞贴壁。然后,向帕金森病变过表达EGFP-a-syn细胞模型孔中分别加入EGCG香料药体系与PBS继续培养24h。水洗三次,用4%多聚甲醛室温避光固定15min,再用PBS洗三次,加入DAPI溶液室温避光染色20min,PBS洗三次,进行激光共聚焦检测。结果如图4所示,与帕金森病变模型组相比,实施例1制备得到的EGCG香料药体系加入后a-syn形态接近对照组水平,说明EGCG香料药体系抑制a-syn聚集,对帕金森病具有明显的治疗效果。
实施例2
在本实施例中,通过以下方法制备EGCG香料药体系,具体包括以下步骤:
(1)将DSPE-PEG与细胞渗透肽按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。液氮冷冻,冷冻和真空干燥,得到固体a;
(2)将DSPE-PEG-NHS与短肽按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。液氮冷冻,冷冻和真空干燥,得到固体b;
(3)将DSPE-PEG和含硒嵌段共聚物按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。投入3倍香料药EGCG,室温摇床48h,液氮冷冻,真空干燥24h,得到固体c;
(4)将乙酰丙酮铁(700.0mg),4-苯基苯甲酸(400.0mg)及油酸(1200.0mg)溶解于苄醚中。将混合液置于100ml两口圆底烧瓶中,加热到120℃,通氮气0.5h,之后在氮气保护下以20℃/min升温至290℃并剧烈搅拌回流反应0.5h。反应结束后静置至反应液为室温,之后加入100ml甲醇沉淀产物,并通过磁分离方式得到最终产物。将获得的SPIONs纯化产物保存在三氯甲烷中,得到超顺磁性氧化三铁纳米粒子溶液d;
(5)将固体a、b、c按照摩尔质量比为70%、15%、15%的比例用三氯甲烷溶解,超声2min。再将溶液d与a、b、c混合液按照质量比1:3混合,并再超声2min。再加入10ml左右的三氯甲烷,旋膜法制备得到纳米颗粒。
经电镜表征粒径为50-100nm,通过实验室已有过表达EGFP-a-syn细胞模型和帕金森病变过表达EGFP-a-syn细胞模型验证实施例2制备得到的EGCG香料药体系抑制a-syn聚集,对帕金森病具有明显的治疗效果。
实施例3
在本实施例中,通过以下方法制备EGCG香料药体系,具体包括以下步骤:
(1)将DSPE-PEG-MAl与细胞穿膜肽按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。液氮冷冻,冷冻和真空干燥,得到固体a;
(2)将DSPE-PEG-NHS与短肽按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。液氮冷冻,冷冻和真空干燥,得到固体b;
(3)将DSPE-PEG-MAL和苯硼酸按照摩尔质量比1:1溶解于二甲基甲酰胺溶液中,常温搅拌48h,乙醇透析3~5h,期间换液3~5次,再用去离子水过夜透析12h。投入3倍香料药EGCG,室温摇床48h,液氮冷冻,真空干燥24h,得到固体c;
(4)将乙酰丙酮铁(700.0mg),4-苯基苯甲酸(400.0mg)及油酸(1200.0mg)溶解于苄醚中。将混合液置于100ml两口圆底烧瓶中,加热到120℃,通氮气0.5h,之后在氮气保护下以20℃/min升温值290℃并剧烈搅拌回流反应0.5h。反应结束后静置至反应液为室温,之后加入100ml甲醇沉淀产物,并通过磁分离方式得到最终产物。将获得的SPIONs纯化产物保存在三氯甲烷中,得到超顺磁性氧化三铁纳米粒子溶液d;
(5)将固体a、b、c按照摩尔质量比为70%、15%、15%的比例用三氯甲烷溶解,超声2min。再将溶液d与a、b、c混合液按照质量比1:4混合,并再超声2min。再加入10ml左右的三氯甲烷,最终得到的EGCG香料药体系。
经电镜表征粒径为40-90nm,通过实验室已有过表达EGFP-a-syn细胞模型和帕金森病变过表达EGFP-a-syn细胞模型验证实施例2制备得到的EGCG香料药体系抑制a-syn聚集,对帕金森病具有明显的治疗效果。
上述实施例的结果表明,本发明制备得到的EGCG香料药针对帕金森病具有明显的治疗效果,且相比现有技术大大提高了生物利用度和体内存留时间,具有极好的应用前景。
此外,在本发明的上述实施例中,所述的有机溶剂还可以是本领域其他性质类似的有机溶剂,其也能实现基本相当的效果,并不以此为限。
又,步骤(2)中所述第二级靶向分子还可以使用短肽的衍生物、马吲哚或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合,也能实现基本相当的效果,并不以此为限。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于治疗帕金森病的EGCG香料药的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将聚合物材料和第一级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体a;
(2)将聚合物材料和第二级靶向分子溶解在有机溶剂中,透析,冷冻,真空干燥,得到固体b;
(3)将聚合物材料和过氧化氢响应化学键分子溶解在有机溶剂中,透析,再投入EGCG,冷冻,真空干燥,得到固体c;
(4)将固体a、b、c溶解在有机溶剂中,超声得到混合溶液,再将超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液投入到所述混合溶液中,超声后得到所述EGCG香料药;
其中,步骤(1)中所述第一级靶向分子包括细胞穿膜肽或其衍生物、细胞渗透肽或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合;
步骤(2)中所述第二级靶向分子包括短肽或其衍生物、马吲哚或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述聚合物材料包括DSPE-PEG5000或其衍生物、DSPE-PEG2000或其衍生物、DSPE-PEG-MAL或其衍生物、DSPE-PEG-NHS或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述过氧化氢响应化学键分子包括聚丙烯硫化物或其衍生物、聚硫醚酮或其衍生物、含硒嵌段共聚物或其衍生物、芳基硼酸酯或其衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的聚合物材料与所述的第一级靶向分子的摩尔质量比为1:1~1:10;
步骤(2)中,所述的聚合物材料与所述的第二级靶向分子的摩尔质量比为1:1~1:10。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述的聚合物材料与所述的过氧化氢响应化学键分子的摩尔质量比为1:1~1:10。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述EGCG的投加量与所述聚合物材料和氧化氢响应化学键分子用量之和的摩尔质量比为1:1~10:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述超顺磁性四氧化三铁纳米粒子的粒径为1~100nm;所述的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液优选通过高温热分解法制备得到。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述固体a、b、c的摩尔质量比为1:1:1~1:1:10。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述混合溶液与所述超顺磁性四氧化三铁纳米粒子溶液的质量比为1:1~1:10。
10.由权利要求1~9任一项所述的制备方法制备得到的用于治疗帕金森病的EGCG香料药。
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