CN108524933A - 一种抑制肿瘤多药耐药载体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制肿瘤多药耐药载体及其制备方法,制备方法包括:将PEG和3,3‑二硫代二丙酸反应制备双端羧基化的PEG,然后加入靶向分子,制备靶向分子‑PEG,再加入芘制备靶向分子‑PEG‑芘两亲性聚合物载体。本发明制得的靶向分子‑PEG‑芘两亲性聚合物载体在水中自组装形成聚合物胶束,该胶束可通过芘与药物分子的疏水作用及π‑π共轭作用实现高效的负载,当进入肿瘤细胞后,肿瘤细胞内高的谷胱甘肽浓度促使芘分子脱落,胶束解体,加速药物释放,同时游离的芘分子利用π‑π及疏水双重作用在胞内原位重新自组装形成纳米聚集态,在外界光的刺激下,产生活性氧,实现集光疗和化疗为一体的治疗。
Description
技术领域
本发明属于药物载体技术领域,具体涉及一种抑制肿瘤多药耐药载体及其制备方法。
背景技术
由于肿瘤的复杂性和异质性,常常使得肿瘤治疗出现多药耐药性,导致肿瘤化疗失败。对于克服肿瘤的多药耐药特性,目前主要是通过联合用药或多模式相结合方式进行治疗,其中多模式治疗通过不同的作用机理协同地抑制肿瘤生长,可以在一定程度上克服肿瘤多药耐药性,最常用是将光敏剂和化疗药物组合。其中卟啉、二氢卟吩等是常用的光敏剂,这些光敏剂通常采用化学键合或物理包裹的方式引入到载体中,然而由于化学键合繁琐且效率低,物理负载包封率低、易泄露、体内循环时不稳定等缺点影响了其光动力疗效果,进而使光动力疗和化疗难以实现最佳的协同治疗。因而如何实现最大效率的光动力疗和化疗联合治疗效果,克服肿瘤的多药耐药问题至关重要。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种抑制肿瘤多药耐药载体及其制备方法,可有效解决现有的光敏剂和化疗药物组合不能有效克服肿瘤多药耐药的问题。
为实现上述目的,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备双端羧基化的PEG
将PEG和3,3-二硫代二丙酸按摩尔比为1:2-20混合,于0-50℃反应12-100h,制得双端羧基化的PEG;
(2)制备靶向分子-PEG
将靶向分子和步骤(1)所得的双端羧基化的PEG按摩尔比为1:1-100混合,于0-50℃反应12-100h,制得靶向分子-PEG;
(3)制备靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体
将步骤(2)所得靶向分子-PEG与芘按摩尔比为1:1-100混合,于0-50℃反应12-100h,制得靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体。
进一步地,靶向分子为转铁蛋白、核酸适配体、RGD多肽、生物素或叶酸。
进一步地,还包括将靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体和抗癌药物溶解于有机溶剂中,然后加入到二次蒸馏水中,搅拌1-20h,然后透析8-40h,得到载药胶束;其中,靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体与抗癌药物的质量比为1:0.1-100;靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体与有机溶剂的质量体积比为1-50:1,有机溶剂与二次蒸馏水的体积比为1:1-100。
进一步地,抗癌药物为阿霉素、柔红霉素或阿克拉霉素等蒽环类药物。
进一步地,有机溶剂为四氢呋喃、吡啶、丙酮、乙腈、吡咯烷酮、二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种混合。
进一步地,步骤(1)中PEG和3,3-二硫代二丙酸的摩尔比为1:1.2,反应温度为15℃,反应时间为16h。
进一步地,步骤(2)中靶向分子与步骤(1)所得的双端羧基化的PEG的摩尔比为1.2:1,反应温度为35℃,反应时间为20h。
进一步地,步骤(3)中步骤(2)所得靶向分子-PEG与芘的摩尔比为1:8,反应温度为15℃,反应时间为36h。
本发明提供的抑制肿瘤多药耐药载体及其制备方法,具有以下有益效果:
本发明中芘分子在胞内高谷胱甘肽浓度条件下脱落,原位自组装形成纳米聚集体,然后在UV照射下,产生ROS,从而实现光动力治疗;本发明制得的靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体在水中自组装形成聚合物胶束,该胶束可通过芘与药物分子的疏水作用及π-π共轭作用实现高效的负载,当进入肿瘤细胞后,肿瘤细胞内高的谷胱甘肽浓度促使芘分子脱落,胶束解体,加速药物释放,同时游离的芘分子利用π-π及疏水双重作用在胞内原位重新自组装形成纳米聚集态,在外界光的刺激下,产生活性氧,实现集光疗和化疗为一体的治疗。
附图说明
图1为聚合物胶束在不同GSH浓度条件下培养12h后的透射电镜形貌图;其中,图A中GSH浓度为0mM,图B中GSH浓度为10mM。
图2为不同细胞在不同浓度的空白胶束培养下的细胞活性结果;其中,每个浓度下从左到右分别为3T3细胞、4T1细胞和耐药细胞的细胞活性。
图3为不同细胞在UV光照射不同时间时的细胞活性结果;其中,每个照射时间中从左到右分别为3T3细胞、4T1细胞、HepG2细胞和耐药细胞的细胞活性。
图4为载药胶束及游离药物对耐药细胞的细胞毒性结果。
具体实施方式
实施例1
一种抑制肿瘤多药耐药载体,该载体为靶向分子-聚乙二醇-芘两亲性聚合物,其中,靶向分子以生物素为例,具体分子式如下所示:
其中n=45。
上述抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备双端羧基化的PEG 2000
将PEG 2000与3,3-二硫代二丙酸按摩尔比为1:2混合,于25℃反应24h,制得双端羧基化的PEG 2000;
(2)制备生物素-PEG 2000
将生物素与步骤(1)所得的双端羧基化的PEG 2000按摩尔比为1:1混合,于25℃条件下进行缩合反应,反应时间为24h,制得生物素-PEG 2000;
(3)制备生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体
将步骤(2)所得生物素-PEG 2000与芘按摩尔比为1:2混合,于25℃条件下进行缩合反应,反应时间为24h,制得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体;
(4)制备载药胶束
将步骤(3)所得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体和阿霉素按质量比为1:0.2混合,然后溶解于吡咯烷酮中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌4h,然后透析8h,制得载药胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与吡咯烷酮的质量体积比为10:1(mg:mL),吡咯烷酮与二次蒸馏水的体积比为1:10。
制备空白胶束:将步骤(3)所得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体溶解于吡咯烷酮中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌4h,然后透析8h,制得空白胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与吡咯烷酮的质量体积比为10:1(mg:mL),吡咯烷酮与二次蒸馏水的体积比为1:10。
将所制备的空白胶束分别与正常的成纤维细胞(3T3)、4T1细胞和耐DOX的MCF-7肿瘤细胞共培养,当空白胶束的浓度为200μg/mL时,其对细胞基本没有毒性,细胞存活率均高于82%;当外界UV照射细胞(无空白胶束)时,细胞存活率高于80%;在紫外光照射下,当载药胶束与耐药细胞共培养时,载药胶束组对耐药细胞的抑制优于阿霉素和载药胶束组(无光照下条件下)对耐药细胞的抑制效果。
实施例2
一种抑制肿瘤多药耐药载体,该载体为靶向分子-聚乙二醇-芘两亲性聚合物,其中,靶向分子以生物素为例,具体分子式如下所示:
其中n=23。
上述抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备双端羧基化的PEG 1000
将PEG 1000与3,3-二硫代二丙酸按摩尔比为1:2混合,于40℃反应16h,制得双端羧基化的PEG 1000;
(2)制备生物素-PEG 1000
将生物素与步骤(1)所得的双端羧基化的PEG 1000按摩尔比为1:1混合,于40℃条件下进行缩合反应,反应时间为16h,制得生物素-PEG 1000;
(3)制备生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体
将步骤(2)所得生物素-PEG 1000与芘按摩尔比为1:4混合,于40℃条件下进行缩合反应,反应时间为16h,制得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体;
(4)制备载药胶束
将步骤(3)所得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体和阿霉素按质量比为1:0.3混合,然后溶解于二甲基亚砜中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌6h,然后透析12h,制得载药胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与二甲基亚砜的质量体积比为12:1(mg:mL),二甲基亚砜与二次蒸馏水的体积比为1:15。
制备空白胶束:将步骤(3)所得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体溶解于二甲基亚砜中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌6h,然后透析12h,制得空白胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与二甲基亚砜的质量体积比为12:1(mg:mL),二甲基亚砜与二次蒸馏水的体积比为1:15。
将所制备的空白胶束分别与正常的纤维细胞(3T3)、4T1细胞和耐DOX的MCF-7肿瘤细胞共培养,当空白胶束的浓度为200μg/mL时,其对细胞基本没有毒性,细胞存活率均高于85%;当外界UV照射细胞(无空白胶束)时,细胞存活率高于85%;在紫外光照射下,当载药胶束与耐药细胞共培养时,载药胶束组对耐药细胞的抑制优于阿霉素和载药胶束组(无光照下条件下)对耐药细胞的抑制效果。
实施例3
一种抑制肿瘤多药耐药载体,该载体为靶向分子-聚乙二醇-芘两亲性聚合物,其中,靶向分子以生物素为例,具体分子式如下所示:
其中n=17。
上述抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备双端羧基化的PEG 750
将PEG 750与3,3-二硫代二丙酸按摩尔比为1:4混合,于40℃反应16h,制得双端羧基化的PEG 750;
(2)制备生物素-PEG 750
将生物素与步骤(1)所得的双端羧基化的PEG 750按摩尔比为1:1混合,于35℃条件下进行缩合反应,反应时间为20h,制得生物素-PEG 750;
(3)制备生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体
将步骤(2)所得生物素-PEG 750与芘按摩尔比为1:6混合,于35℃条件下进行缩合反应,反应时间为20h,制得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体;
(4)制备载药胶束
将步骤(3)所得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体和阿霉素按质量比为1:0.25混合,然后溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌5h,然后透析10h,制得载药胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为15:1(mg:mL),二甲基亚砜与二次蒸馏水的体积比为1:20。
制备空白胶束:将步骤(3)所得生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌5h,然后透析10h,制得空白胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为15:1(mg:mL),N,N-二甲基甲酰胺与二次蒸馏水的体积比为1:20。
将所制备的空白胶束分别与正常的纤维细胞(3T3)、4T1细胞和耐DOX的A549肿瘤细胞共培养,当空白胶束的浓度为25μg/mL时,其对细胞基本没有毒性,细胞存活率均高于80%;当外界UV照射细胞(无空白胶束)时,细胞存活率高于90%;在紫外光照射下,当载药胶束与耐药细胞共培养时,载药胶束组对耐药细胞的抑制优于阿霉素和载药胶束组(无光照下条件下)对耐药细胞的抑制效果。
实施例4
一种抑制肿瘤多药耐药载体,该载体为靶向分子-聚乙二醇-芘两亲性聚合物,其中,靶向分子以生物素为例,具体分子式如下所示:
其中n=45。
上述抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备双端羧基化的PEG 2000
将PEG 2000与3,3-二硫代二丙酸按摩尔比为1:3混合,于15℃反应16h,制得双端羧基化的PEG 2000;
(2)制备生物素-PEG 2000
将生物素与步骤(1)所得的双端羧基化的PEG 2000按摩尔比为1:3混合,于35℃条件下进行缩合反应,反应时间为20h,制得生物素-PEG 2000;
(3)制备生物素-PEG2000-芘两亲性聚合物载体
将步骤(2)所得生物素-PEG 2000与芘按摩尔比为1:8混合,于15℃条件下进行缩合反应,反应时间为36h,制得生物素-PEG2000-芘两亲性聚合物载体;
(4)制备载药胶束
将步骤(3)所得生物素-PEG2000-芘两亲性聚合物载体和阿霉素按质量比为1:0.3混合,然后溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌5h,然后透析10h,制得载药胶束;其中,生物素-PEG2000-芘两亲性聚合物载体与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为10:1(mg:mL),二甲基亚砜与二次蒸馏水的体积比为1:10。
制备空白胶束:将步骤(3)所得生物素-PEG2000-芘两亲性聚合物载体溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,再加入到二次蒸馏水中,搅拌5h,然后透析10h,制得空白胶束;其中,生物素-PEG-芘两亲性聚合物载体与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为10:1(mg:mL),N,N-二甲基甲酰胺与二次蒸馏水的体积比为1:10。
将所制备的空白胶束分别与正常的纤维细胞(3T3)、4T1细胞和耐DOX的MCF-7肿瘤细胞共培养,当空白胶束的浓度为200μg/mL时,其对细胞基本没有毒性,细胞存活率均高于80%(如图2所示);当外界UV照射细胞(无空白胶束)时,细胞存活率高于90%(如图3所示);当将聚合物胶束在不同GSH浓度条件下培养12h后,可知载药胶束中的芘分子在胞内高谷胱甘肽浓度条件下脱落,抗癌药物快速释放,游离的芘分子利用π-π及疏水双重作用在胞内原位自组装形成纳米聚集体(如图1所示);在紫外光照射下,当载药胶束与耐药细胞共培养时,载药胶束组对耐药细胞的抑制优于阿霉素和载药胶束组(无光照下条件下)对耐药细胞的抑制效果,说明本发明制得的药物载体可有效的结合光动力疗和化疗联合治疗的效果,为抑制肿瘤多药耐药提供了一种新思路。
Claims (9)
1.一种抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备双端羧基化的PEG
将PEG和3,3-二硫代二丙酸按摩尔比为1:2-20混合,于0-50℃反应12-100h,制得双端羧基化的PEG;
(2)制备靶向分子-PEG
将靶向分子和步骤(1)所得的双端羧基化的PEG按摩尔比为1:1-100混合,于0-50℃反应12-100h,制得靶向分子-PEG;
(3)制备靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体
将步骤(2)所得靶向分子-PEG与芘按摩尔比为1:1-100混合,于0-50℃反应12-100h,制得靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体。
2.根据权利要求1所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,靶向分子为转铁蛋白、核酸适配体、RGD多肽、生物素或叶酸。
3.根据权利要求1或2所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,还包括将靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体和抗癌药物溶解于有机溶剂中,然后加入到二次蒸馏水中,搅拌1-20h,然后透析8-40h,得到载药胶束;其中,靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体与抗癌药物的质量比为1:0.1-100;靶向分子-PEG-芘两亲性聚合物载体与有机溶剂的质量体积比为1-50:1,有机溶剂与二次蒸馏水的体积比为1:1-100。
4.根据权利要求3所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,抗癌药物为阿霉素、柔红霉素或蒽环类药物。
5.根据权利要求3所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,有机溶剂为四氢呋喃、吡啶、丙酮、乙腈、吡咯烷酮、二甲基亚砜和N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种混合。
6.根据权利要求3所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,步骤(1)中PEG和3,3-二硫代二丙酸的摩尔比为1:3,反应温度为15℃,反应时间为16h。
7.根据权利要求3所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,步骤(2)中靶向分子与步骤(1)所得的双端羧基化的PEG的摩尔比为1:3,反应温度为35℃,反应时间为20h。
8.根据权利要求3所述的抑制肿瘤多药耐药载体的制备方法,其特征在于,步骤(3)中步骤(2)所得靶向分子-PEG与芘的摩尔比为1:8,反应温度为15℃,反应时间为36h。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法制备得到的抑制肿瘤多药耐药载体。
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