CN108997575A - 聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用 - Google Patents

聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108997575A
CN108997575A CN201810792522.8A CN201810792522A CN108997575A CN 108997575 A CN108997575 A CN 108997575A CN 201810792522 A CN201810792522 A CN 201810792522A CN 108997575 A CN108997575 A CN 108997575A
Authority
CN
China
Prior art keywords
micella
polypeptide
poly
lipoic acid
polyethylene glycol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810792522.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108997575B (zh
Inventor
邓超
薛松
顾晓雷
钟志远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN201810792522.8A priority Critical patent/CN108997575B/zh
Publication of CN108997575A publication Critical patent/CN108997575A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108997575B publication Critical patent/CN108997575B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/46—Post-polymerisation treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/70—Carbohydrates; Sugars; Derivatives thereof
    • A61K31/7028—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages
    • A61K31/7034—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin
    • A61K31/704—Compounds having saccharide radicals attached to non-saccharide compounds by glycosidic linkages attached to a carbocyclic compound, e.g. phloridzin attached to a condensed carbocyclic ring system, e.g. sennosides, thiocolchicosides, escin, daunorubicin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/42—Proteins; Polypeptides; Degradation products thereof; Derivatives thereof, e.g. albumin, gelatin or zein
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/107—Emulsions ; Emulsion preconcentrates; Micelles
    • A61K9/1075—Microemulsions or submicron emulsions; Preconcentrates or solids thereof; Micelles, e.g. made of phospholipids or block copolymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/40—Polyamides containing oxygen in the form of ether groups

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚乙二醇‑b‑聚酪氨酸‑硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用。首先，通过NCA开环聚合和酯化反应制备得到PEG‑PTyr‑LA聚多肽共聚物，该方法简便可控，且制得的聚合物具有良好的生物相容性和生物降解性。然后，用该聚合物经自组装得到粒径小、稳定性好、具有还原响应性和高载药量的胶束。该胶束药物能在体内长循环，较好地穿透肿瘤组织，大大提高药物在肿瘤处的富集，进而较好地抑制MDA‑MB‑231乳腺癌移植瘤的生长。

Description

聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备 方法与应用
技术领域
本发明涉及一种生物相容性、生物可降解的聚酪氨酸材料及其应用，具体涉及一种硫辛酸接枝的聚乙二醇-聚酪氨酸二嵌段聚多肽材料的合成及由其制备的一种小尺寸可逆交联的聚多肽胶束在憎水性化疗药物高效包载和靶向递送中的应用。
背景技术
聚多肽具有优异的生物相容性、良好的可降解性、易于修饰等特点，被越来越多地用于构建药物递送系统。目前已经有多种聚多肽纳米药物进入临床试验阶段，结果表明聚多肽纳米药物可以有效地提高治疗效果，并能减小毒副作；然而，现有聚多肽纳米胶束仍存在着一些缺点，如注射到体内后药物易早释、肿瘤靶向效果差、药物到达肿瘤组织后释放缓慢等。因此，需要研发新的方法以构建高载药效率、小粒径、交联稳定和靶向释放的纳米药物，可望大大提高现有纳米药物对肿瘤的治疗功效。
发明内容
本发明设计合成了硫辛酸接枝的聚多肽共聚物及由其制备得到的小粒径、可逆交联和肿瘤靶向的聚多肽胶束用于憎水性抗肿瘤药物的高效包载和靶向递送。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物（PEG-b-PTyr-LA）：
其中，m为65～230，n为5～25，x为3～15。
优选的，m为95～150，n为 10～18，x为 4～9；比如m为114，n为 12，x为8。
本发明公开了上述聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物（PEG-b-PTyr-LA）的制备方法，包括如下步骤：
（1）在氮气条件下，以单端为氨基的聚乙二醇（PEG-NH2）为大分子引发剂，通过开环聚合L-酪氨酸N-羧基内酸酐（Tyr-NCA）得到二嵌段共聚物（PEG-b-PTyr）；
（2）以二嵌段共聚物、硫辛酸、二环己基碳二亚胺为原料，反应得到PEG-b-PTyr-LA。
上述技术方案中，步骤（1）中，单端为氨基的聚乙二醇、L-酪氨酸N-羧基内酸酐的质量比为1∶0.5～0.7，开环聚合的温度为35～45℃，时间为65～75小时。
上述技术方案中，步骤（2）中，硫辛酸、二环己基碳二亚胺先在溶剂中第一次反应，然后过滤，再将滤液滴入含有二嵌段共聚物、4-二甲氨基吡啶的溶液中，第二次反应得到聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物（PEG-b-PTyr-LA）。
优选的，硫辛酸、二环己基碳二亚胺、二嵌段共聚物、4-二甲氨基吡啶的质量比为（0.3～0.4）∶（0.15～0.2）∶1∶（0.02～0.025）；第一次反应的温度为28～32℃，时间为20～25小时；第二次反应为室温反应20～25小时。
上述聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物（PEG-b-PTyr-LA）的制备方案的具体反应步骤可举例如下：
将Tyr-NCA（231.0 mg，1115.7 μmol）溶解于2 mL DMF中，在氮气环境下，慢慢滴加至溶有PEG-NH2（400.0 mg，80.0 μmol）的DMF（4 mL）溶液中，置于40 ℃ 油浴中反应；72小时后，用过量的冰乙醚沉淀，离心后用氯仿溶解，之后重复沉淀两次。收集沉淀置于真空干燥箱中干燥24 h得到白色粉末状聚合物PEG-b-PTyr；
硫辛酸（LA，108.5 mg，526.7μmol）于氮气环境下溶解于3 mL DCM中，加入二环己基碳二亚胺（DCC，51.9 mg，251.9μmol）于30 ℃油浴中避光反应。24小时后过滤掉不溶物二环己基脲（DCU），得到LAA的DCM溶液。将其滴加至溶有的PEG-b-PTyr（320 mg，45.7μmol）和DMAP（6.5 mg，53.3μmol）的DMF溶液中避光反应。24小时后用过量的冰乙醚沉淀，离心沉淀后并用三氯甲烷溶解，如此重复沉淀两次。最后，将所得的淡黄色聚合物于真空干燥箱中干燥12h，得到PEG-b-PTyr-LA。
上述制备方案可表示如下：
本发明还公开了一种式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物；
其中，R为靶向分子；m为65～230，n为5～25；优选m为95～150，n为 10～18；进一步优选，m为114，n为12。
本发明的聚多肽共聚物还可以在PEG的末端引入各种靶向分子R，包括短肽（cRGD、cNGQ、细胞穿膜肽等），小分子靶向分子（叶酸、生物素等），抗体及其片段，多糖和单糖等。
本发明还公开了一种聚多肽胶束，所述聚多肽胶束由式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物制备或者所述聚多肽胶束由式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物制备或者所述聚多肽胶束由式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与靶向分子制备。
本发明还公开了聚多肽胶束的制备方法，为以下制备方法中的一种：
（1）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物溶液滴加到缓冲溶液中，滴加完毕后搅拌溶液透析得到非交联聚多肽胶束；
在DTT存在下，非交联聚多肽胶束交联得到交联聚多肽胶束；
（2）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物的溶液滴加到缓冲溶液中，滴加完毕后搅拌溶液透析得到非交联聚多肽胶束；
在DTT存在下，非交联聚多肽胶束交联得到交联聚多肽胶束；
（3）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物溶液滴加到缓冲溶液中，滴加完毕后搅拌溶液透析得到非交联聚多肽胶束；
在DTT存在下，非交联聚多肽胶束交联得到交联聚多肽胶束；
在交联聚多肽胶束表面修饰靶向分子，得到靶向交联聚多肽胶束。
本发明公开的聚多肽胶束为一种小尺寸可逆交联的聚多肽胶束，由上述不含靶向分子的聚多肽或不含靶向分子的聚多肽/含靶向分子的聚多肽制备得到；或者在上述不含靶向分子聚多肽制备得到的聚多肽胶束表面修饰偶联上靶向分子，制备得到靶向聚多肽胶束。
本发明还公开了一种纳米药物及其制备方法，所述纳米药物的制备方法为以下制备方法中的一种：
（1）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与药物的溶液滴加到缓冲溶液中，然后经过透析、交联得到纳米药物；
（2）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物以及药物的溶液滴加到缓冲溶液中，然后经过透析、交联得到纳米药物；
（3）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与药物的溶液滴加到缓冲溶液中，然后经过透析、交联、修饰靶向分子，得到纳米药物。
本发明中，药物为憎水性抗肿瘤药物；纳米药物中，小尺寸可逆交联的聚多肽胶束可通过憎水作用和π-π堆积作用，实现对憎水小分子药物的高效包载和肿瘤靶向递送。
本发明制备方法中，式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物的摩尔比为8: 2；共聚物溶液的溶剂为DMF；缓冲溶液为pH 7.4的HEPES缓冲溶液；搅拌速度为400 rpm；透析为在截留分子量为3.5 K的透析袋中以pH 7.4的HEPES缓冲溶液为介质透析8 h，每2 h换一次透析介质；交联在37℃ 100 rpm的摇床中交联12 h。
上述技术方案中，所述式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
（1）在氮气条件下，以单端为氨基的聚乙二醇为大分子引发剂，通过开环聚合L-酪氨酸N-羧基内酸酐得到二嵌段共聚物；
（2）以二嵌段共聚物、硫辛酸、二环己基碳二亚胺为原料，反应得到具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物；
所述式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：
（1）在氮气条件下，以一端为氨基、一端为乙烯基的聚乙二醇为大分子引发剂，通过开环聚合L-酪氨酸N-羧基内酸酐得到二嵌段共聚物；
（2）以二嵌段共聚物、靶向分子为原料，在光引发剂存在下，光照反应得到式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物。
本发明进一步公开了式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物和/或式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物在制备抗肿瘤药物载体或者抗肿瘤药物中的应用；所述纳米药物在制备抗肿瘤药物中的应用。
由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明设计制备的PEG-b-PTyr-LA共聚物具有良好的生物相容性和生物降解性，且制备简单、重复可控；设计构建的聚多肽胶束具有粒径小（< 50 nm）、交联稳定和还原响应性的特性；同时，还可通过憎水作用和π-π堆积作用，实现对抗肿瘤小分子药物的高效包载；另外，可方便在胶束表面引入靶向分子（多肽、小分子、抗体及其片段、单糖或多糖等），从而实现该纳米药物的肿瘤靶向递送；同时制备方法简单，所用原料来源广泛且便宜，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例一中PEG-PTyr-LA的核磁氢谱图；
图2是实施例二中cRGD-PEG-PTyr的核磁氢谱图；
图3是实施例三和实施例四中cRGD修饰的聚合物胶束的粒径分布及透射电子显微镜图（A）；粒径及粒径分布随载药量的变化（B）；还原响应性（C）；体外释放行为（D）；
图4是实施例五中cRGD-rPTM空胶束对MDA-MB-231细胞的细胞毒性（A）； 载药胶束（rPTM-Dox 和cRGD-rPTM-Dox）对MDA-MB-231细胞的毒性（B）；细胞流式分析用Lipo-Dox、rPTM-Dox和cRGD-rPTM-Dox处理后的 MDA-MB-231细胞（C）；
图5是实施例六中cRGD-rPTM-Dox、rPTM-Dox和cRGD-PTM-Dox的药代动力学结果图（A）；cRGD-rPTM-Dox、rPTM-Dox的生物分布（B）；
图6是实施例七中纳米胶束药物（Lipo-Dox、rPTM-Dox和cRGD-rPTM-Dox）对MDA-MB-231乳腺癌移植瘤的体内抗肿瘤效果：（A）肿瘤体积生长曲线，（B）为小鼠抑瘤率及肿瘤质量的结果，（C）为体重变化。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一 PEG-PTyr-LA聚多肽共聚物的合成
首先，PEG-b-PTyr是以PEG-NH2作为大分子引发剂开环聚合Tyr-NCA单体得到的。具体如下，将Tyr-NCA（231.0 mg，1115.7μmol）溶解于2 mL DMF中，在氮气环境下，慢慢滴加至溶有PEG-NH2（5 KDa ，400.0 mg，80.0μmol）的DMF（4 mL）溶液中，置于40 ℃ 油浴中反应。72小时后，用过量的冰乙醚沉淀，离心后用氯仿溶解，之后重复沉淀两次。收集沉淀置于真空干燥箱中干燥24 h得到白色粉末状聚合物PEG-b-PTyr（M n：7.0 kg/mol）。
PEG-b-PTyr-LA是在DMAP催化下通过PEG-b-PTyr侧链上酚羟基经酯化反应得到的。具体操作如下：硫辛酸（LA，108.5 mg，526.7μmol）于氮气环境下溶解于3 mL DCM中，加入二环己基碳二亚胺（DCC，51.9 mg，251.9μmol）于30 ℃油浴中避光反应。24小时后过滤掉不溶物二环己基脲（DCU），得到LAA的DCM溶液，将其滴加至溶有的PEG-b-PTyr（320 mg，45.7μmol）和DMAP（6.5 mg，53.3μmol）的DMF溶液中避光反应。24小时后用过量的冰乙醚沉淀，离心沉淀后并用三氯甲烷溶解，如此重复沉淀两次。最后，将所得的淡黄色聚合物于真空干燥箱中干燥12 h，得到PEG-b-PTyr-LA，产率：80.7%。
PEG-b-PTyr-LA核磁表征见附图1， 1H NMR （400 MHZ, DMSO-d 6） 9.07 (1 H, -C6H4-OH), 7.95 (1 H, -HNCH(CH2)CO-), 7.17, 6.96, 6.59 (4 H, -C6H4-), 4.42 (1 H,-HNCH(CH2)CO-), 3.51 (4 H, -CH2CH2O-; -S-S-CH-), 3.16 (2 H, -HNCH(CH2)CO-; 2H, -S-S-CH2-), 2.41-1.44 (10 H, LA)。M n （核磁）=8KDa，M w/M n=1.06，PTyr的分子量2KDa。
上述制备方案可表示如下：
。
实施例二 cRGD-PEG-PTyr的合成
在氮气环境下，向溶解有allyl-PEG-b-PTyr（200 mg，28.6μmol，制备方法参见实施例一，将PEG-NH2（400.0 mg，80.0μmol）更换为allyl-PEG-NH2（M n=5.0 K，400.0 mg，80.0μmol）的DMF溶液中分别加入巯基修饰的cRGD-SH（33.9 mg，57.1μmol）和光敏剂2959（4.0 mg，17.8μmol），将混合溶液于冰浴条件下置于紫外固化箱中反应15 min。反应液利用大量DMF透析（Specture/Pore，MWCO 3500），除去过量的cRGD和2959。最后，聚合物在过量的无水乙醚中沉淀，沉淀物于真空干燥箱干燥12小时，产率：70.5%。
上述制备方案可表示如下：
cRGD-PEG-PTyr核磁表征见附图2，1H NMR （400 MHZ, DMSO-d 6） 9.07 (1 H, -C6H4-OH), 7.95 (1 H, -HNCH(CH2)CO-), 6.91, 6.54 (4 H, -C6H4-OH), 4.38 (1 H, -HNCH(CH2)CO-), 3.50 (4 H, -CH2-CH2-O-), 2.75 (2 H, -HNCH(CH2)CO-)。在1H NMR上δ7.1-7.2 ppm处出现cRGDfk中苯丙氨酸苯环的特征峰。通过9,10-菲醌法测得cRGDfk的接枝率为92.7%；M n （核磁）=7.6 KDa，M w/M n=1.06。
实施例三 cRGD-rPTM-Dox聚合物胶束的制备
cRGD修饰的聚酪氨酸胶束是通过透析法制备的，将摩尔比为2:8的cRGD-PEG-PTyr/PEG-b-PTyr-LA和设计载药量为20%的阿霉素Dox溶解在DMF中；然后将100μL（10 mg/mL）的聚合物/药物溶液逐滴加到1 mL pH 7.4的HEPES缓冲溶液中，边滴加边以400 rpm的速度搅拌。搅拌完毕后将胶束/药物溶液转移在截留分子量为3.5 K的透析袋中以pH 7.4的HEPES缓冲溶液为介质透析8 h，每2 h换一次透析介质；透析结束后向胶束/药物溶液中加入25 μL（1 mg/mL）的DTT溶液，并置于37︒C 100 rpm的摇床中交联12 h即得交联载药胶束cRGD-rPTM-Dox，即纳米药物；同样的方法，不添加设计载药量为20%的阿霉素Dox，得到交联空胶束，记为cRGD-rPTM；同样的方法，不添加cRGD-PEG-PTyr，得到交联载药胶束，记为rPTM-Dox；表征分别见表1，胶束的粒径分布及透射电子显微镜图参见图3A，粒径及粒径分布随载药量的变化参见图3B。
表1 包载阿霉素的聚多肽胶束的表征
a 通过荧光分光光度计测定； b 通过动态光散射仪测定 （1 mg/mL, 25 ºC）； c 在标准毛细管样品池中测定（1 mg/mL, 25 ºC）。
实施例四 载药聚合物胶束体外释放
PEG-b-PTyr-LA的疏水链段小，交联后该胶束即使稀释100倍粒径依然保持不变。由于二硫键会在还原环境下发生断裂，所以交联后的胶束在10 mM GSH的HEPES溶液中经过1 h粒径就开始变大，粒径分布也变宽。而在pH 7.4的HEPES缓冲溶液或是10%FBS中该胶束即使放置24 h其粒径和粒径分布均未发生变化（图3C）。该载药胶束在还原环境下可以快速释放包载的Dox，在GSH存在的条件下交联胶束48 h释放了80%的Dox，而在pH 7.4的HEPES缓冲溶液中交联胶束仅仅释放了18%左右（图3D）。聚合物疏水链段小，在不交联的情况下稳定性差，无法作为药物载体；在以后的实验中，选取DLC（实测值）为18.5 wt.%的载药胶束进行细胞实验和动物实验。
实施例五MTT法测试聚合物胶束的细胞毒性和细胞流式观察细胞内吞情况
将MDA-MB-231细胞以3×103/孔的密度铺于96孔板中孵育12 h使细胞贴壁并且覆盖率达到80%左右。然后每孔加入20 μL不同Dox浓度的cRGD-rPTM-Dox使96孔板中Dox的浓度为0.01、0.1、0.25、0.5、1、2.5、10、20μg/mL。细胞与药物一起孵育30分钟后吸走培养基继续孵育71.5 h。孵育结束后向每孔中加入10μL MTT的PBS溶液（5 mg/mL）孵育4 h后吸走培养基，然后加入150μL DMSO溶解产生的甲瓒。充分溶解甲瓒后在酶标仪上测试492 nm波长下的吸光度值。空白胶束的毒性用同样的方法测定。
通过细胞流式实验验证了靶向胶束的靶向性。MDA-MB-231细胞以2×105个/孔的密度铺在6孔板上，铺板结束后将细胞置于二氧化碳培养箱培养12 h。之后每孔加入200 μL的cRGD-rPTM-Dox或rPTM-Dox（Dox浓度20 μg/mL），细胞与胶束一起孵育30 min。孵育结束后用胰酶将细胞消化下来，离心收集细胞并用PBS分散再离心，PBS分散离心两次后将收集的细胞用500 μL PBS分散均匀后送细胞流式仪检测。
图4是实施例五中cRGD-rPTM空胶束对MDA-MB-231细胞的细胞毒性（A）； 载药胶束（rPTM-Dox 和cRGD-rPTM-Dox）对MDA-MB-231细胞的毒性（B）；细胞流式分析用Lipo-Dox、rPTM-Dox和cRGD-rPTM-Dox处理后的 MDA-MB-231细胞（C）；从结果可以看出，空胶束对MDA-MB-231细胞几乎没有毒性，而载药后该胶束可以显著杀伤MDA-MB-231细胞。细胞流式试验表明，在胶束比表面修饰短肽cRGD后该胶束可以有效的靶向到α v β 3过表达的MDA-MB-231细胞，经靶向胶束孵育后MDA-MB-231细胞内的荧光强度为非靶向组处理的2.3 倍。
实施例六载药胶束的药代动力学、生物分布和肿瘤穿透
本发明中所有的动物操作均符合苏州大学动物实验中心和苏州大学动物保护和使用委员会的批准规定。
在cRGD-rPTM-Dox的药代动力学实验中，5周龄的Balb/c白鼠尾静脉注射剂量为10mg/kg 的cRGD-rPTM-Dox、rPTM-Dox、cRGD-PTM-Dox。之后在既定的时间点眼眶取血50 μL，取出的血液经过离心后收集15 μL的上层血清并用GSH浓度为20 mM的DMSO溶解血清并测试荧光强度，最后通过工作曲线得出每个时间点血清中Dox的浓度，时间对浓度作图后拟合得出半衰期。
生物分布实验同样用MDA-MB-231细胞接种的裸鼠，待肿瘤长至150 mm3后通过尾静脉注射剂量为10 mg/kg 的cRGD-rPTM-Dox、rPTM-Dox，6 h后解剖小鼠取出主要脏器，将脏器中的血液清洗干净后在小动物成像仪上观察Dox在各个脏器中的分布情况。成像结束后将小鼠的脏器称重，并且加入0.5 mL 溶解有吐温80的PBS，肝脏加入1 mL 溶解有吐温80的PBS，然后将各个脏器置于匀浆机上研磨匀浆。匀浆结束后加入GSH浓度为20 mM的DMSO溶液过夜，之后离心取上层清液在荧光仪上测量荧光强度并根据工作曲线计算出各个脏器中Dox的含量。
肿瘤穿透实验同样使用皮下接种的小鼠，待肿瘤长至150 mm3后尾静脉注射cRGD-rPTM-Cy5。经过2个小时和6个小时后剥离肿瘤用福尔马林浸泡24 h送切片。之后采用免疫荧光染色观察Cy5标记的胶束在肿瘤部位的富集情况。
图5是实施例六中cRGD-rPTM-Dox、rPTM-Dox和cRGD-PTM-Dox的药代动力学结果图（A）；cRGD-rPTM-Dox、rPTM-Dox的生物分布（B）；药代动力学结果可以说明相比于未交联胶束（t1/2=2.24 h），交联胶束（t1/2=3.57 h）可以提高化疗药物阿霉素的血液循环时间。生物分布试验进一步表明修饰了cRGD短肽的胶束在肿瘤部位输送的药物量是非靶向胶束的1.6倍，增加胶束对肿瘤的靶向性。
实施例七 载药胶束对荷MDA-MB-231皮下瘤小鼠的体内治疗实验
用MDA-MB-231的皮下肿瘤模型来研究cRGD-rPTM-Dox的体内抗肿瘤效果。该实验共有4组分别为cRGD-rPTM-Dox组、rPTM-Dox组、Lipo-Dox组和PBS组，每组6只老鼠。在肿瘤长至100 mm3时开始给药每隔4天给药一次，共给药4次，Dox给药剂量除了Lipo-Dox组为4 mg/kg外另外两组均为6 mg/kg。在治疗过程中每两天对各组小鼠进行称重并用游标卡尺测量肿瘤的长度（L）和宽度（W），肿瘤体积的测量公式为：V=L×W×W÷2。
治疗结束并经过两个治疗周期后取出每组中的一只老鼠解剖取出主要脏器和肿瘤。将取出的组织中的血液清洗干净后置于福尔马林中浸泡24 h，浸泡结束后用石蜡进行包埋切片，再用苏木精和伊红进行染色。然后在光学显微镜下观察主要脏器及肿瘤的情况。
图6是实施例七中纳米胶束药物（Lipo-Dox、rPTM-Dox和cRGD-rPTM-Dox）对MDA-MB-231乳腺癌移植瘤的体内抗肿瘤效果：（A）肿瘤体积生长曲线，（B）为小鼠抑瘤率及肿瘤质量的结果，（C）为体重变化。在治疗实验中，接受靶向胶束治疗后，荷瘤小鼠的肿瘤体积减小（里葆多治疗的小鼠肿瘤体积是靶向胶束组的2.6倍，非靶向胶束组为4.5倍，PBS组为8.5倍），抑瘤率较高为83%。并且在治疗过程中小鼠的体重没有显著降低，说明该胶束对小鼠的毒性小。

Claims (10)

1.一种具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物；
其中，m为65～230，n为5～25，x为3～15。
2.权利要求1所述具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
（1）在氮气条件下，以单端为氨基的聚乙二醇为大分子引发剂，通过开环聚合L-酪氨酸N-羧基内酸酐得到二嵌段共聚物；
（2）以二嵌段共聚物、硫辛酸、二环己基碳二亚胺为原料，反应得到具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，单端为氨基的聚乙二醇、L-酪氨酸N-羧基内酸酐的质量比为1∶0.5～0.7，开环聚合的温度为35～45℃，时间为65～75小时；步骤（2）中，硫辛酸、二环己基碳二亚胺先在溶剂中第一次反应，然后过滤，再将滤液滴入含有二嵌段共聚物、4-二甲氨基吡啶的溶液中，第二次反应得到具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物。
4.一种式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物；
其中，R为靶向分子；m为65～230，n为5～25。
5.一种聚多肽胶束，所述聚多肽胶束由式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物制备或者所述聚多肽胶束由式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物制备或者所述聚多肽胶束由式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与靶向分子制备。
6.一种聚多肽胶束的制备方法，为以下制备方法中的一种：
（1）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物溶液滴加到缓冲溶液中，滴加完毕后搅拌溶液透析得到非交联聚多肽胶束；
在DTT存在下，非交联聚多肽胶束交联得到交联聚多肽胶束；
（2）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物的溶液滴加到缓冲溶液中，滴加完毕后搅拌溶液透析得到非交联聚多肽胶束；
在DTT存在下，非交联聚多肽胶束交联得到交联聚多肽胶束；
（3）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物溶液滴加到缓冲溶液中，滴加完毕后搅拌溶液透析得到非交联聚多肽胶束；
在DTT存在下，非交联聚多肽胶束交联得到交联聚多肽胶束；
在交联聚多肽胶束表面修饰靶向分子，得到靶向交联聚多肽胶束。
7.一种纳米药物的制备方法，为以下制备方法中的一种：
（1）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与药物的溶液滴加到缓冲溶液中，然后经过透析、交联得到纳米药物；
（2）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物以及药物的溶液滴加到缓冲溶液中，然后经过透析、交联得到纳米药物；
（3）搅拌下，将式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与药物的溶液滴加到缓冲溶液中，然后经过透析、交联、修饰靶向分子，得到纳米药物。
8.根据权利要求6或者7所述的制备方法，其特征在于，式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物与式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物的摩尔比为8:2；共聚物溶液的溶剂为DMF；缓冲溶液为pH 7.4的HEPES缓冲溶液；搅拌速度为400 rpm；透析为在截留分子量为3.5K的透析袋中以pH 7.4的HEPES缓冲溶液为介质透析8 h，每2 h换一次透析介质；交联在37℃ 100 rpm的摇床中交联12 h。
9.根据权利要求6或者7所述的制备方法，其特征在于，所述式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物的制备方法，包括如下步骤：
（1）在氮气条件下，以单端为氨基的聚乙二醇为大分子引发剂，通过开环聚合L-酪氨酸N-羧基内酸酐得到二嵌段共聚物；
（2）以二嵌段共聚物、硫辛酸、二环己基碳二亚胺为原料，反应得到具有式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物；
所述式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：
（1）在氮气条件下，以一端为氨基、一端为乙烯基的聚乙二醇为大分子引发剂，通过开环聚合L-酪氨酸N-羧基内酸酐得到二嵌段共聚物聚合物；
（2）以二嵌段共聚物聚合物、靶向分子为原料，在光引发剂存在下，光照反应得到式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物。
10.式I结构的聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物和/或式Ⅱ结构的靶向二嵌段共聚物在制备抗肿瘤药物载体或者抗肿瘤药物中的应用；所述纳米药物在制备抗肿瘤药物中的应用。
CN201810792522.8A 2018-07-18 2018-07-18 聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用 Active CN108997575B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810792522.8A CN108997575B (zh) 2018-07-18 2018-07-18 聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810792522.8A CN108997575B (zh) 2018-07-18 2018-07-18 聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108997575A true CN108997575A (zh) 2018-12-14
CN108997575B CN108997575B (zh) 2020-12-15

Family

ID=64600511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810792522.8A Active CN108997575B (zh) 2018-07-18 2018-07-18 聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108997575B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511387A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 苏州大学 透明质酸-g-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽纳米粒及其制备方法与应用
CN112263547A (zh) * 2020-11-26 2021-01-26 深圳大学 一种多功能纳米药物载体及其制备方法与载药组合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6162393A (en) * 1998-08-06 2000-12-19 Ndt, Inc. Contact lens and ophthalmic solutions
CN105524272A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 江苏师范大学 硫辛酸修饰的聚乙二醇-聚氨基酸嵌段共聚物的制备和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6162393A (en) * 1998-08-06 2000-12-19 Ndt, Inc. Contact lens and ophthalmic solutions
CN105524272A (zh) * 2014-10-24 2016-04-27 江苏师范大学 硫辛酸修饰的聚乙二醇-聚氨基酸嵌段共聚物的制备和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TAO CHEN ET AL: ""Integrated Multifunctional Micelles Co-Self-Assembled from Polypeptides Conjugated with Natural Ferulic Acid and Lipoic Acid for Doxorubicin Delivery"", 《CHEMPHYSCHEM》 *
XIAOLEI GU ET AL: ""Polytyrosine nanoparticles enable ultra-high loading of doxorubicin and rapid enzymeresponsive drug release"", 《BIOMATERIALS SCIENCE》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110511387A (zh) * 2019-08-30 2019-11-29 苏州大学 透明质酸-g-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽纳米粒及其制备方法与应用
CN110511387B (zh) * 2019-08-30 2022-04-15 苏州大学 透明质酸-g-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽纳米粒及其制备方法与应用
CN112263547A (zh) * 2020-11-26 2021-01-26 深圳大学 一种多功能纳米药物载体及其制备方法与载药组合物
CN112263547B (zh) * 2020-11-26 2022-12-20 深圳大学 一种多功能纳米药物载体及其制备方法与载药组合物

Also Published As

Publication number Publication date
CN108997575B (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3016655C (en) Ovarian cancer specifically targeted biodegradable amphiphilic polymer, polymer vesicle prepared thereby and use thereof
Peng et al. Hypoxia-degradable and long-circulating zwitterionic phosphorylcholine-based nanogel for enhanced tumor drug delivery
KR102144749B1 (ko) 생분해성 양친매성 폴리머, 그것에 의해 제조되는 폴리머 베시클, 및 폐암표적 치료제의 제조에 있어서의 사용
CN105963706B (zh) 一种支化hpma共聚物-dox偶联物及其制备方法和应用
KR20140041522A (ko) 약물 전달용 중합체 나노입자
Tao et al. Paclitaxel-loaded tocopheryl succinate-conjugated chitosan oligosaccharide nanoparticles for synergistic chemotherapy
CN105566511B (zh) 电荷翻转普鲁兰多糖衍生物及其合成方法和用途
Li et al. Photodynamic therapy-mediated remote control of chemotherapy toward synergistic anticancer treatment
CN101831000A (zh) 乙酰普鲁兰多糖叶酸偶联物的纯化及其纳米粒子的制备方法
CN103131005A (zh) 氨基酸嵌段共聚物及其制备方法和复合物
Chen et al. Reduction and pH dual-sensitive nanovesicles co-delivering doxorubicin and gefitinib for effective tumor therapy
CN107266384B (zh) 基于2-氨基十六烷酸的n-羧基内酸酐单体和聚氨基酸及其制备方法
CN105860057B (zh) 基于疏水功能性小分子‑亲水聚氨基酸的生物可降解聚合物及其制备方法和应用
Guo et al. An injectable thermosensitive hydrogel self-supported by nanoparticles of PEGylated amino-modified PCL for enhanced local tumor chemotherapy
WO2023280128A1 (zh) 一种多西他赛胶束纳米药物及其制备方法与应用
CN105859990A (zh) 侧链含硫辛酰基的聚合物、其制备方法及由其制备的聚合物囊泡及其应用
CN108126210A (zh) 一种单靶向还原响应囊泡纳米药物在制备脑肿瘤治疗药物中的应用
CN106397765B (zh) 维生素e修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法和应用
CN108997575A (zh) 聚乙二醇-b-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽胶束及其制备方法与应用
CN114010600B (zh) 一种酶促阳离子化脂质材料及其应用
CN108186571A (zh) 可逆交联不对称囊泡在制备治疗急性白血病药物中的应用
CN110511387B (zh) 透明质酸-g-聚酪氨酸-硫辛酸共聚物、聚多肽纳米粒及其制备方法与应用
CN105879048B (zh) 基于聚氨基酸的功能性生物可降解纳米粒子的制备方法
CN106029059A (zh) 用于药品递送的自组装刷状嵌段共聚物-纳米颗粒
KR101797829B1 (ko) 표면전하 전환형 약물전달용 나노입자 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant