CN109833478B - 一种抗癌药物复合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗癌药物复合物，所述抗癌药物复合物具有核壳结构，其中，所述核壳结构的核为抗癌活性组分，所述核壳结构的壳由神经肽Y或其亚型中的至少一种和沸石咪唑酯骨架结构材料组合形成。本发明还公开了所述的抗癌药物复合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)将锌源、2‑咪唑甲醛和抗癌活性组分分别溶于溶剂中，得到三种溶液；2)将步骤1)中的三种溶液混匀后离心分离，干燥；3)将步骤2)中的干燥产物分散在溶剂中，加入神经肽Y或其亚型中的至少一种，搅拌反应12‑72h。本发明还公开了所述抗癌药物复合物在制备用于治疗癌症的药物中的应用，优选地，所述癌症包括高表达神经肽Y1受体乳腺癌和高转移性乳腺癌。

Description

一种抗癌药物复合物及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及一种抗癌药物复合物及其制备方法和应用，属于生物技术领域。

背景技术

金属有机框架结构是发展起源与1990年的一种金属与有机物通过弱配位键形成的一种材料，其又被称为“金属海绵”。其具有的多种结构为金属有机框架结构提供了不同的形态、组成、大小和化学性质，同时也给予了其多功能和刺激响应药物控制释放。在这些改性进行的同时有机金属框架结构仍然能够保持可控的尺寸、形状和高均匀性。另外其大比表面积及高空隙率也促进了这种材料的负载能力。此外，形成金属有机框架结构的是弱配合键，也显现出生物可降解性。简而言之，这些性质使得金属有机框架结构成为有可能的药物递送，肿瘤治疗和其他疾病的疗法。

沸石咪唑框架结构(ZIF)作为金属有机框架结构一种很重要的亚型，其所用的金属离子为锌离子，其不会对人体产生过大的影响。同时，其有机配体所使用的咪唑结构具有强烈的酸响应特性，能够在特定的弱酸环境中发生亲疏水性转变，从而使整个框架解离释放出其所携带的药物。ZIF-90做为沸石咪唑框架结构的一种，其被证明在进入细胞后具有靶向线粒体的功能。

神经肽Y是一种于1982年在脑部发现的长度36个氨基酸的多肽。研究者在2010年时发现神经肽Y1受体在乳腺癌细胞中具有高表达，并证明了其可用于乳腺癌的靶向治疗。最新的研究结果表明，将一种9个氨基酸神经肽Y配体偶连在包载可生物降解的纳米粒子表面后可用于乳腺癌的靶向超声治疗与诊断。

以线粒体为靶标的肿瘤治疗已经成为了目前研究热点。目前发现的具有线粒体靶向的抗肿瘤药物有紫杉醇、多柔比星、喜树碱等。但这些药物通常是多靶点的，具有明显的副作用。此外抗肿瘤药物长期使用也会造成肿瘤的多药耐药，使用化疗药物疗效降低或失效。而线粒体广泛存在于各种细胞中，如何避免线粒体靶向载体的非特异性输送，需要一种线粒体与肿瘤细胞靶向策略的联合应用。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种抗癌药物复合物，所述抗癌药物复合物通过神经肽Y、金属有机骨架ZIF-90与药物活性成分形成一种核壳结构，从而改善药物活性成分的水溶性和靶向性，使其能够在肿瘤患部位富集，降低对身体正常组织的副作用。

本发明的第二目的在于提供所述抗癌药物复合物的制备方法，所述制备方法能够以简单的操作和流程稳定可靠地制成抗癌药物复合物的核壳结构。

本发明的第三目的在于提供所述抗癌药物复合物的应用，所述抗癌药物复合物能够应用于制备用于治疗多种癌症的药物，尤其是高表达神经肽Y1受体乳腺癌和/或高转移性乳腺癌。

本发明的一个方面涉及一种抗癌药物复合物，其特征在于，所述抗癌药物复合物具有核壳结构，其中，所述核壳结构的核为抗癌活性组分，所述核壳结构的壳包括神经肽Y或神经肽Y亚型中的至少一种和沸石咪唑酯骨架结构材料。

以金属有机骨架化合物ZIF作为壳，能够在不对人体产生显著负面效果的情况下负载药物活性组分，ZIF与神经肽Y的结合能够增强复合物的靶向性能，将原本多靶向的药物活性成分富集至肿瘤患处，从而提高药效并降低药物的毒副作用，因此对于治疗癌症具有显著的效果。

优选地，所述神经肽Y的亚型的肽链长度范围为9-36个氨基酸；

优选地，所述神经肽Y亚型选自[Pro³⁰，Nle³¹，Bpa³²，Leu³⁴]NPY(28-36)、[Arg⁶，Pro³⁴]pNPY、[Phe⁶，Pro³⁴]pNPY、[Asn⁶，Pro³⁴]pNPY、[Cys⁶，Pro³⁴]pNPY、[Phe⁶，Pro³⁴]pNPY、[D-His²⁶，Pro³⁴]NPY、[Phe⁷，Pro³⁴]pNPY、[Pro³⁰，Nal³²，Leu³⁴]NPY(28-36)、[Pro³⁰，Nle³¹，Nal³²，Leu³⁴]NPY(28-36)和NPY(28-36)中的至少一种。

优选地，所述抗癌药物复合物的粒径大小为60～200nm，负载量为5～70％；

优选地，所述抗癌药物复合物在生理pH值的条件下，抗癌活性组分的释放率为0～5％；和/或所述抗癌药物复合物在pH＝5.0～6.5的条件下，抗癌活性组分的释放率为60～90％。

优选地，所述抗癌活性组分选自阿霉素、顺铂、长春新碱、去甲长春碱、紫杉醇、丝裂霉素、长春地辛和多西他赛中的至少一种。

优选地，所述沸石咪唑酯骨架结构材料为ZIF-90。

优选地，所述核壳结构的壳中，所述沸石咪唑酯骨架结构材料与神经肽Y或神经肽Y亚型连接，形成神经肽Y-沸石咪唑酯骨架结构复合材料。

优选地，所述核壳结构由内到外依次包括抗癌活性组分、沸石咪唑酯骨架结构材料和神经肽Y或神经肽Y亚型。

本发明的另一个方面涉及所述的抗癌药物复合物的制备方法，所述方法包括：

1)将金属源、咪唑源和抗癌活性组分分别溶于溶剂中，得到三种溶液；

2)将步骤1)中的三种溶液混匀后离心分离，干燥；

3)将步骤2)中的干燥产物分散在溶剂中，加入神经肽Y或其亚型中的至少一种，搅拌反应12-72h。

优选地，所述金属源是锌源；

优选地，所述锌源选自醋酸锌、二水醋酸锌、硝酸锌、六水醋酸锌和硫酸锌中的至少一种。

优选地，所述咪唑源是任意可与所述金属源反应形成沸石咪唑酯骨架结构材料的咪唑衍生物；

优选地，所述咪唑源选自2-甲基咪唑、2-咪唑甲醛和苯并咪唑中的至少一种。

优选地，所述步骤2)中，三种溶液混匀后，混合液中所述金属源，咪唑源与抗癌活性组分的摩尔比为1∶(1～5)∶(0.001～0.05)，其中所述锌源的摩尔浓度为0.01-10摩尔每升，例如0.01、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10摩尔每升以及以上点值中任意两点组成的范围中的任意其他点值。

优选地，所述步骤3)中，所加入的神经肽Y的质量是所述干燥产物质量的1-30％，例如1％、3％、5％、10％、15％、20％、25％、30％以及上述点值中任意两个组成的范围中的任意点值。

优选地所述方法还包括步骤4)，在避光条件下进行纯化；

优选地，所述纯化包括，将步骤3)中搅拌后的溶液离心，去除上清液后采用醇类溶剂离心洗涤；

更优选地，所述醇类溶剂为甲醇和乙醇的混合溶剂，二者的体积比为甲醇∶乙醇＝20∶(0.1～5)。

本发明的另一个方面涉及所述的抗癌药物复合物在制备用于治疗癌症的药物中的应用；

优选地，所述癌症包括高表达神经肽Y1受体乳腺癌和/或高转移性乳腺癌。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本发明所提供的抗癌药物复合物，能够提高抗癌药物在水中的溶解性，并能够使其在肿瘤部位富集，从而降低该药物对正常细胞的毒副作用；

2)本发明所提供的抗癌药物复合物通过神经肽Y进行复合物的壳结构修饰，进一步提高该复合物的主动靶向性，尤其是对于神经肽Y1受体的乳腺癌及高转移性乳腺癌细胞的靶向性；

3)本发明的制备方法条件温和，对设备和操作、环境等要求不高，原料经济易得，易于实施且稳定性、重现性好。

附图说明

图1为本发明的一个具体实施方式中制备的药物复合物的TEM图；

图2为本发明的一个具体实施方式中制备的药物复合物的紫外吸收光谱图；

图3为本发明的一个具体实施方式中制备的药物复合物的XRD图；

图4为本发明的一个具体实施方式中制备的药物复合物的药物释放评价；

图5本发明的一个具体实施方式中制备的药物复合物被神经肽Y1受体高表达的乳腺癌及转移性乳腺癌细胞高效摄取；

图6为本发明的一个具体实施方式中制备的药物复合物的对MDA-MB-231的抑制率。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中，各原始试剂均可商购获得，未注明具体条件的实验方案为所述领域熟知的常规方法和常规条件，或按照制造商所建议的条件。

实施例1

按照如下步骤合成抗癌药物复合物

按照摩尔比1∶2∶0.001依次称取二水醋酸锌、2-咪唑甲醛及阿霉素置于干燥锤形瓶中，溶解于等体积的N，N-二甲基甲酰胺中溶解配制成溶液，其中，二水醋酸锌的浓度为0.2摩尔每升，溶解完成后，各取2毫升混合，避光，室温，在摇床以100rpm摇晃1h，离心去除上清液后真空干燥产物即为ZIF-90@阿霉素。

按照质量比为1∶50依次称取[Arg⁶，Pro³⁴]pNPY及ZIF-90@阿霉素于干燥锥形瓶中后，加入等体积量的甲醇，超声成透明溶液后混合避光搅拌48h，用甲醇与乙醇体积比为20∶1的混合溶液超高速离心洗涤，真空干燥产物即为PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素。

实施例2

按照如下步骤合成抗癌药物复合物

按照摩尔比1∶1∶0.005依次称取醋酸锌、2-咪唑甲醛及顺铂置于干燥锤形瓶中，溶解于等体积的N，N-二甲基甲酰胺中溶解配制成溶液，其中，醋酸锌的浓度为0.2摩尔每升，溶解完成后，各取2毫升混合，避光，室温，在摇床以100rpm摇晃1h，离心去除上清液后真空干燥产物即为ZIF-90@顺铂。

按照质量比为1∶100依次称取[Arg⁶，Pro³⁴]pNPY及ZIF-90@顺铂于干燥锥形瓶中后，加入等体积量的甲醇，超声成透明溶液后混合避光搅拌12h，用甲醇与乙醇体积比为20∶1的混合溶液超高速离心洗涤，真空干燥产物即为PNBL-NPY-ZIF-90@顺铂。

实施例3

按照如下步骤合成抗癌药物复合物

按照摩尔比1∶5∶0.05依次称取六水醋酸锌、2-咪唑甲醛及长春新碱置于干燥锤形瓶中，溶解于等体积的N，N-二甲基甲酰胺中溶解配制成溶液，其中，六水醋酸锌的浓度为0.2摩尔每升，溶解完成后，各取2毫升混合，避光，室温，在摇床以100rpm摇晃1h，离心去除上清液后真空干燥产物即为ZIF-90@长春新碱。

按照质量比为1∶33.3依次称取[Phe⁶，Pro³⁴]pNPY及ZIF-90@长春新碱于干燥锥形瓶中后，加入等体积量的甲醇，超声成透明溶液后混合避光搅拌48h，用甲醇与乙醇体积比为20∶1的混合溶液超高速离心洗涤，真空干燥产物即为PNBL-NPY-ZIF-90@长春新碱。

实施例4

按照如下步骤合成抗癌药物复合物

按照摩尔比1∶3∶0.02依次称取硝酸锌、2-咪唑甲醛及丝裂霉素置于干燥锤形瓶中，溶解于等体积的N，N-二甲基甲酰胺中溶解配制成溶液，其中，硝酸锌的浓度为0.2摩尔每升，溶解完成后，各取2毫升混合，避光，室温，在摇床以100rpm摇晃1h，离心去除上清液后真空干燥产物即为ZIF-90@丝裂霉素。

按照质量比为1∶3.33依次称取[Asn⁶，Pro³⁴]pNPY及ZIF-90@丝裂霉素于干燥锥形瓶中后，加入等体积量的甲醇，超声成透明溶液后混合避光搅拌72h，用甲醇与乙醇体积比为20∶1的混合溶液超高速离心洗涤，真空干燥产物即为PNBL-NPY-ZIF-90@丝裂霉素。

实施例5

按照如下步骤合成抗癌药物复合物

按照摩尔比1∶2∶0.015依次称取硫酸锌、2-咪唑甲醛及去甲长春碱置于干燥锤形瓶中，分别加入10毫升N，N-二甲基甲酰胺溶解，其中，硫酸锌的浓度为0.03摩尔每升，溶解完成后，各取2毫升混合，避光，室温，在摇床以100rpm摇晃1h，离心去除上清液后真空干燥产物即为ZIF-90@去甲长春碱。

按照质量比为1∶50依次称取[Cys⁶，Pro³⁴]pNPY及ZIF-90@去甲长春碱于干燥锥形瓶中后，加入等体积量的甲醇，超声成透明溶液后混合避光搅拌48h，用甲醇与乙醇体积比为20∶1的混合溶液超高速离心洗涤，真空干燥产物即为PNBL-NPY-ZIF-90@去甲长春碱。

实施例6

按照如下步骤合成抗癌药物复合物

按照摩尔比1∶4∶0.03依次称取二水醋酸锌、2-咪唑甲醛及紫杉醇置于干燥锤形瓶中，分别加入10毫升N，N-二甲基甲酰胺溶解，其中，二水醋酸锌的浓度为3摩尔每升，溶解完成后，各取2毫升混合，避光，室温，在摇床以100rpm摇晃1h，离心去除上清液后真空干燥产物即为ZIF-90@紫杉醇。

按照质量比为1∶50依次称取[Phe⁶，Pro³⁴]pNPY及ZIF-90@紫杉醇于干燥锥形瓶中后，加入等体积量的甲醇，超声成透明溶液后混合避光搅拌48h，用甲醇与乙醇体积比为20∶1的混合溶液超高速离心洗涤，真空干燥产物即为PNBL-NPY-ZIF-90@紫杉醇。

实施例7

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[D-His²⁶，Pro³⁴]NPY，抗癌活性组分为长春地辛。

实施例8

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Phe⁷，Pro³⁴]pNPY，抗癌活性组分为多西他赛。

实施例9

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Pro³⁰，Nle³¹，Bpa³²，Leu³⁴]NPY(28-36)。

实施例10

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Pro³⁰，Nal³²，Leu³⁴]NPY(28-36)。

实施例11

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Pro³⁰，Nle³¹，Nal³²，Leu³⁴]NPY(28-36)。

实施例12

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为NPY(28-36)。

实施例13

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Phe⁶，Pro³⁴]pNPY。

实施例14

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Asn⁶，Pro³⁴]pNPY。

实施例15

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Cys⁶，Pro³⁴]pNPY。

实施例16

步骤与实施例1相同，其中神经Y肽的亚型为[Phe⁷，Pro³⁴]pNPY。

实验例1

结构表征

对实施例中制备的各复合物进行结构表征

表征方法：透射电子显微扫描仪器：FEITecnai F20

图1给出了PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素的TEM图。

表征方法：紫外吸收测定仪器：珀金-埃尔默Lambda 950型

图2给出了PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素的紫外吸收光谱图。

表征方法：X射线衍射法仪器：布鲁克D8Advance

图3给出了PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素的XRD图。

所得结果与文献报道相符合，且药物被封装进ZIF-90中。

对本发明的其他实施例中制备的各复合物进行同样的结构表征，证明通过本发明的方法确实能够得到具有核壳结构的以抗癌活性组分为核的药物复合物。

实验例2

PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素药物释放实验

将1mL阿霉素浓度为1mg/mL的PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素PBS(pH＝7.4)溶液置于截留分子量为2000的透析袋中，分别置于49mL的PBS(pH＝7.4)与PBS(pH＝5.0)中。在37摄氏度摇床中以100rpm速度均匀摇晃，在特定时刻取样1mL后补充1mLPBS，图4为PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素的药物累积释放曲线。

可见本发明的药物复合物在人体pH环境下药物释放率很低，而在微酸性的环境下，则可以在一周之内释放80％以上，对环境具有显著的选择性。其可以大幅度减小药物在体内的毒性，提高在肿瘤部位的富集。所得复合药剂在肿瘤部位微酸性环境下因酸性而产生结构的逐步解离从而释放活性物质。

对本发明其他实施例中制备的各复合物进行相同的药物释放实验，由于核壳结构类似，因此释放曲线均与图4近似。

实验例3

MCF-7及MD-MBA-231乳腺癌细胞对PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素的摄取检测

10⁵个MCF-7及MD-MBA-231乳腺癌细胞接种于6孔板中，37摄氏度，5％CO₂孵育过夜，分别加入5μg/mL阿霉素计量的PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素和自由阿霉素，8h后胰酶消化收集细胞，PBS漂洗三遍后重悬细胞，流式细胞仪分别检查10000个各自肿瘤细胞的平均荧光强度，480nm激发，590nm收集信号，结果如图5所示。

5000个MD-MBA-231乳腺癌细胞接种于6孔板中37摄氏度，5％CO₂赋予过夜，分别加入0.3-80μg/mL阿霉素计量的PNBL-NPY-ZIF-90@阿霉素，共孵育24小时后加入10μL5mg/mL的3-(4，5-二甲基噻唑-2)-2，后再孵育两小时，在550nm测读取吸光度，测定细胞存活率。不同浓度下的细胞抑制率如图6所示，测的IC₅₀为1.573μg/mL。

所得药物能够在NPY的主动靶向下提高在癌细胞中的富集率，且IC₅₀较低，后续动物实验也应证了以上实验结论。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (20)

1.一种抗癌药物复合物，其特征在于，所述抗癌药物复合物具有核壳结构，其中，所述核壳结构的核为抗癌活性组分，所述核壳结构的壳包括神经肽Y或神经肽Y亚型中的至少一种和沸石咪唑酯骨架结构材料；

所述神经肽Y亚型选自［Pro³⁰，Nle³¹，Bpa³²，Leu³⁴］NPY（28-36）、[Arg⁶, Pro³⁴]pNPY、[Phe⁶, Pro³⁴]pNPY、[Asn⁶, Pro³⁴]pNPY、[Cys⁶, Pro³⁴]pNPY、[D-His²⁶, Pro³⁴]NPY、[Phe⁷,Pro³⁴]pNPY、 [Pro³⁰, Nal³², Leu³⁴]NPY(28-36)、[Pro³⁰, Nle³¹, Nal³², Leu³⁴]NPY(28-36)和NPY(28-36)中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述神经肽Y的亚型的肽链长度范围为9-36个氨基酸。

3.根据权利要求1所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述抗癌药物复合物的粒径大小为60~200nm,负载量为5~70%。

4.根据权利要求1所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述抗癌药物复合物在生理pH值的条件下，抗癌活性组分的释放率为0~5%；和/或所述抗癌药物复合物在pH=5.0~6.5的条件下，抗癌活性组分的释放率为60~90%。

5.根据权利要求1所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述抗癌活性组分选自阿霉素、顺铂、长春新碱、去甲长春碱、紫杉醇、丝裂霉素、长春地辛和多西他赛中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述沸石咪唑酯骨架结构材料为ZIF-90。

7.根据权利要求4所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述核壳结构的壳中，所述沸石咪唑酯骨架结构材料与神经肽Y或神经肽Y亚型连接，形成神经肽Y-沸石咪唑酯骨架结构复合材料。

8.根据权利要求4所述的抗癌药物复合物，其特征在于，所述核壳结构由内到外依次包括抗癌活性组分、沸石咪唑酯骨架结构材料和神经肽Y或神经肽Y亚型。

9.权利要求1至8中任意一项所述的抗癌药物复合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

1）将金属源、咪唑源和抗癌活性组分分别溶于溶剂中，得到三种溶液；

2）将步骤1）中的三种溶液混匀后离心分离，干燥；

3）将步骤2）中的干燥产物分散在溶剂中，加入神经肽Y或其亚型中的至少一种，搅拌反应12-72h。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述金属源是锌源。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述锌源选自醋酸锌、二水醋酸锌、硝酸锌、六水醋酸锌和硫酸锌中的至少一种。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述咪唑源是任意可与所述金属源反应形成沸石咪唑酯骨架结构材料的咪唑衍生物。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述咪唑源选自2-甲基咪唑、2-咪唑甲醛和苯并咪唑中的至少一种。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤2）中，三种溶液混匀后，混合液中所述金属源，咪唑源与抗癌活性组分的摩尔比为1：（1~5）：（0.001~0.05），其中所述锌源的摩尔浓度为0.01-10摩尔每升。

15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤3）中，所加入的神经肽Y的质量是所述干燥产物质量的1-30%。

16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤4），在避光条件下进行纯化。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述纯化包括，将步骤3）中搅拌后的溶液离心，去除上清液后采用醇类溶剂离心洗涤。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述醇类溶剂为甲醇和乙醇的混合溶剂，二者的体积比为甲醇：乙醇=20：（0.1~5）。

19.权利要求1至8中任意一项所述的抗癌药物复合物在制备用于治疗癌症的药物中的应用。

20.根据权利要求19所述的应用，其特征在于，所述癌症包括高表达神经肽Y1受体乳腺癌和/或高转移性乳腺癌。

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