CN110025577A - 一种多肽药物口服靶向系统M27-39@FA-MCNs复合体及其制备方法和应用 - Google Patents

一种多肽药物口服靶向系统M27-39@FA-MCNs复合体及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多肽药物口服靶向系统M27‑39@FA‑MCNs复合体及其制备方法和应用。其是将介孔碳叶酸化后作为M27‑39多肽的载体,而得到M27‑39@FA‑MCNs复合体,所述的M27‑39多肽的氨基酸序列为:VAQQAANVAATLK。通过本方法制备的M27‑39@FA‑MCNs复合体的实验技术简单,对获得的M27‑39@FA‑MCNs复合体进行抗结肠癌活性检测和靶向性研究,发现M27‑39@FA‑MCNs复合体与M27‑39多肽相比,具有更显著的抗结肠癌活性和靶向性。

Description

一种多肽药物口服靶向系统M27-39@FA-MCNs复合体及其制备 方法和应用
技术领域
本发明属于生物医药领域,具体涉及一种多肽药物口服靶向系统M27-39@FA-MCNs复合体及其制备方法和应用,具体应用在靶向抗结肠癌方面。
背景技术
结肠癌是消化系统最常见的恶性肿瘤之一,近几年来,随着人们生活水平的提高和饮食习惯的改变,结肠癌的发病率呈上升趋势。在我国,结直肠癌死亡率已位于恶性肿瘤死亡率的第五位,不仅严重危害人类健康,而且给国家带来了严重的社会和经济负担。因此针对结肠癌的药物研究,对降低结肠癌的发病率和病死率具有重大的社会和经济意义。
越来越多的多肽药物被开发并应用于临床。因适应证广、安全性高且疗效显著,多肽药物目前已广泛应用于肿瘤、肝炎、糖尿病、艾滋病等疾病的预防、诊断和治疗。抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMP)是生物免疫系统产生的一类抵抗外界病原体感染的小分子多肽,广泛存在于昆虫、植物、动物及人体内,其中昆虫抗菌肽cecropin是人类发现最早的一类抗菌肽。抗菌肽具有一系列引人注目的生物学活性,包括抗菌、抗炎、抗病毒、抗寄生虫、抑制肿瘤细胞及免疫调节活性等。抗菌肽能够破坏细菌细胞膜或穿过细胞膜作用于胞内靶位点,作用机制独特,不易产生耐药性,对正常人体细胞毒、副作用小。因此在传统抗菌、抗病毒和抗肿瘤药物研发和临床效果不尽如人意的现状下,抗菌肽的上述特点使其显示出了良好的应用开发前景。
M27-39多肽(氨基酸序列为:VAQQAANVAATLK,具体如SEQ ID NO.1所示)是广东药科大学/广东省生物活性药物研究重点实验室从家蝇幼虫脂肪体cDNA文库中克隆的一种昆虫抗菌肽Musca domestica cecropin的衍生肽,由Musca domestica cecropin的第27~39位而得,与天然Musca domestica cecropin相比具有明显简单的结构,因此更易进入细胞,生产成本更少的优点。但目前还没有公开文献报道M27-39多肽具有抗结肠癌活性。
众所周知,口服给药因用药方便,易于被病人接受,已成为目前应用最广泛的给药方式,也是大多数药物的首选给药途径。而多肽药物最大问题是不能口服,主要是因为易被降解和难穿越肠黏膜。介孔碳(MCNs)是一类新型的非硅基介孔材料,2nm<孔径<50nm,具有巨大的比表面积和孔体积,肠道黏附性较好,且合成简单、易操作、无生理毒性。叶酸(FA)受体广泛分布在正常组织及肿瘤组织中,不同点在于多数肿瘤细胞叶酸受体的数量和活性远远超过正常细胞,而且叶酸受体在正常细胞呈极性分布,恶变后失去极性,使血液循环中的药物可接触到该受体,借以将药物靶向导入癌细胞。因此将介孔碳叶酸化后作为多肽药物的载体,制备出多肽药物口服靶向给药系统,能提高多肽药物的生物利用度,延长作用时间以及增加靶向性。
发明内容
本发明的第一个目的是提供M27-39多肽在制备抗结肠癌药物中的应用。
本发明通过实验发现,M27-39多肽具有抗HCT116肿瘤细胞增殖活性,因此可以用于制备抗结肠癌药物,进一步,本发明将介孔碳叶酸化后作为M27-39的载体,形成M27-39@FA-MCNs复合体,该M27-39@FA-MCNs复合体经实验发现,其也具有抗HCT116肿瘤细胞增殖活性,并且其活性明显强于M27-39。进一步研究发现,与M27-39相比,M27-39@FA-MCNs靶向HCT116的效果更好。
因此,本发明提供了M27-39多肽在制备抗结肠癌药物中的应用,所述的M27-39多肽的氨基酸序列为:VAQQAANVAATLK,具体如SEQ ID NO.1所示。
本发明的第二个目的是提供一种多肽药物口服靶向系统M27-39@FA-MCNs复合体,其是通过以下方法制备的,其是将介孔碳叶酸化后作为M27-39的载体,而得到M27-39@FA-MCNs复合体。
优选,包括以下步骤:
s1、合成介孔碳;
s2、将介孔碳叶酸化得到FA-MCNs复合体;
s3、将M27-39多肽载入FA-MCNs复合体上得到M27-39@FA-MCNs复合体。该复合体M27-39多肽的载药率为36.45%±0.43%。
优选,所述的合成介孔碳是在水中加入盐酸和F127使其溶解,再加入间苯三酚使其溶解,加入甲醛反应,反应完后用水洗沉淀,干燥,然后在惰性气氛下碳化得到介孔碳。
优选,所述的将介孔碳叶酸化得到FA-MCNs复合体是将壳寡糖溶于氢氧化钠溶液中,然后加入酸化处理过的介孔碳,超声处理,洗涤干燥得到壳寡糖修饰的介孔碳,将壳寡糖修饰的介孔碳分散于PBS缓冲溶液中,再加入叶酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺,反应得到FA-MCNs复合体。
优选,所述的将M27-39多肽载入FA-MCNs复合体上是将M27-39多肽与FA-MCNs复合体都加入到水中反应,再洗去未载入进孔内的M27-39多肽,得到M27-39@FA-MCNs复合体。
本发明的第三个目的是提供上述M27-39@FA-MCNs复合体在制备抗结肠癌药物中的应用。
本发明的第四个目的是提供一种抗结肠癌药物,其特征在于,包括有效量的M27-39@FA-MCNs复合体作为活性成分。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
通过本方法制备的M27-39@FA-MCNs复合体的实验技术简单,对获得的M27-39@FA-MCNs复合体进行抗结肠癌活性检测和靶向性研究,发现M27-39@FA-MCNs复合体与M27-39多肽相比,具有更显著的抗结肠癌活性和靶向性。
附图说明
图1为M27-39多肽含量测定标准曲线,载药率。
图2为M27-39@FA-MCNs在体外累计释药率。
图3为FA-MCNs及M27-39@FA-MCNs复合体的TEM图。
图4显示M27-39、FA-MCNs和M27-39@FA-MCNs对正常结肠上皮细胞NCM460无细胞毒性。
图5显示FA-MCNs具有肠上皮生物黏附性及不溶血特性。
图6显示M27-39@FA-MCNs与M27-39相比具有更显著的抗结肠癌活性。
图7为FITC-M27-39@FA-MCNs与FITC-M27-39靶向HCT116细胞的激光共聚焦显微图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述,所述实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法;所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,为可从商业途径得到的试剂和材料。
实施例1
1、介孔碳(MCNs)的合成:25℃条件下,在40mL去离子水中先后分别加入6mL质量分数36%的浓盐酸,和0.4gF127(表面活性剂),搅拌溶解。然后加0.24g间苯三酚,溶解,最后缓慢滴加0.14mL甲醛,反应2小时,升温到40℃,反应4h,最后升温到60℃,反应24h。离心水洗三次,45℃下干燥,最后在600℃,氮气气氛中碳化,得到MCNs。
2、叶酸化介孔碳(FA-MCNs)的合成:40mg壳寡糖溶解于0.1mol/L氢氧化钠溶液中,之后加入20mg酸化(体积比硫酸(质量分数98%):硝酸(质量分数65%)=3:1的混酸处理)处理过的介孔碳,超声20min后,继续搅拌16h后,洗涤干燥,得到壳寡糖修饰的介孔碳。将壳寡糖修饰的介孔碳20mg超声分散于pH 7.4的PBS缓冲溶液中,之后分别加入30mg FA(叶酸),60mg1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)和60mgN-羟基琥珀酰亚胺(NHS),在4℃下反应过夜,得到FA-MCNs。
3、将M27-39、FITC-M27-39(避光条件下)载入FA-MCNs得到M27-39@FA-MCNs复合体和FITC-M27-39@FA-MCNs复合体:分别将10mg的M27-39(即为M27-39多肽,M27-39多肽的氨基酸序列为:VAQQAANVAATLK)或FICT-M27-39(避光条件下),与10mg FA-MCNs加入到10mL双蒸水中搅拌4h,以2000r/min的转速离心5min去除未载入进孔内的M27-39或FICT-M27-39,由此分别得到M27-39@FA-MCNs复合体和FITC-M27-39@FA-MCNs复合体。离心后静置,取上清用于紫外定量测试,从而得到M27-39或FICT-M27-39在FA-MCNs的负载量。载药量的计算公式为:载药量(%)=(W0/W)×100%,其中W0为载入FA-MCNs中的M27-39的质量,W为载药FA-MCNs的质量,M27-39@FA-MCNs复合体的载药量达36.45%(图1)。
所述的M27-39多肽,其氨基酸序列为VAQQAANVAATLK,具体如SEQ ID NO.1所示,FITC-M27-39指的是将荧光标记FITC加载在M27-39上,可以商业合成,本发明是委托北京中科亚光生物科技有限公司合成的。
4、M27-39@FA-MCNs复合体在两种不同介质中的M27-39的释放:取M27-39@FA-MCNs复合体10mg于10mL pH 1.2的人工胃液介质中,保持释放体系温度在37℃,500rpm匀速磁力搅拌2h。分别在30、60、90、120min时,离心(20000×g/30min)取上清1mL,同时立即补充1mL的人工胃液介质,采用紫外分光光度法测定药物含量,计算累积释放百分数。2h后,将上述M27-39@FA-MCNs转移到10mLpH 6.8人工肠液介质中,保持释放体系温度在37℃,500rpm匀速磁力搅拌4h。分别在150、210、240、300、360min时,离心(20000×g/30min)取上清1mL,同时立即补充1mL的人工肠液介质中,采用紫外分光光度法测定药物含量,计算累积释放百分数。在pH 1.2的人工胃液介质中,M27-39@FA-MCNs复合体2h累计释放率为51.12%;在pH6.8的人工肠液中释放4h,最终累计释放率达到87.77%(图2)。
5、FA-MCNs及M27-39@FA-MCNs复合体透射电子显微镜(Transmission ElectronMicroscope,TEM):TEM可以对固体的精细结构直接成像。样品的制备:将样品粉末在酒精中分散,使用超声波震荡器帮助分散,然后将悬浮液滴于富有多孔炭膜的铜网上,待干燥后,插入电子显微镜。结果显示FA-MCNs表面有丰富的孔道,M27-39能充分地填充到孔道中(图3)。
6、FA-MCNs、M27-39以及M27-39@FA-MCNs对NCM460细胞毒性评价:采用MTT法评价FA-MCNs、M27-39以及M27-39@FA-MCNs对NCM460细胞毒性的影响,具体方法如下:
NCM460细胞于37℃饱和湿度的恒温箱中5%CO2传代培养,培养基为含10%胎牛血清,100U/mL氨苄青霉素和100U/mL链霉素的DMEM,当细胞生长接近80%融合度时,用0.25%胰蛋白酶消化制成单细胞悬液,准确计数。
调整细胞浓度为1×105cell/mL,接种于96孔细胞培养板(分16组,每组4个复孔),培养24小时待细胞贴壁后,弃培养液,分别加入含FA-MCNs(20、40、80、160、320μg/mL)、M27-39(7.5、15、30、60、120μg/mL)及M27-39@FA-MCNs(20、40、80、160、320μg/mL)的培养液,阴性对照组加空白培养液。
第3天弃培养基,用PBS洗板后,每孔加入10μL的5mg/mLMTT溶液和100μL培养基置于恒温培养箱内继续培养4h。取出培养板,弃去上清,每孔加入100μLDMSO,将培养板振摇30min。待MTT氧化产生的结晶完全溶解之后使用酶标仪测定OD值,测定波长为570/630nm,实验重复3次,取平均值。MTT结果显示各浓度梯度的FA-MCNs、M27-39以及M27-39@FA-MCNs对NCM460无细胞毒性(图4)。
7、FA-MCNs的肠上皮生物黏附性及溶血测定:灌胃给予实验大鼠浓度为5mg/mL的FA-MCNs 2mL,2h后处死大鼠,取回肠中段,生理盐水冲洗3次,观察肠腔内壁FA-MCNs黏附情况并拍摄照片(图5A)。如图5A所示,回肠壁黏附大量黑色物质,即使采用生理盐水反复冲洗肠段,黑色物质仍保持在回肠表面,表明FA-MCNs具有较强的生物粘附性。肠粘附性赋予药物较长的肠道滞留时间,为药物的跨上皮吸收提供充足的时间,从而有助于提高生物利用度。取大鼠血液,1200g离心15min,收集红细胞,再用PBS洗3遍,将FA-MCNs悬浮在PBS中,制成不同浓度梯度的悬液,将150μLFA-MCNs悬液与150μL 2%(细胞与PBS的体积比)的红细胞混合,1%TritonX-100处理的细胞作为阳性对照组,PBS处理组为阴性对照,37℃水浴1h,之后离心15min,拍照,如图5B所示,加入不同浓度的FA-MCNs均没有出现溶血。
8、FA-MCNs、M27-39和M27-39@FA-MCNs对HCT116增殖的影响:采用MTT法分别评价FA-MCNs、M27-39和M27-39@FA-MCNs对HCT116细胞增殖的影响,具体方法如下:
HCT116细胞于37℃饱和湿度的恒温箱中5%CO2传代培养,培养基为含10%胎牛血清,100U/mL氨苄青霉素和100U/mL链霉素的DMEM,当细胞生长接近80%融合度时,用0.25%胰蛋白酶消化制成单细胞悬液,准确计数。
调整细胞浓度为1×105cell/mL,接种于96孔细胞培养板(分16组,每组4个复孔),培养24小时待细胞贴壁后,弃培养液,分别加入含FA-MCNs(20、40、80、160、320μg/mL)、M27-39(7.5、15、30、60、120μg/mL)及M27-39@FA-MCNs(20、40、80、160、320μg/mL)的培养液,阴性对照组加空白培养液。
第3天弃培养基,用PBS洗板后,每孔加入10μL的5mg/mLMTT溶液和100μL培养基置于恒温培养箱内继续培养4h。取出培养板,弃去上清,每孔加入100μLDMSO,将培养板振摇30min。待MTT氧化产生的结晶完全溶解之后使用酶标仪测定OD值,测定波长为570/630nm,实验重复3次,取平均值。MTT结果显示M27-39和M27-39@FA-MCNs复合体均具有抗HCT116肿瘤细胞增殖活性,但M27-39@FA-MCNs复合体(以M27-39@FA-MCNs复合体的量计算,M27-39@FA-MCNs复合体的载药量为36.45%)活性明显强于M27-39(图6)。其中FA-MCNs VS HCT116表示FA-MCNs对HCT116细胞增殖的影响,M27-39VSHCT116表示M27-39对HCT116细胞增殖的影响,M27-39@FA-MCNs VS HCT116表示M27-39@FA-MCNs对HCT116细胞增殖的影响。
9、FITC-M27-39@FA-MCNs与FITC-M27-39靶向HCT116细胞评价:采用激光共聚焦显微镜观察HCT116细胞对FITC-M27-39@FA-MCNs与FITC-M27-39的吞噬后胞内荧光强弱来评价其靶向HCT116细胞作用大小,具体方法如下:
HCT116细胞于37℃饱和湿度的恒温箱中5%CO2传代培养,培养基为含10%胎牛血清,100U/mL氨苄青霉素和100U/mL链霉素的DMEM,当细胞生长接近80%融合度时,用0.25%胰蛋白酶消化制成单细胞悬液,准确计数。
调整细胞浓度为1×105cell/mL,接种于6孔细胞培养板(分3组,2个复孔),培养24小时待细胞贴壁后,弃培养液,用PBS洗板3次,然后分别加入2mLFITC-M27-39@FA-MCNs(750μg/mL)和FITC-M27-39(300μg/mL)继续培养30min,空白组加入2mL培养液。上述细胞培养后用PBS溶液洗涤3次,加入浓度为4%的多聚甲醛溶液固定,细胞核用5μg/mL的DAPI染色。之后用莱卡共聚焦激光扫描显微镜(SP5)在63倍油镜下进行表征。结果显示:与M27-39相比,M27-39@FA-MCNs靶向HCT116的效果更好(图7)。
序列表
<110> 广东药科大学
<120> 一种多肽药物口服靶向系统M27-39@FA-MCNs复合体及其制备方法和应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 13
<212> PRT
<213> 家蝇(Musca domestica L.)
<400> 1
Val Ala Gln Gln Ala Ala Asn Val Ala Ala Thr Leu Lys
1 5 10

Claims (9)

1.M27-39多肽在制备抗结肠癌药物中的应用,所述的M27-39多肽的氨基酸序列为:VAQQAANVAATLK。
2.一种M27-39@FA-MCNs复合体的制备方法,其特征在于,其是将介孔碳叶酸化后作为M27-39多肽的载体,而得到M27-39@FA-MCNs复合体,所述的M27-39多肽的氨基酸序列为:VAQQAANVAATLK。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1、合成介孔碳;
s2、将介孔碳叶酸化得到FA-MCNs复合体;
s3、将M27-39多肽载入FA-MCNs复合体上得到M27-39@FA-MCNs复合体。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的合成介孔碳是在水中加入盐酸和F127使其溶解,再加入间苯三酚使其溶解,加入甲醛反应,反应完后用水洗沉淀,干燥,然后在惰性气氛下碳化得到介孔碳。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的将介孔碳叶酸化得到FA-MCNs复合体是将壳寡糖溶于氢氧化钠溶液中,然后加入酸化处理过的介孔碳,超声处理,洗涤干燥得到壳寡糖修饰的介孔碳,将壳寡糖修饰的介孔碳分散于PBS缓冲溶液中,再加入叶酸、1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺,反应得到FA-MCNs复合体。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述的将M27-39多肽载入FA-MCNs复合体上是将M27-39多肽与FA-MCNs复合体都加入到水中反应,再洗去未载入进孔内的M27-39多肽,得到M27-39@FA-MCNs复合体。
7.一种按照权利要求2、3、4、5或6所述的制备方法制备得到的M27-39@FA-MCNs复合体。
8.权利要求7所述的M27-39@FA-MCNs复合体在制备抗结肠癌药物中的应用。
9.一种抗结肠癌药物,其特征在于,包括有效量的权利要求7所述的M27-39@FA-MCNs复合体作为活性成分。
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