CN110392583A - 改进的杂化的末端树枝状聚合物 - Google Patents

改进的杂化的末端树枝状聚合物 Download PDF

Info

Publication number
CN110392583A
CN110392583A CN201780057120.7A CN201780057120A CN110392583A CN 110392583 A CN110392583 A CN 110392583A CN 201780057120 A CN201780057120 A CN 201780057120A CN 110392583 A CN110392583 A CN 110392583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acid
compound
peg
group
nanocarrier
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
CN201780057120.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110392583B (zh
Inventor
K·S·拉姆
李源培
G·巴拉德瓦杰
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.)
University of California
Original Assignee
University of California
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 University of California filed Critical University of California
Publication of CN110392583A publication Critical patent/CN110392583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110392583B publication Critical patent/CN110392583B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • A61K47/50—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/62—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
    • A61K47/64—Drug-peptide, drug-protein or drug-polyamino acid conjugates, i.e. the modifying agent being a peptide, protein or polyamino acid which is covalently bonded or complexed to a therapeutically active agent
    • A61K47/641—Branched, dendritic or hypercomb peptides
    • 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
    • A61K47/50—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/54—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic compound
    • A61K47/549—Sugars, nucleosides, nucleotides or nucleic acids
    • 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
    • A61K47/50—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/56—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
    • A61K47/59—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes
    • A61K47/60—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyureas or polyurethanes the organic macromolecular compound being a polyoxyalkylene oligomer, polymer or dendrimer, e.g. PEG, PPG, PEO or polyglycerol
    • 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
    • A61K47/50—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/56—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
    • A61K47/61—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule the organic macromolecular compound being a polysaccharide or a derivative thereof
    • 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
    • A61K47/50—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6905—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion
    • A61K47/6907—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 the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a colloid or an emulsion the form being a microemulsion, nanoemulsion or micelle
    • 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
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5146—Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyamines, polyanhydrides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00—Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00—Preparations for testing in vivo
    • 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
    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/192—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having aromatic groups, e.g. sulindac, 2-aryl-propionic acids, ethacrynic acid 
    • 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
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/403—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with carbocyclic rings, e.g. carbazole
    • A61K31/404—Indoles, e.g. pindolol
    • 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
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/40—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil
    • A61K31/407—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with one nitrogen as the only ring hetero atom, e.g. sulpiride, succinimide, tolmetin, buflomedil condensed with other heterocyclic ring systems, e.g. ketorolac, physostigmine
    • 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
    • A61K31/33—Heterocyclic compounds
    • A61K31/395—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins
    • A61K31/41—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine or rifamycins having five-membered rings with two or more ring hetero atoms, at least one of which being nitrogen, e.g. tetrazole
    • A61K31/42—Oxazoles
    • A61K31/421—1,3-Oxazoles, e.g. pemoline, trimethadione
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
  • Polyethers (AREA)

Abstract

本发明提供了杂化的末端树枝状聚合物和制备含有这种杂化的末端树枝状聚合物的纳米载体的方法和组合物。

Description

改进的杂化的末端树枝状聚合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月15日提交的美国临时申请No.62/395,237的优先权，该申请以整体形式并入本文用于所有目的。
政府许可权
本发明是在政府支持下，由美国国立卫生研究院根据基金号2R01CA115483-08和1U01CA198880-01提供资助完成的。政府对本发明享有部分权利。
背景技术
小分子药物通过受试者到达指定部位的递释方法和组合物是一个重要的研究领域。紫杉烷(Taxane)是一种典型的小分子抗癌剂，在细胞分裂过程中，通过干扰细胞的正常微管分解起作用。目前紫杉烷家族的三名成员即：紫杉醇(PTX)，多西紫杉醇(DTX)和卡巴他赛(CTX)已被联邦药品管理局批准用于临床(图1)，前两种被广泛用作多种癌症(如乳腺癌，卵巢癌和肺癌)的一线治疗选择。CTX是紫杉烷家族的最新成员，已被批准用于治疗激素难治性前列腺癌。尽管它们应用广泛，但所有这三种紫杉烷在水中的溶解度都非常低，从而把他们开发成用于医药用途的有效制剂非常具有挑战性。它们用聚氧乙烯蓖麻油/无水乙醇的混合物或吐温80来配制，两者都有严重的副作用(如：过敏反应，外周神经毒性等)。纳米医学在癌症领域的应用使得PTX负载的人血清白蛋白纳米聚集体得到开发和FDA批准。尽管给药更多(对于Abraxane而言为240mg/m2PTX，对于紫杉醇为175mg/m2PTX)，但这些纳米颗粒相对“大”(直径为130nm)，并且临床功效的改善微不足道。已经开发出了多种PTX和DTX纳米制剂，并且最近已经尝试CTX纳米制剂。然而，据我们所知，没有一种聚合物或纳米平台能够以高负载效率稳定地包裹所有这些紫杉烷类。本发明满足了以上需求以及其他需要。
发明内容
在一个实施方案中，本发明提供式III所示的化合物：
(PEG)m-Ap-L-D(Y1)q-(R)n(III)
其中A与至少一个PEG基团连接；D是具有单一中心基团，多个分支单体单元X，多个可交联基团Y1和多个端基R的树枝状聚合物；L是与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接子；各PEG是聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各R独立地选自R'和R”，其中各个R'各自独立地为具有一亲水面和一疏水面的两亲化合物，且各个R”选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物，其中各R的分子量大于100g/mol且小于2000g/mol；下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物的端基数；各个Y1为选自下组的可交联基团：硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸；下标m是0到5的整数；和；下标p和q为0或2到10。
在另一个实施方案中，本发明提供式I所示的化合物：
(PEG)m-L-D-(R)n(I)，
其中D是具有单一中心基团，多个支链单体单元X和多个端基R的树枝状聚合物；L是与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接基；各PEG是聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各R各自独立地直接或通过连接子L'连接到树枝状聚合物的单体X上；各个R各自独立地选自R'和R”，其中R'是具有一亲水面和一疏水面的两亲化合物，R”为饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢产物，酶辅因子，抗生素或药物；下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物的端基数，其中R基团数量n中至少四分之一是R'；且下标m是0到5的整数。在一些实施方案中，各R的分子量大于100g/mol且小于2000g/mol。
在另一个实施方案中，本发明提供式II所示的化合物：
(PEG)m-Ap-L-D(Y1)q-(R)n(II)，
其中A与至少一个PEG基团连接；D是具有单一中心基团，多个分支单体单元X，多个可交联基团Y1和多个端基R的树枝状聚合物；L是与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接基；每个PEG是聚乙二醇(PEG)聚合物，其中每个PEG聚合物的分子量为1-50kDa；每个R独立地选自R'和R”，其中各个R'各自独立地为具有一亲水面和一疏水面的两亲化合物，R”选自洗下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物的端基数；且R基团数量n中至少四分之一是R'；各个Y1各自独立地为选自下组的可交联基团：硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸；下标m是0到5的整数；和；下标p和q为0或2到10。在一些实施方案中，各R的分子量为大于100g/mol且小于2000g/mol。
在另一个实施方案中，本发明提供下式所示的化合物：
其中X是支链单体单元；L为键或连接子；各PEG是聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各个R'各自独立地为具有一亲水面和一疏水面的为两亲化合物，并且每个R'各自独立地通过键或连接基连接到不同的支链单体单元X；每个R”为选自下组的可交联基团：硫醇，半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸，其中可交联基团各自独立地通过键或连接基连接到不同的支链单体单元X。在一些实施方案中，每个R的分子量为大于100g/mol且小于2000g/mol。
本发明还提供了一种纳米载体，其包含至少一种或至少两种前述缀合物。在一些实施方案中，所述纳米载体的至少两种缀合物包含可交联基团，其中一种缀合物的可交联基团与另一种缀合物的可交联基团交联。本发明还提供载药纳米载体。
本发明还提供了制备任何一种或多种前述化合物或纳米载体的方法，包括负载有药物或显像剂的纳米载体。本发明还提供了施用任何一种或多种前述化合物或纳米载体的方法，所述纳米载体包括装载有药物或显像剂的纳米载体。
附图说明
图1示出FDA批准的紫杉烷类药物(左)和PEG5K-CA8末端树枝状聚合物的化学结构。
图2示出本发明公开的两亲聚合物的两种不同实施方案；(左)杂化的末端树枝状聚合物，其中所述聚合物端基包括胆酸酯(CA)和有机部分(OM)；和(右)非杂化的末端树枝状聚合物，其中所述聚合物端基均为有机部分(OM)。
图3示出所述末端树枝状聚合物的溶血测定结果。
图4示出所述末端树枝状聚合物对MDA-MB-231乳腺癌细胞的细胞毒性。报告中的值是三份样品的平均值±SD。
图5A-B为(A)为用于产生杂化的末端树枝状聚合物的合成方案；(B)为用于产生非杂化的末端树枝状聚合物的合成方案。
图6为PEG聚合物PEG5k-NH2的MALDI-TOF质谱(MS)数据。
图7为杂化的末端树枝状聚合物PEG5k-(肉桂酸)4-CA4的MALDI-TOF质谱(MS)数据。
图8为非杂化的末端树枝状聚合物PEG5k-(肉桂酸)8的MALDI-TOF质谱(MS)数据。
图9为杂化的末端树枝状聚合物PEG5k-(山梨酸)4-CA4的MALDI-TOF质谱(MS)数据。
图10为非杂化的末端树枝状聚合物PEG5k-(山梨酸)8的MALDI-TOF质谱(MS)数据。
图11为用动态光散射(DLS)测出的具有代表性的装载药物的杂化的末端树枝状聚合物和非杂化的末端树枝状聚合物的粒径。
图12为一类含有胆酸酯(CA)和含羟基或含胺端基的杂化的末端树枝状聚合物的一个实施方案。
图13为一类基于二硫化物的可交联线性-树枝状杂化嵌段共聚物的一个实施方案。
图14(左)示出了一类基于硫辛酸的可交联杂化的末端树枝状聚合物的一个实施方案；(右)示出了交联三种或更多种基于硫辛酸的可交联杂化的末端树枝状聚合物的反应方案。
图15为一类基于易于还原的二硫化物的杂化的末端树枝状聚合物的一个实施方案。
图16分别示出了基于肉桂酸和亚油酸的二硫化物交联聚合物PEG5K-(肉桂酸)4/(Cys-L-CA)4和PEG5K-(亚油酸)4/(Cys-L-CA)4的合成方案。
图17为使用PEG5K-(肉桂酸)4/(Cys-L-CA)4.制备的纳米载体的尺寸分布。
图18为使用PEG5K-(亚油酸)4/(Cys-L-CA)4制备的纳米载体的尺寸分布。
图19为使用PEG5K-(亚油酸)4/(Cys-L-CA)4进行的SDS稳定性研究。
图20为用PEG5K-(亚油酸)4/(Cys-L-CA)4和10mM的DTT进行的SDS稳定性研究。
图21为非甾体抗炎药(NSAID)杂化的末端树枝状聚合物的制备。
图22为可用于本发明的非甾体抗炎药(NSAID)。
图23为使用PEG5K-(依托度酸)4/(CA)4制备的纳米载体的尺寸分布。
图24为使用PEG5K-(吲哚美辛)4/(CA)4制备的纳米载体的大小分布。
图25为使用PEG5K-(萘普生)4/(CA)4制备的纳米载体的尺寸分布。
图26为使用PEG5K-(奥沙普秦)4/(CA)4制备的纳米载体的尺寸分布。
图27为使用PEG5K-(舒林酸)4/(CA)4制备的纳米载体的尺寸分布。
图28示出了表面可交联的末端树枝状聚合物的制备方案，例如PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4。
图29示出了使用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图30示出了用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4进行的SDS稳定性研究。
图31示出了用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4和10mM的DTT进行的SDS稳定性研究。
图32示出了使用载有卡巴他赛的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图33示出了使用载有多西紫杉醇的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图34示出了使用载有阿霉素的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图35示出了使用载有依托泊苷的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图36示出了使用载有紫杉醇的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图37示出了使用载有SN-38的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图38示出了使用载有长春碱的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图39示出了使用载有长春新碱的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的尺寸分布。
图40示出了膀胱癌细胞(5637)暴露于负载长春碱的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4和PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/Ca4制备的纳米载体的存活率。
图41示出了膀胱癌细胞(J82)暴露于负载长春碱的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4和PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的存活率。
图42示出了使用载有DiD的用PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4制备的纳米载体的体内生物分布。
图43A，43B和43C示出了使用载有长春碱的PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4和PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4对MB49肿瘤的体内治疗研究的结果，并显示了肿瘤生长(图43A)，存活曲线(图43B)和体重(图43C)。
图44A，44B和44C示出了使用载有长春碱的PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4和PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4对BL269肿瘤的体内治疗研究的结果。并显示了肿瘤生长(图44A)，存活曲线(图44B)和体重(图44C)。
具体实施方式
I.一般
本发明提供了改进的杂化和非杂化和可交联的杂合和非杂化的末端树枝状聚合物缀合物，其具有亲水性聚(乙二醇)(PEG)片段，树枝状聚合物片段和多个端基R。PEG片段为包含一个或多个PEG链的支链或线性结构。至少有一部分(例如，1/4，1/3，1/2，2/3，3/4或全部)端基R为胆酸或其衍生物。其余端基为有机部分(OM)。胆酸或其衍生物和PEG通过含有各种酸重复单元低聚物树枝状聚合物连接。通常，树枝状聚合物包含二氨基羧酸，赖氨酸。末端树枝状聚合物也可以用可交联基团官能化。末端树枝状聚合物可以在溶液中聚集以形成具有疏水内部和亲水外部的胶束，并且可以用作纳米载体以递送具有低水溶性的药物(例如，紫杉烷)或其他试剂(例如，成像剂)。在形成胶束后，具有可交联基团的末端树枝状聚合物可以使用可交联基团交联，以形成更稳定的胶束。
II.定义
如本文所用，术语“树枝状聚合物(dendrimer)”和“树枝状聚合物(dendriticpolymer)”是指含有一个中心，多个支链单体单元和多个端基的支化聚合物。单体连接在一起形成从中心延伸并终止于端基的臂(或“树突(dendrons)”)。树枝状聚合物的中心可以与本发明化合物的其他片段连接，并且端基可以被其他化学部分进一步官能化。
如本文所用，术语“末端树枝状聚合物”是指含有亲水性PEG片段和与树枝状聚合物的一个或多个端基共价键合的一个或多个化学部分的树枝状聚合物。这些部分包括但不限于疏水基团，亲水基团，两亲化合物和有机部分。使用正交保护基团策略在所需的末端基团选择性地安装不同的部分。
如本文所用，术语“纳米载体”是指由本发明的树枝状聚合物缀合物的聚集而产生的胶束。纳米载体具有疏水性核心和亲水性外部。
如本文所用，术语“单体”和“单体单元”是指二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。本发明的二氨基羧酸基团的实例包括但不限于2,3-二氨基丙酸，2,4-二氨基丁酸，2,5-二氨基戊酸(鸟氨酸)，2,6-二氨基己酸(赖氨酸)，(2-氨基乙基)-半胱氨酸，3-氨基-2-氨基甲基丙酸，3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸，4-氨基-2-(2-氨基乙基)丁酸和5-氨基-2-(3-氨基丙基)戊酸。本发明的二羟基羧酸基团的实例包括但不限于甘油酸，2,4-二羟基丁酸，甘油酸，2,4-二羟基丁酸，2,2-双(羟甲基)丙酸和2，2-双(羟甲基)丁酸。羟基氨基羧酸的实例包括但不限于丝氨酸和高丝氨酸。本领域技术人员将理解，其他单体单元可用于本发明。
如本文所用，术语“氨基酸”是指带有胺官能团的羧酸。氨基酸包括上述二氨基羧酸。氨基酸包括天然存在的α-氨基酸，其中胺结合于羧酸的羰基碳相邻碳。天然存在的α-氨基酸的实例包括但不限于L-天冬氨酸，L-谷氨酸，L-组氨酸，L-赖氨酸和L-精氨酸。氨基酸还可包括天然存在的α-氨基酸的D-对映体，以及β-氨基酸和其他非天然存在的氨基酸。
如本文所用，术语“低聚物”是指如上所述的五个或更少的单体共价连接在一起。单体可以以线性或支化方式连接在一起。低聚物可以作为末端树枝状聚合物的支化片段的中心。
如本文所用，术语“两亲化合物”是指具有疏水部分和亲水部分的化合物。例如，本发明的两亲化合物可具有化合物的一个亲水面和化合物的一个疏水面。可用于本发明的两亲化合物包括但不限于胆酸以及胆酸类似物及其衍生物。
如本文所用，术语“胆酸”是指(R)-4-((3R，5S,7R，8R，9S,10S,12S,13R，14S,17R)-3,7,12-三羟基-10，13-二甲基十六氢-1H-环戊[a]菲-17-基)戊酸。胆酸也称为3α，7α，12α-三羟基-5β-胆烷酸；3-a，7-a，12-a-三羟基-5-β-胆烷-24-酸；17-β-(1-甲基-3-羧丙基)本胆烷-3a，7a，12a-三醇；胆酸(cholalic acid)；和胆酸(cholalin)。胆酸衍生物和类似物，例如，例如别胆酸、蟒胆酸、禽胆酸(avicholic acid)、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸，也可用于本发明。对胆酸衍生物进行设计优化以调节由末端树枝状聚合物组装产生的纳米载体的性质，例如胶束稳定性和膜活性。例如，胆酸衍生物可具有用一个或多个甘油基团，氨基丙二醇基团或其他基团修饰的亲水面。
如本文所用，术语“药物”或“治疗剂”是指能够治疗和/或改善病症或疾病的药剂。药物可以是疏水性药物，即任何排斥水的药物。可用于本发明的疏水性药物包括但不限于紫杉烷(例如，紫杉醇，多西紫杉醇，卡巴他赛，巴卡丁III，10-去乙酰基巴卡亭，红豆杉A，红豆杉B或红豆杉C)，多柔比星，依托泊苷，伊立替康，SN-38，环孢菌素A，鬼臼毒素，卡莫司汀，两性霉素，伊沙匹隆，帕土匹龙(埃博霉素类)，雷帕霉素和铂类药物。其他药物包括非甾体抗炎药和长春花生物碱如长春碱和长春新碱。本发明的药物还包括前药形式。本领域技术人员应当理解，其他药物可用于本发明。
如本文所用，术语“可交联基团”或“交联基团”是指能够与另一分子上的相似或互补基团结合的官能团，例如与第二树枝状聚合物上的第二可交联基团连接的第一树枝状聚合物上的第一可交联基团当引入树枝状聚合物内部时，适合作为本发明可交联和交联基团的基团包括诸如半胱氨酸的硫醇，硼酸和例如儿茶酚的1,2-二羟基苯的1,2-二醇。当在树枝状聚合物的一个或多个端基上引入时，适合作为本发明中的可交联和交联基团的基团包括硫醇，例如半胱氨酸和N-乙酰基-半胱氨酸。当可交联和交联基团结合时，它们形成交联键，例如二硫化物和硼酸酯。其他可交联和交联基团适用于本发明。
如本文所用，术语“键断裂组分”是指使本发明的可交联和交联基团形成的交联键裂解的试剂。键裂解组分可以是还原剂，例如谷胱甘肽(当交联键是二硫键时)，或甘露醇(当硼酸和1,2-二醇形成交联键时)。
如本文所用，术语“成像剂”是指使身体器官，组织或系统成像的化学物质。示例性成像剂包括顺磁剂，光学探针和放射性核素。
如本文所用，术语“治疗(treat)”、“治疗(treating)”和“治疗(treatment)”是指在治疗或减轻损伤、病理、病状或症状(例如疼痛)方面的任何成功标志，包括任何客观或主观参数，例如症状的减轻、消退、消失，或者使症状、损伤、病理或病况对于患者而言更耐受，减少症状或病况的频率或持续时间，或者在某些情况中，防止症状或病况的发作。症状的治疗或改善可以基于任何客观或主观参数；包括例如身体检查的结果。
如本文所用，术语“受试者”是指动物，例如哺乳动物，包括但不限于灵长类动物(例如人类)，牛，绵羊，山羊，马，狗，猫，兔，大鼠，小鼠等。在某些实施方案中，受试者为人。
如本文所用，术语“治疗有效量或剂量”或“治疗上足够的量或剂量”或“有效或足够的量或剂量”是指产生给药所预期的治疗效果的剂量。确切的剂量将取决于治疗的目的，并且本领域技术人员可以使用已知技术确定(参见，例如，Lieberman，药物剂型(第1-3卷，1992)；Lloyd，药物复合的艺术，科学和技术(1999)；Pickar，剂量计算(DosageCalculation)(1999)；和Remington：药学科学和实践，第20版，2003，Gennaro，Ed.，Lippincott，Williams&Wilkins)来确定。在敏化细胞中，治疗有效剂量通常可低于非敏化细胞的常规治疗有效剂量。
如本文所用，术语“有机部分”，“OM”等是指非胆酸或其衍生物的端基，并且选自饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物。本发明的有机部分端基分子量通常为100至2000g/mol，优选130至500g/mol。
III.杂化的末端树枝状聚合物
本发明提供了改进的杂化和非杂化和可交联的杂化和非杂化末端树枝状聚合物缀合物，其具有亲水性聚(乙二醇)(PEG)片段，树枝状聚合物片段和多个端基R。PEG片段为包括一个或多个PEG链的支链或线性结构。端基R至少有一部分(例如，1/4,1/3,1/2,2/3,3/4或全部)可以是胆酸或其衍生物。其余端基为有机部分(OM)。胆酸或其衍生物和PEG通过含有各种酸重复单元低聚物树枝状聚合物连接。通常，树枝状聚合物包含二氨基羧酸，赖氨酸。末端树枝状聚合物也可以用可交联基团官能化。末端树枝状聚合物可以在溶液中聚集以形成具有疏水内部和亲水外部的胶束，并且可以用作纳米载体以递送具有低水溶性的药物(例如，紫杉烷)或其他试剂(例如，成像剂)。在形成胶束后，具有可交联基团的末端树枝状聚合物可以使用可交联基团交联，以形成更稳定的胶束。
在一些实施方案中，本发明提供式III所示的化合物：
(PEG)m-Ap-L-D(Y1)q-(R)n(III)
其中A与至少一个PEG基团连接；D是具有单一中心基团，多个分支单体单元X，多个可交联基团Y1和多个端基R的树枝状聚合物；L为与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接子；各PEG是聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各R独立地选自R'和R”，其中各个R'各自独立地为具有一亲水面和一疏水面的两亲化合物，R”选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物，其中各R的分子量为大于100g/mol且小于2000g/mol；下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物的端基数；Y1为选自下组的可交联基团：硫醇，硼酸，1,2-二醇，或半胱氨酸基团；下标m是0到5的整数；且下标p和q为0或2到10。
在一些实施方案中，本发明提供式IIIa所示的化合物：
(PEG)m-L-D(Y1)q-(R)n(IIIa)。
在一些实施方案中，该化合物具有以下结构：
其中每个L'和L”独立地为键或连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸；PEG的分子量为1-50kDa；每个R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α))-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)；每个R”独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；各支链单体单元X为赖氨酸；并且Y1为不存在或者为硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸。
在一些实施方案中，每个L'独立地为键或氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸；每个L”独立地是键或连接子Ebes；PEG的分子量为1-50kDa；各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH))，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α))-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)；各R”独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；各支链单体单元X为赖氨酸；并且Y1为不存在，或硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸。
在一些实施方案中，L'为键且L”为键。在一些实施方案中，L'为键且L”为Ebes。在一些实施方案中，L'为氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸，L”为键。在一些实施方案中，L'为琥珀酸，L”为键。在一些实施方案中，L'为氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸，L”为Ebes。在一些实施方案中，L'为琥珀酸，L”为Ebes。
在一些实施方案中，Y1为键。在一些实施方案中，Y1为硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸。在一些实施方案中，Y1为半胱氨酸。
在一些实施方案中，L”为键，并且Y1为键。在一些实施方案中，L”为Ebes，并且Y1为键。在一些实施方案中，L”为键，并且Y1为半胱氨酸。在一些实施方案中，L”为Ebes，并且Y1为半胱氨酸。
在一些实施方案中，L'为键，L”为键，并且Y1为键。在一些实施方案中，L'为琥珀酸，L”为键，并且Y1为键。在一些实施方案中，L'为键，L”为Ebes，并且Y1为半胱氨酸。在一些实施方案中，L'为琥珀酸，L”为Ebes，并且Y1为半胱氨酸。
在本发明的每个实施方案中，各R'可以为胆酸，CA-4OH，CA-5OH或CA-3OH-NH2；各R”可以选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。
在本发明的每个实施方案中，R'可以为胆酸。
在一些实施方案中，该化合物具有以下结构：
其中每个L”独立地为键或连接子Ebes；PEG的分子量为1-50kDa；各个R'为胆酸；R”选自下组：肉桂酸和亚油酸；各支链单体单元X为赖氨酸；Y1为半胱氨酸。
A.有机部分杂化聚合物
本发明提供了一种聚乙二醇化树枝状聚合物，称为末端树枝状聚合物，在树枝状聚合物外围含有胆酸基团和其它有机部分(OMs)。在一些实施方案中，本发明提供式I所示的化合物：
(PEG)m-L-D-(R)n(I)
其中式I的基团D是具有单一中心基团，多个支链单体单元X和多个端基R的树枝状聚合物。式I的基团L是与树枝状聚合物中心基团连接的键或连接子团。式I中，PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa。式I的各R的分子量为大于100g/mol且小于2000g/mol。各R也各自独立地直接通过键与树枝状聚合物的单体X连接，或者通过连接子L'间接连接。各R也各自独立地选自端基R'和端基R”，其中各R'各自独立地为具有疏水面和亲水面的两亲化合物，并且各R'独立地为饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素或药物。式I的下标m是0至5的整数。式I的下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物上的端基数。在一些实施方案中，n个R基团有至少四分之一(例如，1/4，1/3，1/2，2/3，3/3或全部)为R'。在一些实施方案中，n个R基团中有至少四分之一(例如，1/4,1/3,1/2,2/3，3/3或全部)是R”。
树枝状聚合物可以是任何合适的树枝状聚合物。树枝状聚合物可以由包括氨基酸或其他双官能AB2型单体的支链单体单元制成，其中A和B是能够一起反应，生成以A-B键为分支点的聚合物链的两种不同官能团。在一些实施方案中，各支链单体单元X可以是二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。在一些实施方案中，各二氨基羧酸可以是2,3-二氨基丙酸，2,4-二氨基丁酸，2,5-二氨基戊酸(鸟氨酸)，2,6-二氨基己酸(赖氨酸)，(2-氨基乙基)-半胱氨酸，3-氨基-2-氨基甲基丙酸，3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸，4-氨基-2-(2-氨基乙基)丁酸或5-氨基-2-(3-氨基丙基)戊酸。在一些实施方案中，各二羟基羧酸可以是甘油酸，2,4-二羟基丁酸，2,2-双(羟甲基)丙酸，2,2-双(羟甲基)丁酸，丝氨酸或苏氨酸。在一些实施方案中，各羟基氨基羧酸可以是丝氨酸或高丝氨酸。在一些实施方案中，二氨基羧酸是氨基酸。在一些实施方案中，各支链单体单元X为赖氨酸。
末端树枝状聚合物的树枝状聚合物可以是树枝状聚合物任何合适的代，包括第1,2,3,4,5或更多代，其中树枝状聚合物的每个“代”是指在树枝状聚合物的一个分支之后，在中心和端基之间交汇的分支点的数量。末端树枝状聚合物的树枝状聚合物还可以包括局部代(partial-generation)，例如1.5，2.5，3.5，4.5，5.5等，其中树枝状聚合物的分支点仅具有单一的分支。树枝状聚合物的各种结构可以提供任何合适数量的端基，包括但不限于2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31或32个端基。
末端树枝状聚合物或末端树枝状聚合物片段的中心可以是任何合适的官能团。在一些实施方案中，中心包括使得末端树枝状聚合物或末端树枝状聚合物片段连接至另一片段的官能团。中心官能团可以是亲核基团，包括但不限于醇，胺，硫醇或肼。中心官能团也可以是亲电子试剂，例如醛，羧酸或包括酰氯或N-羟基琥珀酰亚胺酯的羧酸衍生物。
连接在末端树枝状聚合物外围的R基团可以是任何合适的化学基团，包括亲水基团，疏水基团或两亲化合物。疏水基团的实例包括但不限于长链烷烃，饱和和不饱和脂肪酸，碳氟化合物，硅氧烷，某些类固醇如胆固醇，和多种聚合物，包括，如：聚苯乙烯和聚异戊二烯。亲水基团的实例包括但不限于醇，短链羧酸，胺，磺酸盐，磷酸盐，糖和某些聚合物如PEG。两亲化合物的实例包括但不限于具有一个亲水面和一个疏水面的分子。
可用于本发明的两亲化合物包括但不限于胆酸以及胆酸类似物及其衍生物。胆酸是指(R)-4-((3R，5S，7R，8R，9S，10S，12S，13R，14S，17R)-3,7,12-三羟基-10,13-二甲基十六氢-1H-环戊[a]菲-17-基)戊酸，具有以下结构：
胆酸衍生物及其类似物包括但不限于，别胆酸、蟒胆酸、禽胆酸(avicholicacid)、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸，对胆酸衍生物进行设计优化以调节由末端树枝状聚合物组装产生的纳米载体的性质，例如胶束稳定性和膜活性。例如，胆酸衍生物可具有用一个或多个甘油基团，氨基丙二醇基团或其他基团修饰的亲水面。
末端树枝状聚合物末端基团还可包括诸如氨基己酸的药物。本领域技术人员应当理解，其他药物可用于本发明。末端树枝状聚合物末端基团端基还可包括饱和和不饱和羧酸，维生素，酶辅因子和代谢物。
在一些实施方案中，每个R'可以是胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)，(3α，5β，7α，12α)-7，12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)。
末端树枝状聚合物主链可以根据支链的数量以及端基和R基团的数量和化学性质而变化，其会调整溶液构象，流变性质和其他特性。末端树枝状聚合物可具有任何合适数目的n个端基和任何合适数量的R基团。在一些实施方案中，n可以是2-70，或2-50，或2-30，或2-10。下标n可以是2，3，4，5，6，7，8，9，10，15或20。在一些实施方案中，下标n可以为2至10，2至8，4-10或4至8。在一些实施方案中，n为4-20或8-10。在一些实施方案中，n为8-20。在一些实施方案中，n为8。
在一些实施方案中，每个R'基团是相同的。类似地，在一些实施方案中，每个R”基团是相同的。在一些实施方案中，存在至少两个不同的R'基团，例如两个不同的两亲基团。在一些实施方案中，存在至少两个不同的R”基团，例如不饱和羧酸(肉桂酸)和饱和脂肪酸(月桂酸)。
连接子L可包括任何合适的连接子。通常，连接子是双官能连接子，具有两个官能团，用于与两个末端树枝状聚合物片段中的每一个反应。在一些实施方案中，连接子可以是异双官能连接子。在一些实施方案中，连接子可以是同双官能连接子。在一些实施方案中，连接子L可以是聚乙二醇，聚丝氨酸，聚甘氨酸，聚(丝氨酸-甘氨酸)，脂肪族氨基酸，6-氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β基丙氨酸。本领域技术人员应当认识到，连接子的大小和化学性质可以基于待连接的末端树枝状聚合物片段的结构而变化。
在一些实施方案中，连接子L是具有下式的Ebes连接子：
任何尺寸和结构的聚乙二醇(PEG)聚合物都可用作本发明的纳米载体。在一些实施方案中，PEG为1-100kDa。在其他实施方案中，PEG为1-10kDa。在一些其他实施方案中，PEG约为5kDa。在其他实施方案中，其他的PEG聚合物与两亲化合物连接。例如，当两亲化合物是胆酸时，每个胆酸最多与3个PEG聚合物连接。与两亲化合物连接的PEG聚合物的尺寸为200-10,000Da。在其他实施方案中，与两亲化合物连接的PEG聚合物的大小为1-5kDa。本领域技术人员应当理解，其他PEG聚合物和其他亲水聚合物可用于本发明。PEG可以是任何合适的长度。
任何合适数量的PEG基团均是存在的。例如，下标m可以是0，1，2，3，4，5，10，15或20。下标m也可以是0到5，0到4，0到3，0到2，1到5，1到4或1到3。在一些实施方案中，下标m为1。
在一些实施方案中，式I化合物具有以下结构：
其中R'为具有疏水面和亲水面的两亲化合物，R”为饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素或一种药物。在某些情况下，各支链单体单元X为赖氨酸。在某些情况下，具有疏水面和亲水面(R')的每种两亲化合物独立地选自下组：胆酸(CA)，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2))。
在一些实施方案中，式I化合物具有以下结构：
其中各X为赖氨酸；PEG为PEG5k；各R为胆酸，CA-4OH，CA-5OH或CA-3OH-NH2；各R”选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄素，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇，胆钙化醇和非甾体抗炎药。
可用于本发明的非甾体抗炎药(NSAID)包括任何已知的NSAID。代表性的NSAID包括但不限于依托度酸，吲哚美辛，萘普生，奥沙普嗪，舒林酸，乙酰水杨酸，十二烯，水杨酸，莎草酸，布洛芬，右布洛芬，非诺洛芬，酮洛芬，右酮洛芬，氟比洛芬，奥沙普嗪，洛索洛芬，托美汀，酮咯酸，双氯芬酸，醋氯芬酸，甲芬那酸，甲氯芬那酸，氟芬那酸，托芬那酸等。在某些实施方案中，NSAID可以是依托度酸，吲哚美辛，萘普生，恶丙秦，舒林酸，乙酰水杨酸，氟尼柳(fiflunisal)，水杨酸，莎草酸，布洛芬，右布洛芬，非诺洛芬，酮洛芬，右酮洛芬，氟比洛芬，奥沙普嗪，洛索洛芬，托美汀，酮咯酸，双氯芬酸，或醋氯芬酸。在一些实施方案中，NSAID可以是依托度酸，吲哚美辛，萘普生，奥沙普秦或舒林酸。
在一些实施方案中，式I化合物具有以下结构：
其中各支链单体单元X为赖氨酸；各L'为键或连接子。在一些实施方案中，各L'为连接子Ebes或琥珀酸。在一些实施方案中，各L'为连接子Ebes。在一些实施方案中，各L'为琥珀酸。在某些情况下，其中L'为琥珀酸，R”为缺少羧基的有机部分(OM)，或具有羟基或胺基的OM。在某些情况下，其中L'为琥珀酸，R”为有机部分(OM)，其独立地选自核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。在某些情况下，其中L为键或连接子Ebes，R”为有机部分(OM)，其独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸和氨基己酸。在一些情况下，其中L'是键或连接子Ebes，R”为药物。
在一些实施方案中，式I化合物具有以下结构：
其中各X是赖氨酸；PEG为PEG5k；各R'是胆酸，CA-4OH，CA-5OH或CA-3OH-NH2；各R”选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄素，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。
在一些实施方案中，式I化合物具有以下结构：
其中各X为赖氨酸；PEG为PEG5k；各R'为胆酸；各R”选自下组：依托度酸，吲哚美辛，萘普生，恶丙秦和舒林酸。
在一些实施方案中，本发明提供表A的一种或多种末端树枝状聚合物，和/或含有一种或多种，或至少两种表A的末端树枝状聚合物的纳米载体：
表A.末端树枝状聚合物
B.表面可交联的杂化聚合物
在一些实施方案中，本发明提供多种可交联的末端树枝状聚合物。可交联的末端树枝状聚合物可以引入各种纳米载体中，使得每个胶束纳米载体含有至少两个可交联的末端树枝状分子。可交联的末端树枝状聚合物的可交联基团交联以增加纳米载体的稳定性。在某些情况下，交联是可逆的，因此提供可逆交联的纳米载体。例如，在交联为二硫键的情况下，纳米载体中的交联可以用还原剂还原。
适用于本发明化合物的可交联基团包括能够与另一个末端树枝状聚合物上相同官能团形成共价键的任何官能团，或另一个末端树枝状聚合物上具有互补官能团的任何官能团。能够与相同官能团形成共价键的官能团包括硫醇。可用于本发明化合物的硫醇包括任何硫醇，例如半胱氨酸。在某些情况下，当硫醇是末端树枝状聚合物的末端基团时，硫醇可以是N-乙酰基半胱氨酸。
可用作Y1或Y2的可交联基团并且能够形成共价键的互补官能团包括任何一种或多种前述硫醇。或者，可用作Y1或Y2的可交联基团并能够形成共价键的互补官能团包括硼酸和1,2-二醇。可用于本发明化合物的硼酸包括但不限于苯基硼酸，2-噻吩基硼酸，甲基硼酸和丙烯基硼酸。合适的1,2-二醇包括烷基-1,2-二醇和苯基-1,2-二醇，如儿茶酚。
在一些实施方案中，各可交联基团Y1和Y2可以是硼酸，二羟基苯或硫醇中的任何一种。在一些实施方案中，各可交联基团Y1和Y2可以是硼酸或二羟基苯中的任何一种。在一些实施方案中，各可交联基团Y1和Y2可以是苯基硼酸或二羟基苯。在一些实施方案中，各可交联基团Y1可以是苯基硼酸或二羟基苯。在一些实施方案中，各可交联基团Y1可以是羧基苯基硼酸，羧基硝基苯基硼酸或3,4-二羟基苯甲酸。在一些实施方案中，各可交联基团Y1和Y2可以是硫醇。在一些实施方案中，各可交联基团Y1和Y2可以是半胱氨酸。在一些实施方案中，各可交联基团Y2可以是半胱氨酸。
在一些实施方案中，本发明提供下式的化合物：
其中X为支链单体单元；L为键或连接子；各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各R'独立地为具有疏水面和亲水面的两亲化合物，并且各R'通过键或连接子独立地连接到不同的支链单体单元X；各R”独立地为可交联基团，选自下组：硫醇，半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸，其中可交联基团各自通过键或连接子独立地连接到不同的支链单体单元X。
在一些实施方案中，本发明提供下式的化合物：
其中X为支链单体单元；L为键或连接子；各L'为键或连接子；各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各R'独立地是具有疏水面和亲水面的两亲化合物，并且各R'通过键或连接子独立地连接到不同的支链单体单元X；各R”独立地为可交联基团，选自下组：硫醇，半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸，其中可交联基团各自通过键或连接子独立地连接到不同的支链单体单元X。在一些实施方案中，连接子L'可以是Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸。在一些实施方案中，连接子L'可以是氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸。在一些实施方案中，连接子L'可以是氨基己酸。在一些实施方案中，连接子L'可以是6-氨基己酸(Ahx)。
在一些实施方案中，各R”通过连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸独立地连接至不同的支链单体单元X。在一些实施方案中，各R'通过连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸独立地连接至不同的支链单体单元X。在一些实施方案中，各R'通过连接子独立地连接到不同的支链单体单元，并且各R”通过连接子独立地连接到不同的支链单体单元，并且各连接子独立地选自下组：Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸。
在一些实施方案中，各支链单体单元X独立地选自下组：二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。在一些实施方案中，二氨基羧酸可以是2,3-二氨基丙酸，2,4-二氨基丁酸，2,5-二氨基戊酸(鸟氨酸)，2,6-二氨基己酸(赖氨酸)，(2-氨基乙基)-半胱氨酸，3-氨基-2-氨基甲基丙酸，3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸，4-氨基-2-(2-氨基乙基)丁酸或5-氨基-2-(3-氨基丙基)戊酸。在一些实施方案中，各二羟基羧酸独立地选自甘油酸，2,4-二羟基丁酸，2,2-双(羟甲基)丙酸和2,2-双(羟甲基)丁酸。在一些实施方案中，各羟基氨基羧酸独立地选自丝氨酸，苏氨酸和高丝氨酸。在一些实施方案中，二氨基羧酸为氨基酸。在一些实施方案中，各支链单体单元X为赖氨酸。
在一些实施方案中，各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸，和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸。在一些实施方案中，各R'为胆酸。在一些实施方案中，PEG为1-50kDa。在其他实施方案中，PEG为1-10kDa。在一些其他实施方案中，PEG为或约为5kDa。
在一些实施方案中，该化合物具有以下结构：
其中PEG为PEG5k，X为赖氨酸，R'为胆酸，R”为半胱氨酸或N-乙酰半胱氨酸，R”为通过选自下组的连接子与相应的单体X连接：氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸和β-丙氨酸。
在一些实施方案中，该化合物具有以下结构：
其中各支链单体单元X为赖氨酸；L为键或连接子；连接子L'为6-氨基己酸；PEG为PEG5k；各R'为胆酸；各R”为N-乙酰半胱氨酸。
在一些实施方案中，本发明提供表B的一种或多种可交联的末端树枝状聚合物，和/或含有一种或多种，或至少两种表B中的可交联的末端树枝状聚合物的纳米载体：表B.含有可交联基团R”的可交联杂化末端树枝状聚合物
编号 聚合物
23 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/Ebes<sub>4</sub>-半胱氨酸<sub>4</sub>
24 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(氨基己酸)<sub>4</sub>-半胱氨酸<sub>4</sub>
25 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(5-氨基戊酸)<sub>4</sub>-半胱氨酸<sub>4</sub>
26 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(4-氨基丁酸)<sub>4</sub>-半胱氨酸<sub>4</sub>
27 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(β-丙氨酸)<sub>4</sub>-半胱氨酸<sub>4</sub>
28 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/Ebes<sub>4</sub>-N-乙酰半胱氨酸<sub>4</sub>
29 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(氨基己酸)<sub>4</sub>-N-乙酰半胱氨酸<sub>4</sub>
30 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(5-氨基戊酸)<sub>4</sub>-N-乙酰半胱氨酸<sub>4</sub>
31 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(4-氨基丁酸)<sub>4</sub>-N-乙酰半胱氨酸<sub>4</sub>
32 PEG<sup>5K</sup>-CA<sub>4</sub>/(β-丙氨酸)<sub>4</sub>-N-乙酰半胱氨酸<sub>4</sub>
A.可交联的有机部分杂化聚合物
在一些实施方案中，本发明提供式II所示的化合物：
(PEG)m-Ap-L-D(Y1)q-(R)n(II)
其中A与至少一个PEG基团连接；D是具有单一中心基团，多个分支单体单元X，多个可交联基团Y1和多个端基R的树枝状聚合物；L是与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接子；各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；各R的分子量大于100g/mol且小于2000g/mol；各R独立地选自R'和R”，其中各个R'各自独立地为具有疏水面和亲水面的两亲化合物，各个R”选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物的端基数；Y1为可交联基团，选自下组：硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸基团；下标m是0到5的整数；下标p和q为0或2到10，且其中下标p和q中的一个为2到10。在一些实施方案中，n个R基团中有至少四分之一(例如，1/4，1/3，1/2，2/3，3/3或全部)是R'。在一些实施方案中，n个R基团中有至少四分之一(例如，1/4，1/3，1/2，2/3，...，或全部)是R”。
在一些实施方案中，各支链单体单元X独立地选自二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。在一些实施方案中，各支链单体单元X为赖氨酸。在一些实施方案中，各二氨基羧酸独立地选自下组：2,3-二氨基丙酸，2,4-二氨基丁酸，2,5-二氨基戊酸(鸟氨酸)，2,6-二氨基己酸(赖氨酸)，(2-氨基乙基)-半胱氨酸，3-氨基-2-氨基甲基丙酸，3-氨基-2-氨基甲基-2-甲基丙酸，4-氨基-2-(2-氨基乙基)丁酸和5-氨基-2-(3-氨基丙基)戊酸。在一些实施方案中，各二羟基羧酸独立地选自下组：甘油酸，2,4-二羟基丁酸，2,2-双(羟甲基)丙酸和2,2-双(羟甲基)丁酸。在一些实施方案中，各羟基氨基羧酸独立地选自下组：丝氨酸，苏氨酸和高丝氨酸。在一些实施方案中，二氨基羧酸为氨基酸。
在一些实施方案中，各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)。在一些实施方案中，各R'为胆酸。
在一些实施方案中，连接子L选自下组：聚乙二醇，聚丝氨酸，聚甘氨酸，聚(丝氨酸-甘氨酸)，脂肪族氨基酸，6-氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸和β-丙氨酸。在一些实施方案中，连接子L为具有下式的Ebes连接子：
在一些实施方案中，式II化合物为式IIb化合物：
PEG-D(Y1)q-(R)n(IIb)
其中下标q是2至10的整数。
在一些实施方案中，该化合物具有以下结构：
其中A为赖氨酸的单体或低聚物或不存在；每个L'独立地为键或连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸；PEG的分子量为1-50kDa；各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH))，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α))-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)；各R”独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；各支链单体单元X为二氨基羧酸；各Y1为硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸。
在一些实施方案中，该化合物具有以下结构：
其中每个L'和L”独立地为键或连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸；PEG的分子量为1-50kDa；每个R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)；各R”独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；各支链单体单元X为二氨基羧酸；各Y1为硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸。
在一些实施方案中，PEG为1-50kDa。在其他实施方案中，PEG为1-10kDa。在一些其他实施方案中，PEG为或约为5kDa。在一些实施方案中，各R独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。在一些实施方案中，各R'为胆酸。在一些实施方案中，A不存在。在一些实施方案中，各支链单体单元X为赖氨酸。
在一些实施方案中，连接子L'为琥珀酸，并且各R”独立地选自核黄素，吡哆醇和胆钙化固醇。在一些实施方案中，连接子L'为键或连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸，并且各R”独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸和氨基己酸。在一些实施方案中，连接子L'为键，连接子L”为连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸。在某些情况下，连接子L”为连接子Ebes。
在一些实施方案中，本发明提供表C的一种或多种可交联的末端树枝状聚合物，和/或含有一种或多种，或至少两种表C的可交联的末端树枝状聚合物的纳米载体：
表C.含有可交联基团Y2的可交联杂合末端树枝状聚合物
IV.纳米载体
本发明的末端树枝状聚合物聚集形成具有疏水核和亲水外部的纳米载体。在一些实施方案中，本发明提供了具有内部和外部的纳米载体，该纳米载体包含多个本发明的树枝状聚合物缀合物，其中每种化合物在水性溶剂中自组装形成纳米载体，疏水口袋位于纳米载体内部，其中各化合物的PEG自组装在纳米载体的外部。
在一些实施方案中，纳米载体包括疏水性药物或成像剂，使得疏水性药物或成像剂被隔离在纳米载体的疏水口袋中。用于本发明纳米载体的疏水性药物包括任何具有低水溶性的药物。在一些实施方案中，纳米载体中的疏水性药物可以是硼替佐米，紫杉醇，SN38，喜树碱，依托泊苷和多柔比星，多西紫杉醇，柔红霉素，VP16，泼尼松，地塞米松，长春新碱，长春碱，替西罗莫司(temsirolimus)和卡莫西尼(carmusme)。
在一些实施方案中，纳米载体包括至少一个单体单元，其任选地与光学探针，放射性核素，顺磁剂，金属螯合物或药物连接。药物可以是各种亲水或疏水药物，并且不限于在本发明的纳米载体内部隔离的疏水性药物。
可以在纳米载体中隔离或与本发明的缀合物连接的药物包括但不限于细胞抑制剂，细胞毒性剂(例如但不限于DNA相互作用剂(例如顺铂或多柔比星))；紫杉烷(例如泰索帝，紫杉醇)；拓扑异构酶II抑制剂(如依托泊苷)；拓扑异构酶I抑制剂(如伊立替康(或CPT-11)，肯托斯塔(camptostar)或拓扑替康)；微管蛋白相互作用剂(如紫杉醇，多西紫杉醇或埃坡霉素)；激素类(如他莫昔芬)；胸苷酸合成酶抑制剂(如5-氟尿嘧啶)；抗代谢物(如甲氨蝶呤)；烷基化剂(如替莫唑胺(来自来自先灵葆雅公司，Kenilworth，N.J.的TEMODARTM)，环磷酰胺)；芳香酶组合；阿糖胞苷、阿霉素、环磷酰胺(cytoxan)以及吉西他滨。可用于本发明纳米载体的其它药物包括但不限于：尿嘧啶氮芥，氮芥，异环磷酰胺，美法仑，苯丁酸氮芥，哌泊溴烷(Pipobroman)，曲他胺(Triethylenemelamine)，三亚乙基硫代磷酰胺，白消安，卡莫司汀，洛莫司汀，链脲霉素，达卡巴嗪，氟尿嘧啶，阿糖胞苷，6-巯基嘌呤，6-硫鸟嘌呤，氟达拉滨磷酸盐，奥沙利铂，亚叶酸(leucovirin)，奥沙利铂(来自Sanofi-SynthelaboPharmaceuticals，法国的ELOXATIN TM)，喷司他丁(Pentostatme)，长春碱，长春新碱，长春地辛，博来霉素，更生霉素(Dactinomycin)，柔红霉素，多柔比星，表柔比星，伊达比星，光神霉素，脱氧同型霉素，丝裂霉素-C，L-天冬酰胺酶，替尼泊苷17α-炔雌醇，己烯雌酚，睾酮，泼尼松，氟甲睾酮，丙酸屈他雄酮，睾内酯，醋酸甲地孕酮，甲基强的松龙，甲基睾酮，泼尼松龙，曲安西龙，氯烯雌醚，羟孕酮，氨鲁米特，雌氮芥，醋酸甲羟孕酮，亮丙瑞林，氟他胺，托瑞米芬，戈舍瑞林，顺铂，卡铂，羟基脲，安吖啶，丙卡巴肼，米托坦，米托蒽醌，左旋咪唑，诺维本(Navelbene)，阿那曲唑，来曲唑，卡培他滨，雷洛塞芬(Reloxafine)、屈洛塞芬(Droloxafine)或六甲密胺。前药形式也可用于本发明。
可用于本发明的其他药物还包括放射性核素，例如67Cu，90Y，123I，125I，131I，177Lu，188Re，186Re和211At。在一些实施方案中，放射性核素可在治疗上用作药物和成像剂。
成像剂包括顺磁剂，光学探针和放射性核素。顺磁剂包括铁颗粒，例如被隔离在纳米载体的疏水袋中铁纳米颗粒。
在一些实施方案中，本发明提供具有内部和外部的纳米载体，所述纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物是式III所示的化合物，其中每种缀合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物；至少两个R'，其中R'是具有疏水面和亲水面的两亲化合物；和共价连接到PEG上的树枝状聚合物，和两亲化合物，其中每种缀合物在水性溶剂中自组装形成纳米载体，以便通过定向各两亲性化合物的疏水面面向彼此从而在所述纳米载体的内部形成疏水口袋，其中各缀合物的PEG在所述纳米载体的外表面进行自组装。在一些实施方案中，每种缀合物是式III所示的缀合物。在一些实施方案中，各R'为胆酸。
在一些实施方案中，本发明提供具有内部和外部的纳米载体，所述纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物是式I所示的化合物，其中每种缀合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物；至少两个R'，其中R'是具有疏水面和亲水面的两亲化合物；和共价连接到PEG上的树枝状聚合物，和两亲化合物，其中各缀合物在水性溶剂中自组装形成纳米载体，以便通过定向各两亲性化合物的疏水面面向彼此在所述纳米载体的内部形成疏水口袋，其中各缀合物的PEG在所述纳米载体的外表面进行自组装。在一些实施方案中，每种缀合物是式I所示的缀合物。在一些实施方案中，各R'为胆酸。
在一些实施方案中，本发明提供具有内部和外部的可逆交联的纳米载体，该纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物是式II所示的化合物，其中每种缀合物包含聚乙二醇(PEG)聚合物；至少两个R'，其中R'是具有疏水面和亲水面的两亲化合物；可交联基团Y1；和共价连接于PEG，R'和R”基团的树枝状聚合物，其中所述缀合物在水性溶剂中自组装以形成纳米载体，以便通过定向各两亲性化合物的R'的疏水面面向彼此从而在所述纳米载体的内部形成疏水口袋，其中各缀合物的PEG在所述纳米载体的外表面进行自组装，其中至少两个缀合物通过可交联基团可逆地交联。在一些实施方案中，每种缀合物为式II所示的化合物。在一些实施方案中，纳米载体包括交联的硫醇基团。在一些实施方案中，各R'为胆酸。
在一些实施方案中，本发明提供具有内部和外部的可逆交联的纳米载体，所述纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物是
如上所述的化合物，其中每个缀合物包含具有疏水面和亲水面的两亲化合物R'；可交联基团R”；和聚乙二醇(PEG)聚合物，其中每个缀合物在水性溶剂中自组装以形成纳米载体，其中各缀合物在水性溶剂中自组装形成纳米载体，以便通过定向各两亲性化合物的疏水面面向彼此从而在所述纳米载体的内部形成疏水口袋，其中各缀合物的PEG在所述纳米载体的外表面进行自组装，并且其中至少两种缀合物通过可交联基团可逆地交联。在一些实施方案中，各R'为胆酸。在一些实施方案中，每种缀合物是下式化合物
V.治疗方法
本发明的纳米载体可用于治疗任何需要施用药物的疾病，例如通过在纳米载体内部隔离疏水性药物，或通过药物与纳米载体的缀合物的共价连接。纳米载体还可以通过在纳米载体内部隔离成像剂，或通过将成像剂连接于纳米载体的缀合物上来用于成像。
在一些实施方案中，本发明提供治疗疾病的方法，包括向需要这种治疗的受试者施用治疗有效量的本发明的纳米载体，其中所述纳米载体包括药物。药物可以共价连接到纳米载体的缀合物上。在一些实施方案中，药物是隔离在纳米载体内部的疏水性药物。在一些实施方案中，纳米载体还包括成像剂。成像剂可以共价连接到纳米载体的缀合物上，或者成像剂可以隔离在纳米载体的内部。在一些其他实施方案中，疏水性药物和成像剂都被隔离在纳米载体的内部。在其他实施方案中，药物和成像剂均共价连接至纳米载体的缀合物或缀合物中。在其他实施方案中，纳米载体还可包括放射性核素。
本发明的纳米载体可以施用于受试者以进行治疗，例如，包括癌症在内的过度增殖性疾病，包括但不限于：癌，神经胶质瘤，间皮瘤，黑素瘤，淋巴瘤，白血病，腺癌，乳腺癌，卵巢癌，宫颈癌，胶质母细胞瘤，白血病，淋巴瘤，前列腺癌和Burkitt淋巴瘤，头颈癌，结肠癌，结直肠癌，非小细胞肺癌，小细胞肺癌，食道癌，胃癌，胰腺癌，肝胆癌，胆囊癌，小肠癌，直肠癌，肾癌，膀胱癌，前列腺癌，阴茎癌，尿道癌，睾丸癌，宫颈癌，阴道癌，子宫癌，卵巢癌，甲状腺癌，甲状旁腺癌，肾上腺癌，胰腺内分泌癌，类癌，骨癌，皮肤癌，视网膜母细胞瘤，多发性骨髓瘤，霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤淋巴瘤。(其他癌症参见：癌症：原则和实践(CANCER：PRINCIPLESANDPRACTICE)DeVita，V.T.等人编辑，2008))。
可以通过本发明的纳米载体治疗的其他疾病包括：(I)炎性或过敏性疾病，如全身性过敏反应或过敏反应，药物过敏，昆虫叮咬过敏；炎症性肠病，如克罗恩病，溃疡性结肠炎，回肠炎和肠炎；阴道炎；牛皮癣和炎症性皮肤病，如皮炎，湿疹，特应性皮炎，过敏性接触性皮炎，荨麻疹；血管炎；脊柱关节病；硬皮病；哮喘，过敏性鼻炎，过敏性肺病等呼吸道过敏性疾病，(2)自身免疫性疾病，如关节炎(类风湿性和银屑病)，骨关节炎，多发性硬化，系统性红斑狼疮，糖尿病，肾小球肾炎等，(3)移植排斥(包括同种异体移植物排斥和移植物-宿主病)，和(4)其他需要抑制不良炎症反应的疾病(如动脉粥样硬化，肌炎，中风和闭合性头等神经系统疾病)损伤，神经退行性疾病，阿尔茨海默病，脑炎，脑膜炎，骨质疏松症，痛风，肝炎，肾炎，败血症，结节病，结膜炎，中耳炎，慢性阻塞性肺病，鼻窦炎和Behcet综合征)。
此外，本发明的纳米载体可用于治疗病原体如病毒，细菌，真菌和寄生虫的感染。可以使用本发明的纳米载体治疗其他疾病。
A.制剂
本发明的纳米载体可以以本领域技术人员已知的各种不同方式配制。药学上可接受的载体部分地由所施用的特定组合物以及由施用该组合物的具体方法确定。因此，本发明药物组合物存在多种合适的制剂(参见，例如，雷明顿制药科学(RemingtonsPharmaceutical Sciences)，第20版，2003，见上文)。有效制剂包括口服和鼻用制剂，肠胃外给药制剂以及为延长释放而配制的组合物。
适于口服给药的制剂可由以下组成(a)液体溶液，例如有效量的本发明化合物悬浮在稀释剂中，例如水，盐水或PEG 400；(b)胶囊，药囊，储库或片剂，每片含有预定量的液体，固体，颗粒或明胶活形式的性成分；(c)在合适的液体中的悬浮剂；(d)合适的乳剂；(e)贴剂。上述液体溶液可为无菌溶液。药物形式可包含以下的一种或多种：乳糖，蔗糖，甘露醇，山梨糖醇，磷酸钙，玉米淀粉，马铃薯淀粉，微晶纤维素，明胶，胶体二氧化硅，滑石粉，硬脂酸镁，硬脂酸和其他赋形剂，着色剂，填充剂，粘合剂，稀释剂，缓冲剂，润湿剂，防腐剂，调味剂，染料，崩解剂以及药学上相容的载体。锭剂形式可包含在例如蔗糖的调味剂中的活性成分，以及包含在惰性基质(例如明胶和甘油)中的活性成分或蔗糖和阿拉伯树胶乳液、凝胶等的锭剂(pastille)，其除了活性成分之外还包含本领域已知的载体。
药物制剂优选为单位剂型。在这样的形式中，制剂被细分为包含适量的活性组分的单位剂量。单位剂型可为包装的制剂，该包装包含预定量的制剂，例如在小瓶或安瓿中的包装的片剂、胶囊以及粉末。此外，单位剂型可以是胶囊，片剂，扁囊剂或锭剂本身，，或者其可为合适数量的包装形式的这些单位剂型中的任一种。如果需要，该组合物还可含有其它相容的治疗剂。优选的药物制剂可以持续释放递送本发明的化合物。
用于本发明的药物制剂还包括可延长释放的制剂。在一些实施方案中，用于本发明的可延长释放的制剂描述于美国专利号：No.6,699,508中，其可根据美国专利号：No.7,125,567制备，这两篇专利均通过引用并入本文。
通常将药物制剂递送至包括人和非人的哺乳动物体内。使用本发明方法治疗的非人哺乳动物包括驯养动物(即，犬，猫，鼠，啮齿类和兔)和农业动物(牛，马，绵羊，猪)。
在实施本发明的方法时，药物组合物可以单独使用，或与其他治疗剂或诊断剂组合使用。
B.给药
本发明的纳米载体可以根据所需频率给药，包括每小时一次，每日一次，每周或每月一次。用于本发明药学方法的化合物以每天约0.0001mg/kg至约1000mg/kg的初始剂量给药。可使用日剂量范围为约0.01mg/kg至约500mg/kg，或约0.1mg/kg至约200mg/kg，或约1mg/kg至约100mg/kg，或约10mg/kg至约50毫克/千克。然而，剂量可以根据患者的要求，所治疗病症的严重程度和所用化合物而变化。例如，考虑到在特定患者中诊断的疾病的类型和阶段，可以凭经验确定剂量。在本发明的上下文中，向患者施用的剂量应足以使患者随时间产生有益的治疗反应。还将通过在特定患者中给予特定化合物所伴随的任何副作用的存在、性质和程度来确定剂量的大小。确定特定情况的适当剂量在从业者的技能范围内。通常，以低于化合物最佳剂量的较小剂量开始治疗。此后，通过小幅增加来提高剂量，直至达到所处情况下的最佳效果。为简便起见，若需要，每日总剂量可被分开并在一天中分批给药。根据进行治疗的医师的决定，可以每天或隔天给药。剂量也可以在较长时间(数周，数月或数年)内定期或连续给药，例如通过使用皮下胶囊，小药囊或贮库，或通过贴剂或泵。
可以多种方式向患者给予药物组合物，包括局部，肠胃外，静脉内，皮内，皮下，肌肉内，结肠，直肠或腹膜内。优选地，通过胃肠外，局部，静脉内，肌肉内，皮下，口服或鼻腔给药(例如通过吸入给药)给予药物组合物。
在实施本发明的方法时，药物组合物可以单独使用，或与其他治疗剂或诊断剂组合使用。用于本发明组合方案的其它药物可以单独给药，或者组合方案中使用的一种或多种药物可以一起给药，例如混合给药。当一种或多种药物分开给药时，每种药物的给药时间和方案可以变化。其他治疗剂或诊断剂可以与本发明化合物同时，分别或在不同时间给药。
VI.成像方法
在一些实施方案中，本发明提供成像方法，包括向待成像的受试者施用有效量的本发明的纳米载体，其中纳米载体包括显像剂。在其他实施方案中，使用具有药物和成像剂的纳米载体同时完成治疗方法和成像方法。
示例性成像剂包括顺磁剂，光学探针和放射性核素。顺磁剂成像剂，在外部施加磁场作用下是具有磁性的。顺磁剂的实例包括但不限于铁纳米颗粒。光学探针是一类具有荧光化合物，其可通过在一个辐射波长下激发检测另一个不同于激发波长的发射波长被检测到。可用于本发明的光学探针包括但不限于Cy5.5，Alexa 680，Cy5，DiD(1,1'-双十八烷基-3,3,3',3'-四甲基吲哚二碳菁高氯酸盐)和DiR(1,1'-双十八基-3,3,3',3'-四甲基吲哚三碳菁碘化物)。其他光学探针包括量子点。放射性核素为进行放射性衰变的元素。可用于本发明的放射性核素包括但不限于3H，11C，13N，18F，19F，60Co，64Cu，67Cu，68Ga，82Rb，90Sr，90Y，99Tc，99mTc，111In，123I，124I，125I，129I，131I，137Cs，177Lu，186Re，188Re，211At，Rn，Ra，Th，U，Pu和241Am。
VII.实施例
通用方法
以下实施例使用治疗给药(Therapeutic Delivery)2013,10,1279-1292；纳米医学(Nanomedicine)(Lond)2014,9,1807-1820；生物材料(Biomaterials)2015,67,183-93；和纳米材料(Nanotechnology)2016,27(42)，425103中概述的过程制备。
本发明的末端树枝状聚合物根据以下文献概述的过程或根据Li Y等人，在“用于按需紫杉醇递送的明确可逆的二硫键交联胶束(Well-defined,reversible disulfidecross-linked micelles for on-demand paclitaxel delivery)”，生物材料(Biomaterials)2011,32(27)，6633-6645和Bharadwaj G等人，在“基于胆酸的新型胶束纳米平台，用于交付FDA批准的紫杉烷(Cholic acid-based novel micellar nanoplatformfor delivering FDA-approved taxanes)”，纳米医学(Nanomedicine)(伦敦，英国)2017文章中描述的使用合适的试剂来制备。
实施例1：有机部分杂化的末端树枝状聚合物的制备
紫杉烷(紫杉醇，多西紫杉醇，卡巴他赛)是一类重要的化疗药物，在多种癌症的治疗中发挥重要作用。然而，在临床中经常出现由药物和赋形剂引起的严重副作用。用于有效包封和递送紫杉醇的基于胆酸(CA)的胶束纳米载体的开发先前已有报道。该纳米平台由末端树枝状聚合物(PEG5K-CA8)组装而成，该末端聚合物由5000道尔顿线性PEG组成，其一端具有一个含八个胆酸的簇。本文描述了一系列物理化学性质，药物负载能力和效率均有所改善的新型杂化末端树枝状聚合物(PEG5K-OM4/CA4)，其是通过用生物相容的有机部分(OM)替代八种胆酸中的四种来生产的.其中一些杂化的末端树枝状聚合物形成的胶束具有窄粒径分布，低临界胶束浓度(CMC)值(0.9-6.4μM)，更好的血液相容性(测试时高达2mg/ml)且没有体外细胞毒性(高达2毫克/毫升)。与PEG5K-CA8,一起，本文所述的基于胆酸的杂化纳米平台是此类中的首例，其可以稳定地包封所有三种FDA批准的紫杉烷，其具有接近100％的效率及高达20％(w/w)的负载。
材料
多西紫杉醇和卡巴他赛购自Adooq Bioscience。单甲基封端的聚乙二醇单胺(MeO-PEG-NH2，分子量5KDa)购自Rapp Polymere(图宾根，德国)。(Fmoc)赖氨酸(Fmoc)OH和6-氯-1-羟基苯并三氮唑(6-Cl-HOBt)购自Aapptec。(Fmoc)赖氨酸(Boc)OH购自Combi-Blocks公司。N，N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)，视黄酸，肉桂酸，生物素，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸和亚油酸购自Sigma Aldrich。月桂酸购自Acros Organics。山梨酸购自TCI America。鹅去氧胆酸(Chendeoxycholic acid)和甘氨胆酸购自Chem-Ipex国际。序列级DMF和二乙醚购自Fisher Scientific。MTS试剂购自Promega。人乳腺癌细胞系MDA-MB-231来自美国典型培养物保藏中心(ATCC)，在添加有10％胎牛血清(FBS)(ATCC 30-2020)，1％青霉素-链霉素(PS)(生物科技，Life Technologies)和1％非必需氨基酸(NEAA)(生物科技，LifeTechnologies)的Eagle最低必须培养基(ATCC 30-2003)，37℃，5％CO2条件下培养。
PEG5K-OM4/CA4和PEG5K-OM8的合成
使用MeO-PEG5K-NH2作为起始材料，通过液相肽偶联(图5A)，然后进行醚沉淀，并在每次偶联反应后通过离心除去未偶联的试剂，合成杂化末端树枝状聚合物PEG5K-OM4/CA4。简言之，使用DIC和HOBt作为偶联剂偶联过夜，从而将(Fmoc)Lys(Fmoc)-OH(3当量)偶联到MeO-PEG5K-NH2的N末端，直到获得阴性的Kaiser检测结果(这表示偶联反应的完成)。使用DCM/MeOH(9：1)作为洗脱液，通过TLC进一步验证反应完成。通过加入冷醚使PEG化分子沉淀。除去上清液后，将残余物重新溶解在DMF中，再加入冷乙醚沉淀。再次进行再溶解和沉淀，最后用冷乙醚洗涤两次。用含有20％(v/v)4-甲基哌啶的二甲基甲酰胺(DMF)处理3小时从而除去Fmoc基团，并以与上述相同的方式沉淀并洗涤PEG化的分子。在真空下干燥白色粉末沉淀物，依次分别进行(Fmoc)Lys(Fmoc)-OH和(Fmoc)lys(Boc)-OH的偶联各一次，以产生以四个Boc和Fmoc基团在PEG的一端进行封端的第三代树枝状聚赖氨酸。随后使用50％(v/v)TFA/DCM除去Boc基团，然后如上所述进行醚沉淀和洗涤。然后使用DIC和HOBt作为偶联剂将具有游离-COOH的有机结构单元与PEG-低聚赖氨酸树枝状聚合物的游离伯胺偶联。使用含20％(v/v)4-甲基哌啶除去Fmoc后，最终将CA-NHS酯偶联到剩余的末端伯胺上。然后将末端树枝状聚合物(TD)溶液在截留分子量MWCO为7000KDa的透析管中用4L水透析；透析管中水在48小时内完全更换4次。最后，冷冻干燥末端树枝状聚合物(TD)，得到白色至浅黄色的杂化的末端树枝状聚合物(TD)。
PEG5K-OM8聚合物以与上述类似的方式(图5B)合成，其中使用(Fmoc)Lys(Fmoc)-OH代替(Fmoc)Lys(Boc)-OH生成末端含有八个Fmoc基团第三代树枝状聚赖氨酸。除去Fmoc，然后用DIC介导的有机酸偶联，得到所需的PEG5K-OM8聚合物。
聚合物的表征
质谱
使用芥子酸或2,5-二羟基苯甲酸(DHB)作为基质，在UltraFlex MALDI-TOF/TOF质谱仪(线性模式)上收集末端树枝状聚合物(TD)的质谱。
粒径和临界胶束浓度(CMC)
通过动态光散射(DLS)仪器(Microtrac)测量胶束的粒径和粒径分布。在PBS缓冲液中，保持胶束浓度为1.0mg/mL，测试动态光散射(DLS)。在室温下记录粒径，重复三次。
根据先前公开的方法，通过使用芘作为疏水性荧光探针，使用荧光测定法测定所有制备的胶束溶液的CMC值。简而言之，在甲醇中制备芘的母液并在黑暗条件下保存。每孔加入等份的芘到96孔黑色板中，并在37℃下蒸发甲醇。将不同浓度(5×10-7M至5×10-4M)的水性胶束溶液加入每个孔中，所得芘浓度为每孔6×10-6M。将板在室温，黑暗条件下放置过夜。分别用332和336nm激发，收集391nm处的芘的荧光发射强度。如先前报道的，使用I336/I332对浓度的图来计算cmc值。
溶血
使用来自小鼠的新鲜柠檬酸盐血液，对新制备的杂化树枝状聚合物PEG5K-OM4/CA4和PEG5K-OM8进行溶血。以1000rpm离心10分钟，收集血液中的红细胞(RBC)，用PBS洗涤三次，使其最终在PBS中的浓度为2％。将不同浓度(0.2和2.0mg/mL)的聚合物加入到200μL红细胞悬浮液中并在37℃下培养4小时。将样品以1000rpm离心5分钟，并将100μL所有样品的上清液转移到96孔板中，用于进行游离血红蛋白分析。使用酶标仪(SpectraMax M2，MolecularDevices，USA)记录所有样品在540nm处的吸光度。Triton-100(2％)和PBS培养红细胞(RBC)分别被用作阳性和阴性对照。使用下面公式计算每个样品的红细胞(RBC)溶血百分比：
(OD样品-OD阴性对照)/(OD阳性对照-OD阴性对照)×100％
细胞毒性
用人乳腺癌细胞MDA-MB-231评估空白纳米颗粒的细胞毒性。使用购自Promega的单水溶液细胞增殖试验(MTS)来测试细胞活性。在PBS缓冲液中，配制浓度为20mg/ml聚合物母液。将细胞以8000个细胞/孔的密度接种在96孔板中，然后在37℃下培养24小时。24小时后，更换培养基并在新鲜培养基中加入多种浓度的不同纳米颗粒制剂并进一步培养48-72小时。根据制造商的建议，在所需的时间点(48或72小时)，改变培养基并补充MTS/PMS试剂(20：1比例)。然后将样品在37℃，5％CO2，黑暗中保存4小时。使用Spectramax M3酶标仪(Molecular Devices)获取结果。
药物装载
使用已有的溶剂蒸发方法将药物(DTX和CTX)加载到纳米颗粒中。将不同量的药物(1.5-3mg)和固定量的聚合物(15mg)加入10ml圆底烧瓶中。然后加入氯仿或甲醇(1ml)以溶解样品。在高真空下蒸发溶剂以形成薄膜。加入磷酸盐(PBS)缓冲液(1ml)以重构该膜。如果需要，将样品超声处理并用0.22μm过滤器过滤。加入9倍二甲基亚砜(DMSO)，然后超声处理10分钟，使得药物从胶束释放后，在HPLC系统(Waters)上分析每个胶束中负载的药物量。根据先前的HPLC面积值和药物标准浓度之间产生的校准曲线计算药物负载量。
结果和讨论
随着基于脂质体，胶束，聚合物，水凝胶等的几种纳米载体的发展，现在可以通过主动或被动靶向将许多疏水性癌症药物可以被稳定地包封并递送至特定的癌症部位。我们最近报道了一种强大的胶束纳米粒子平台，可以在疏水核心中稳定地包裹一系列疏水剂。该纳米平台由两亲性树枝状聚合物组装而成，其由天然表面活性剂CA和与线性聚乙二醇(PEG)连接的树枝状赖氨酸组成，由式PEGnK-CAy表示(其中n＝以千道尔顿为单位的分子量(K)，y＝CA单元数)。PEG5K-CA8(图1)是我们研究最多的TD之一，它可以稳定地包裹一系列抗癌药物，包括紫杉醇(PTX)，紫杉烷和许多其他小分子，药物或化学治疗剂。当PTX的初始量小于PEG5K-CA8(20mg/ml)的25wt％时，TD对包封PTX表现出几乎100％的负载效率，具有优异的稳定性(长于6个月)和20-60nm大小的粒径。PEG5K-CA8对PTX显示出优异的负载能力，但不能负载多烯紫杉醇(DTX)和卡巴他赛(CTX)(见表3和表5)。由于此三种紫杉烷在结构上非常相似(图1)，因此这一结果有些令人惊讶。然而，它确实证明了纳米制剂的成功取决于载体的相容性和小分子的有效负载。
在文献中，胶束纳米颗粒中使用的许多两亲聚合物是通过嵌段共聚化形成的，因此无法明确定义。我们的两亲聚合物的一个独特特征是除了异源PEG部分外，它们在化学上是可以明确定义的。因为它们是通过逐步肽合成制备的，所以可以容易地修改合成方案并引入不同的连接子、两亲性结构单元或有机部分(OM)到PEG-低聚赖氨酸树枝状聚合物的末端。我们认为通过这样的修饰可以使我们获得针对特定药物或药物组合的新型TD。本发明中，发明人重点开发了可以封装所有三种紫杉烷的TD：PTX，DTX和CTX。用OM替代PEG5K-CA8中的八个CA中的四个形成的TD(杂化TD)，用PEG5K-OM4/CA4表示(图2)。我们还开发了PEG5K-CA8的结构类似物，其中所有8个CA用OM代替(称为PEG5K-OM8的聚合物)，以检查CA对药物负载的贡献。为了尽量减少这些新的TD的毒性，我们只选择那些人可以内源性产生或可以作为其饮食的一部分，或者经FDA批准的OM。用于制备不同杂化的TD的简单脂族或芳族OM的化学结构示于表1中。在初步研究中，我们重点对一少部分的饱和和不饱和脂肪酸(表1；条目3，4，7和8)，环状维生素(表1；条目1，6和9，其中1和6也是杂环化合物)，增味剂和食品防腐剂(表1；分别为条目2和10)，最后是酶辅因子(表1；条目5也是杂环化合物)。对于PEG5K-OM8聚合物类，我们还包括天然表面活性剂：鹅去氧胆酸和甘氨胆酸作为CA的替代物(表2，条目12和14)。所有聚合物均根据现有的已经公开的过程制备。见图6-10。
表1由杂化的末端树枝状聚合物(PEG5K-OM4/CA4)形成的胶束的表征
表2聚合物(PEG5K-OM8)形成的胶束的表征
N.O.：不可观察
ND：还没决定
a在0.2毫克/毫升左右测量
溶血
对于临床应用来说，血液相容性对于基于药物载体聚合物是必需的。两亲聚合物有可能导致细胞膜破坏，尤其是红细胞(RBC)。通过检测由杂化的TD和筛选的PEG5K-OM8聚合物诱导溶血来深入研究它们的血液相容性。通过分光光度法测定经胶束纳米颗粒处理的红细胞上清液中存在的血红蛋白来检测溶血。先前已经证明了标准TD PEG5K-CA8的红细胞(RBC)剂量依赖性裂解。随着浓度从0.2mg/mL增加到1.0mg/mL，PEG5K-CA8的溶血百分比从9.0％增加到16.3％。对于当前的聚合物组，溶血研究以0.2和2mg/ml的浓度进行。图3显示了在杂化TD和PEG5K-OM8聚合物中观察到的溶血活性。在浓度为0.2mg/ml时，除PEG5K-(甘氨胆酸)8聚合物(81.9％)外，大多数聚合物没有显示出溶血活性。PEG5K-(辛酸)4/CA4和PEG5K-(视黄酸)4/CA4导致的溶血显着较低(分别为4.0％和5.5％)。在较高的聚合物浓度(2mg/ml)下，除了PEG5K-(视黄酸)4/CA4(其显示出两位数的溶血，16.2％)和PEG5K-(甘氨胆酸)8(其显示出更高的溶血，90.9％)外，大多数杂化TDs和PEG5K-OM8表现出缺乏溶血活性或者仅诱导轻微溶血(对于基于月桂酸，脂质和辛酸的杂化TD分别为2.7，3.4和4.7％，对于PEG5K-(生物素)8为1.9％)。PEG5K-(视黄酸)4/CA4和PEG5K-(甘氨胆酸)8的高溶血活性是值得关注的问题，但如之前报道的标准TD，可通过在疏水核心中引入二硫化物交联来缓解。
体外细胞毒性
使用MTS测定评估由杂化TD组装的空纳米颗粒对人乳腺癌细胞MDA-MB-231的细胞毒性。如图4所示，除了PEG5K-(甘氨胆酸)8，在72小时时显示出一些毒性，其他纳米载体至少在2mg/ml下培养48小时或72小时后均没有表现出可检测的细胞毒性。这些胶束细胞毒性的缺乏表明它们可用作纳米制剂的药物载体。
在过去几年中，我们已经成功地在由PEG5K-CA8组装的标准纳米胶束中负载了多种疏水性药物(PTX，多柔比星，长春新碱，柔红霉素等)，并且这些纳米制剂在几种异种移植模型中被证明是有效的。然而，我们还发现PEG5K-CA8不适用于所有疏水性药物，例如DTX(表3，条目1)，CTX(表5，条目1)或SN-38(数据未显示)。为了显示我们的纳米胶束的多功能性和灵活性，我们评估了一小部分聚合物封装DTX(表3和4)和CTX(表5和6)的能力。
如表3所示，在10％的药物：聚合物比(w/w)下，标准TD PEG5K-CA8对DTX的负载效率为68.9％。在完全相同的药物：聚合物比率下，发现六种不同的杂化TD具有比PEG5K-CA8(条目2，3，6，7，8和11)更高的载药量。在PEG5K-CA8类中，PEG5K-(甘氨胆酸)8具有比标准TD更好的负载效率。除了PEG5K-(辛酸)4/CA4(条目8)之外，所有其他有利的候选物具有<20nm的粒径的窄的粒径分布。此外，其中三个即：3(PEG5K-(肉桂酸)4/CA4)，6(PEG5K-(硫辛酸)4/CA4)和11(PEG5K-(山梨酸)4/CA4)包封DTX的效率为100％。选择这三种聚合物在较高的药物浓度下装载(表4)。在DTX负载3mg/15mg聚合物时，3和6仍然保持较高的载药量(分别为93.3和88.4％)，但11的负载效率降至56.7％。基于DTX筛选，我们确定了两种聚合物3和6，它们可以在高负载能力(接近20％w/w)下稳定地包封DTX而没有任何视觉上的沉淀；通过DLS监测稳定性(数据未显示)。
表3.DTX负载(1.5mg/15mg聚合物)
表4.DTX负载(3mg/15mg聚合物)
接下来筛选的CTX是紫杉烷家族的另一成员，最近被批准用于治疗前列腺癌。与DTX相比，CTX在标准TD PEG5K-CA8中具有更好的药物负载率(条目1，表5)(每15mg聚合物，在2.0mg CTX时为79.5％，相较于DTX的在1.5mg下为68.9％而言)。尽管PEG5K-CA8对CTX比DTX的负载更好，但最终在CTX中观察到纳米颗粒的粒径分布更大。与PEG5K-CA8相比，其他4种杂化TD即：3，5，6和8显示出更好的负载效率，而PEG5K-(油酸)4/CA4(化合物9)显示出相似的加载效率。另一方面，没有一种PEG5K-OM8聚合物显示出比PEG5K-CA8更好的载药量。PEG5K-(肉桂酸)4/CA4(条目3)和PEG5K-(亚油酸)4/CA4(化合物5)，均显示100％负载效率，进一步测试其更高的载药量。发现这两种杂化的TD在3mg药物和15mg聚合物条件下，负载效率仍然接近100％(表5)。基于CTX筛选，测定了两种具有非常高的负载效率(接近20％w/w)的聚合物，并且与DTX的结果相比，负载甚至更好。有关样品载药的代表性DLS数据，请参见图11。
表5.CTX负载(2.0mg/15mg聚合物)
表6.CTX负载(3mg/15mg聚合物)
实施例2：其他的有机部分杂化的末端树枝状聚合物
提出了其他的用于含羧基的有机部分(OM)杂化的末端树枝状聚合物。表7示出了五种这样的杂化的末端树枝状聚合物。
表7.含羧基有机部分(OM)的杂化的末端树枝状聚合物
编号 有机部分 聚合物
16 吡咯米酸(抗生素) PEG<sup>5K</sup>-(吡咯米酸<sub>4</sub>)/CA<sub>4</sub>
17 咖啡酸(存在于咖啡中) PEG<sup>5K</sup>-(咖啡酸<sub>4</sub>)/CA<sub>4</sub>
18 蓖麻油酸(蓖麻油) PEG<sup>5K</sup>-(蓖麻油酸<sub>4</sub>)/CA<sub>4</sub>
19 泛酸(维生素B5) PEG<sup>5K</sup>-(泛酸<sub>4</sub>)/CA<sub>4</sub>
20 氨基己酸(FDA批准的药物) PEG<sup>5K</sup>-(氨基己酸<sub>4</sub>)/CA<sub>4</sub>
通过质谱和动态光散射(DLS)表征合成的化合物17。结果如下：
分子量(Da；理论)：8161
分子量(Da；实验)：8134
粒径(体积％，宽度)：15.6(100,8.1)nm。
实施例3：紫杉醇负载的有机部分杂化的末端树枝状分子纳米载体的脂质谱
筛选的末端树枝状聚合物用于制备紫杉醇纳米制剂。将得到的纳米载体包封的药物以10mg/Kg负载的紫杉醇和200mg/kg聚合物的剂量静脉注射到Balb/C小鼠中。在注射后8小时和24小时抽血并测试血清样品的脂质组。分析血液样品形成脂质谱。在注射8小时后，除PEG5K-(亚油酸)4/CA4之外，所有聚合物均使胆固醇和甘油三酯水平升高。在24小时时，除PEG5K-Cys4-Ebes4-CA8仍然比正常范围高6倍外，大多数聚合物的胆固醇和甘油三酯水平均降至接近正常水平。除亚油酸和二硫化物交联聚合物(PEG5K-Cys4-Ebes4-CA8)外，大多数聚合物均使LDL水平增加。卟啉杂化的末端树枝状聚合物(PEG5K-Por4/CA4)的低脂质值可能是由于卟啉部分在测定波长处的吸光度干扰测试的原因。结果见表8：
表8
ND：没有检测；NEFA：非酯化脂肪酸；TG：甘油三酯
实施例4：甾体抗炎药(NSAID)杂化的末端树枝状聚合物
根据图21中所示的方案概要，使用已有方法和已知的甾体抗炎药(NSAIDS，图22)制备PEG5K-(NSAID)4/CA4末端树枝状聚合物。同样用相应的末端树枝状聚合物制备纳米载体。末端树枝状聚合物的分子量和相应纳米载体的粒径在下表中提供。
PEG<sup>5K</sup>-(NSAIDs)<sub>4</sub>/CA<sub>4</sub> 分子量实验(理论)Da 粒径
PEG5K-(依托度酸)<sub>4</sub>/CA<sub>4</sub> 8277(8590) 图23
PEG<sup>5K</sup>-(吲哚美辛)<sub>4</sub>/CA<sub>4</sub> 8545(8872) 图24
PEG<sup>5K</sup>-(萘普生)<sub>4</sub>/CA<sub>4</sub> 8153(8362) 图25
PEG<sup>5K</sup>-(奥沙普秦)<sub>4</sub>/CA<sub>4</sub> 8376(8362) 图26
PEG<sup>5K</sup>-(舒林酸)<sub>4</sub>/CA<sub>4</sub> 8600(8866) 图27
然后使用上述方法以2mg/20mg聚合物(n＝1)用纳米载体加载氯硝柳胺：
ND：未检测
实施例5：可交联的有机部分杂化的末端树枝状聚合物
根据图16方案概要，使用已有方法制备PEG5K-(肉桂酸)4/Cys4-L-CA4和PEG5K-(亚油酸)4/Cys4-L-CA4。
在SDS的存在下，基于亚油酸的交联体系在干扰条件下观察45分钟，其仍保持相似的粒径，表明其胶束稳定性。令人惊讶的是，在类似条件下添加10mM还原剂，交联体系仍保持几乎相似的粒径，向解离状态随机波动(见图19和图20)。
然后将交联的纳米载体加载卡巴他赛(2mg药物/15mg聚合物，n＝1)：
实施例6：表面可交联的杂化末端树枝状聚合物PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4的制 备
根据图28中所概述的方案，使用已知方法制备PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4。然后使用上述方法(参见图29)，用这些实验分子量为8412(与理论分子量8544相比)的末端树枝状聚合物制备纳米载体。
在10mM DTT和不使用DTT条件下，进行额外的稳定性研究(见图30和图31)。
然后将交联的纳米载体装载不同的药物，如下表所示：
a有效浓度为2mg药物/20mg聚合物每ml PBS
b以1.5mg/ml重复药物加载。长春新碱产生透明溶液，但依托泊苷的结果与2mg数据类似。
负载有长春碱的PEG5K-(Ahx-(NAc-Cys))4/CA4的纳米载体的体外细胞毒性在膀胱癌细胞5637(图40)和J82(图41)中测试。负载有DiD的纳米载体的体内生物分布如图42中所示。体内治疗研究使用MB49肿瘤和BL269肿瘤进行测试。
虽然前述发明已经过通过实例说明和实施例的方式进行了相当详细的描述，以便能够清楚地理解，本领域技术人员将意识到在所附的权利要求的范围内能够进行某些变化和修改。此外，本文提供的各参考文献将其全部以相同的程度引入作为参考，如同每个参考文献以引用方式单独并入。其中，本申请和本文提供的参考文献之间存在的冲突，以本申请为准。

Claims (61)

1.式III所示化合物：
(PEG)m-Ap-L-D(Y1)q-(R)n (III)
其中，
A与至少一个PEG基团连接；
D是具有单一中心基团，多个支化单体单元X，多个可交联基团Y1和多个端基R的树枝状聚合物；
L是与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接子；
各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；
各R独立地选自R'和R”，其中各R'独立地为具有疏水面和亲水面的两亲化合物，并且各R”各自独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物，其中各R的分子量大于100g/mol且小于2000g/mol；
下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物上的端基数；
各Y1是各自独立地选自下组的可交联基团：硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸基团；
下标m是0到5的整数；和
下标p和q为0或2到10。
2.如权利要求1所述的化合物，具有式I所示的结构：
(PEG)m-L-D-(R)n(I)
其中，
D是具有单一中心基团，多个支化单体单元X和多个端基R的树枝状聚合物；
L是与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接子；
各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；
各R的分子量大于100克/摩尔且小于2000克/摩尔；
各R各自独立地连接于，或通过连接臂L'连接于树枝状聚合物的单体X上；
各R独立地选自R'和R”，其中
R'为具有疏水面和亲水面的两亲化合物；
R”为饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素或药物；
下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物上的端基数，并且其中n个R基团中至少四分之一为R'；和
下标m是0到5的整数。
3.如权利要求2所述的化合物，其中每个支化单体单元X独立地选自下组：二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。
4.如权利要求3所述的化合物，其中二氨基羧酸为氨基酸。
5.如权利要求3所述的化合物，其中各支化单体单元X为赖氨酸。
6.如权利要求2所述的化合物，其中各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3- 二羟基-1-丙氧基)-胆酸，和(3α，5β，7α，12α)-7，12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸。
7.如权利要求6所述的化合物，其中各R'为胆酸。
8.如权利要求2所述的化合物，其中化合物具有以下结构：
其中，
各支化单体单元X为赖氨酸。
9.权利要求8所述的化合物，其中各R'独立地选自下组：胆酸(CA)，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)。
10.如权利要求2所述的化合物，其中各R”独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇，胆钙化醇和非甾体抗炎药。
11.如权利要求2所述的化合物，其中各R”为各自独立地选自下组的非甾体抗炎药：依托度酸，吲哚美辛，萘普生，恶丙秦和舒林酸。
12.如权利要求8所述的化合物，其中化合物具有下式结构：
其中，
各X均为赖氨酸；
PEG为PEG5k；
各R'为胆酸，CA-4OH，CA-5OH或CA-3OH-NH2；和
各R”选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。
13.如权利要求8的化合物，其中化合物具有下式结构：
其中，
各X均为赖氨酸；
PEG为PEG5k；
各R'为胆酸；和
各R”选自下组：依托度酸，吲哚美辛，萘普生，恶丙秦和舒林酸。
14.如权利要求2所述的化合物，其中连接子L选自下组：聚乙二醇，聚丝氨酸，聚甘氨酸，聚(丝氨酸-甘氨酸)，脂肪族氨基酸，6-氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，和β-丙氨酸。
15.如权利要求2所述的化合物，其中连接子L具有下式结构：
16.如权利要求2所述的化合物，其中化合物为：
其中，
各支化单体单元X为赖氨酸；和
各L'为连接子Ebes或琥珀酸。
17.如权利要求16所述的化合物，其中每个两亲化合物R'为胆酸。
18.如权利要求16所述的化合物，其中L'为琥珀酸，各R”独立地选自下组：核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。
19.如权利要求16所述的化合物，其中L为连接子Ebes，各R”独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸和氨基己酸。
20.如权利要求1所述的化合物，具有式II所示的结构：
(PEG)m-Ap-L-D(Y1)q-(R)n(II)
其中，
A与至少一个PEG基团连接；
D是具有单一中心基团，多个支化单体单元X和多个端基的树枝状聚合物；
L为与树枝状聚合物的中心基团连接的键或连接子；
各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；
各R的分子量大于100克/摩尔且小于2000克/摩尔；
各R独立地选自R'和R”，其中各R'独立地是具有疏水面和亲水面的两亲化合物，并且各R”独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；
下标n是8至20的整数，其中下标n等于树枝状聚合物上的端基数，并且其中n个R基团中至少四分之一为R'；
各Y1独立地选为自下组：硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸基团的可交联基团；
下标m是0到5的整数；和
下标p和q均为0或2到10，且下标p和q中的一个是2到10。
21.如权利要求20所述的化合物，其中各支化单体单元X独立地选自下组：二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。
22.如权利要求21所述的化合物，其中二氨基羧酸为氨基酸。
23.如权利要求21的化合物，其中各支化单体单元X为赖氨酸。
24.如权利要求20所述的化合物，其中各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)。
25.如权利要求20所述的化合物，其中各R'为胆酸。
26.如权利要求20所述的化合物，其中连接子L是具有下式的Ebes连接子。
27.如权利要求20所述的化合物，具有下式结构：
PEG-D(Y1)q-(R)n(IIb)
其中下标q是2至10的整数。
28.如权利要求20所述的化合物，具有以下结构：
其中，
各L'和L”独立地为键或连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸，β-丙氨酸或琥珀酸；
PEG的分子量为1-50kDa；
各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-4OH)，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-5OH)和(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸(CA-3OH-NH2)；
各R”独立地选自下组：饱和或不饱和脂肪酸，饱和或不饱和羧酸，维生素或其代谢物，酶辅因子，抗生素和药物；
各支链单体单元X为二氨基羧酸；和
各Y1为硫醇，硼酸，1,2-二醇或半胱氨酸。
29.如权利要求28所述的化合物，其中各R”独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸，氨基己酸，核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。
30.如权利要求28所述的化合物，其中PEG为PEG5k。
31.如权利要求28所述的化合物，其中各R'为胆酸。
32.如权利要求28所述的化合物，其中各支链单体单元X为赖氨酸。
33.如权利要求28所述的化合物，其中连接子L'为琥珀酸，各R”独立地选自下组：核黄素，吡哆醇和胆钙化醇。
34.如权利要求28所述的化合物，其中连接子L'为键或连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸，并且各R”独立地选自下组：生物素，反式-肉桂酸，月桂酸，亚油酸，硫辛酸，烟酸，辛酸，油酸，视黄酸，山梨酸，吡咯米酸，咖啡酸，蓖麻油酸，泛酸和氨基己酸。
35.如权利要求28所述的化合物，其中连接子L'为键，连接子L”为连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸。
36.如权利要求35所述的化合物，其中连接子L”为连接子Ebes。
37.如权利要求20所述的化合物，具有以下结构：
其中，
各L”独立地为键或连接子Ebes；
PEG的分子量为1-50kDa；
各R'为胆酸；
各R”选自下组：肉桂酸和亚油酸；
各支链单体单元X为赖氨酸；和
各Y1为半胱氨酸。
38.化合物，具有下式结构：
其中，
X为支链单体单元；
L为键或连接子；
各PEG为聚乙二醇(PEG)聚合物，其中各PEG聚合物的分子量为1-50kDa；
各R'独立地是具有疏水面和亲水面的两亲化合物，并且各R'各自独立地通过键或连接子连接到不同的支链单体单元X；和
各R”独立地为选自下组的可交联基团：硫醇，半胱氨酸和N-乙酰半胱氨酸，其中可交联基团各自通过键或连接子独立地连接到不同的支链单体单元X。
39.如权利要求38所述的化合物，其中各R”各自独立地通过连接子Ebes，氨基己酸，5-氨基戊酸，4-氨基丁酸或β-丙氨酸连接到不同的支链单体单元X。
40.如权利要求38的化合物，其中各支链单体单元X独立地选自下组：二氨基羧酸，二羟基羧酸和羟基氨基羧酸。
41.如权利要求40所述的化合物，其中二氨基羧酸为氨基酸。
42.如权利要求40所述的化合物，其中各支链单体单元X为赖氨酸。
43.如权利要求38所述的化合物，其中各R'独立地选自下组：胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7,12-二羟基-3-(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸，(3α，5β，7α，12α)-7-羟基-3,12-二(2,3-二羟基-1-丙氧基)-胆酸，和(3α，5β，7α，12α)-7，12-二羟基-3-(3-氨基-2-羟基-1-丙氧基)-胆酸。
44.如权利要求43所述的化合物，其中各R'为胆酸。
45.如权利要求40所述的化合物，其中PEG为PEG5k。
46.如权利要求38所述的化合物，其中化合物为：
其中，
各支链单体单元X为赖氨酸；
L为键或连接子；
连接子L'为6-氨基己酸；
PEG为PEG5k；
各R'为胆酸；和
各R”为N-乙酰半胱氨酸。
47.一种具有内部和外部的纳米载体，所述纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物为权利要求2所述的化合物，其中每种缀合物包含：
聚乙二醇(PEG)聚合物；
至少两个R'，其中R'是具有疏水面和亲水面的两亲化合物；和
与PEG共价连接的树枝状聚合物和两亲化合物，
其中每种缀合物在含水溶剂中自组装形成纳米载体，通过定向各两亲性化合物的疏水面面向彼此，从而在所述纳米载体的内部形成疏水口袋，其中各缀合物的PEG在所述纳米载体外部自组装。
48.如权利要求47所述的纳米载体，其中各缀合物包含权利要求2所述的化合物。
49.如权利要求47所述的纳米载体，其中各R'为胆酸。
50.一种具有内部和外部的可逆交联的纳米载体，所述纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物是权利要求20所述的化合物，其中各缀合物包含：
聚乙二醇(PEG)聚合物；
至少两个R'，其中各R'各自独立地为具有疏水面和亲水面的两亲化合物；
可交联基团Y1；和
共价连接到PEG，R'和R”基团上的树枝状聚合物，
其中所述缀合物在水性溶剂中自组装以形成纳米载体，通过定向各R'的疏水面面向彼此，从而在纳米载体的内部形成疏水口袋，并且其中各缀合物的PEG在所述的纳米载体外部自组装，其中至少两种缀合物通过可交联基团可逆地交联。
51.如权利要求50所述的纳米载体，其中每种缀合物包含如权利要求20所述的化合物。
52.如权利要求50所述的纳米载体，其中纳米载体包含可交联的硫醇基团。
53.如权利要求50所述的纳米载体，其中各R'为胆酸。
54.一种具有内部和外部的可逆交联的纳米载体，所述纳米载体包含至少两种缀合物，其中至少一种缀合物是如权利要求38所述的化合物，其中每种缀合物包含：
具有疏水面和亲水面的两亲化合物R'；
可交联基团R”；和
聚乙二醇(PEG)聚合物，
其中各缀合物在含水溶剂中自组装形成纳米载体，通过定向各两亲化合物的疏水面面向彼此，从而在所述纳米载体的内部形成疏水口袋，其中各缀合物的PEG在所述的纳米载体外部自组装，其中至少两种缀合物通过可交联基团可逆地交联。
55.如权利要求54所述的纳米载体，其中各R'为胆酸。
56.如权利要求54所述的纳米载体，其中各缀合物为如权利要求38所述的化合物。
57.一种治疗疾病的方法，包括向需要这种治疗的受试者施用治疗有效量的权利要求47-56任一所述的纳米载体，其中所述纳米载体还包含药物。
58.如权利要求57所述所述的方法，其中所述药物为隔离在纳米载体内部的疏水性药物。
59.如权利要求57所述的方法，其中纳米载体还包含显像剂。
60.如权利要求57所述的方法，其中纳米载体还包含放射性核素。
61.一种成像方法，包括向待成像的受试者施用有效量的权利要求47-56任一所述的纳米载体，其中所述纳米载体还包含成像剂。
CN201780057120.7A 2016-09-15 2017-09-15 改进的杂化的末端树枝状聚合物 Active CN110392583B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662395237P 2016-09-15 2016-09-15
US62/395,237 2016-09-15
PCT/US2017/051862 WO2018053316A1 (en) 2016-09-15 2017-09-15 Improved hybrid telodendrimers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110392583A true CN110392583A (zh) 2019-10-29
CN110392583B CN110392583B (zh) 2023-01-03

Family

ID=61619736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780057120.7A Active CN110392583B (zh) 2016-09-15 2017-09-15 改进的杂化的末端树枝状聚合物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11369688B2 (zh)
EP (1) EP3512569A4 (zh)
JP (1) JP7102005B2 (zh)
CN (1) CN110392583B (zh)
WO (1) WO2018053316A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021213492A1 (zh) * 2020-04-24 2021-10-28 上海森辉医药有限公司 一类载药的大分子及其制备方法
WO2022242488A1 (zh) * 2021-05-18 2022-11-24 重庆阿普格雷生物科技有限公司 聚乙二醇偶联药物及其用途

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2019306745B2 (en) * 2018-07-19 2024-08-08 Starpharma Pty Ltd Therapeutic dendrimer
WO2020047418A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 The Regents Of The University Of California Cyanine-based telodendrimers and uses for treating cancer
CN109970881B (zh) * 2019-03-01 2021-06-11 暨南大学 3d打印可控释一氧化氮纳米支架材料及制备方法与应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000008467A2 (en) * 1998-08-07 2000-02-17 The Governors Of The University Of Alberta Treatment of bacterial infections
WO2009123934A2 (en) * 2008-03-29 2009-10-08 Emory University Branched multifunctional nanoparticle conjugates and their use
WO2009155335A2 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 University Of Maryland, Baltimore Conjugates of 19f mr imaging tracers and chemotherapeutic agents for drug quantification and drug dose individualization
CN102159189A (zh) * 2008-09-23 2011-08-17 加利福尼亚大学董事会 用于药物递送的纳米载体
CN104105508A (zh) * 2011-12-21 2014-10-15 加利福尼亚大学董事会 药物递送增强的末端树枝状聚合物
US20150056139A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 The Research Foundation For The State University Of New York Telodendrimers and nanocarriers and methods of using same
CN105188717A (zh) * 2012-12-12 2015-12-23 加利福尼亚大学董事会 卟啉修饰末端树枝状聚合物
CN103748142B (zh) * 2011-05-13 2016-04-27 加利福尼亚大学董事会 可逆交联的胶束系统

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5002962A (en) 1988-07-20 1991-03-26 Health Research, Inc. Photosensitizing agents
IL139541A0 (en) 1998-05-20 2004-02-08 Liposome Co Inc Novel particulate formulations
WO2000012512A1 (en) 1998-08-28 2000-03-09 Destiny Pharma Limited Porphyrin derivatives, their use in photodynamic therapy and medical devices containing them
US6365191B1 (en) 1999-02-17 2002-04-02 Dabur Research Foundation Formulations of paclitaxel, its derivatives or its analogs entrapped into nanoparticles of polymeric micelles, process for preparing same and the use thereof
JP4659937B2 (ja) 1999-11-19 2011-03-30 ナノキャリア株式会社 コア−シェル構造のポリイオンコンプレックスミセル
US20020041898A1 (en) 2000-01-05 2002-04-11 Unger Evan C. Novel targeted delivery systems for bioactive agents
US6638924B2 (en) 2000-08-30 2003-10-28 Pharmacyclics, Inc. Metallotexaphyrin derivatives
US6797727B2 (en) 2001-07-16 2004-09-28 Transition Therapeutics Inc. Use of rhein or diacerhein compounds for the treatment or prevention of vascular diseases
AU2002953073A0 (en) 2002-11-21 2003-01-16 Access Pharmaceuticals Australia Pty Limited Amplification of biotin-mediated targeting
EP1596828B1 (en) 2003-02-14 2011-12-28 Children's Hospital & Research Center at Oakland Lipophilic drug delivery vehicle and methods of use thereof
JP3953037B2 (ja) 2004-03-10 2007-08-01 独立行政法人科学技術振興機構 多数の人工光合成反応中心を有する亜鉛ポルフィリンデンドリマーとピリジルナフタレンジイミドとの超分子錯体
US8153111B2 (en) 2004-06-18 2012-04-10 Ceramoptec Industries, Inc. Photo-triggered release of active substances from dendrimer-photosensitizer complexes
KR100578382B1 (ko) 2004-07-16 2006-05-11 나재운 항암제의 전달체용 수용성 키토산 나노입자 및 그 제조방법
US20060127467A1 (en) 2004-12-14 2006-06-15 Watkin Kenneth L Nanoparticles for delivery of therapeutic agents using ultrasound and associated methods
WO2006089156A2 (en) 2005-02-16 2006-08-24 Rutgers, The State University Drug-polymer conjugates coupled to a peptidic carrier
CU23556A1 (es) 2005-11-30 2010-07-20 Ct Ingenieria Genetica Biotech Estructura polimérica semejante a dendrímero para la obtención de conjugados de interés farmacéutico
US8173764B2 (en) 2006-01-19 2012-05-08 Allexcel Inc. Solubilization and targeted delivery of drugs with self-assembling amphiphilic polymers
EP2076245A2 (en) 2006-09-15 2009-07-08 Enzon Pharmaceuticals, Inc. Lysine-based polymeric linkers
JP5271715B2 (ja) 2006-11-22 2013-08-21 国立大学法人 東京大学 ジスルフィド架橋高分子ミセルを用いた環境応答性ｓｉＲＮＡキャリア
AP2523A (en) 2007-01-22 2012-11-30 Allexcel Inc Self-assembling amphiphilic polymers as antiviral agents
WO2008091247A1 (en) 2007-01-23 2008-07-31 Elio Paul A Tube recliner mechanism and seat
US9296988B2 (en) 2009-06-19 2016-03-29 The Regents Of The University Of California Three-dimensional cell adhesion matrix
CN102573914B (zh) 2009-10-16 2016-06-29 大学健康网络 卟啉纳米囊泡
US8945513B2 (en) 2011-03-18 2015-02-03 International Business Machines Corporation Star polymer nanoshells and methods of preparation thereof
US8895055B2 (en) 2011-12-21 2014-11-25 The Regents Of The University Of California Telodendrimer nanodiscs without apolipoprotein
EP2931920B1 (en) 2012-12-14 2018-03-07 The University of Newcastle Biomarkers of asthma inflammatory phenotypes and response to therapy
US9457949B1 (en) 2013-10-18 2016-10-04 William S. Hathaway, III Personalized identification system for deceased bodies
WO2016172635A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 The Regents Of The University Of California Nanoporphyrin telodendrimers for treatment of vascular abnormalities
WO2018136778A1 (en) 2017-01-19 2018-07-26 The Research Foundation For The State University Of New York Telodendrimers with riboflavin moieties and nanocarriers and methods of making and using same
US11612681B2 (en) * 2017-09-06 2023-03-28 The Research Foundation For The State University Of New York Compositions and devices for removal of endotoxins and cytokines from fluids

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000008467A2 (en) * 1998-08-07 2000-02-17 The Governors Of The University Of Alberta Treatment of bacterial infections
WO2009123934A2 (en) * 2008-03-29 2009-10-08 Emory University Branched multifunctional nanoparticle conjugates and their use
WO2009155335A2 (en) * 2008-06-19 2009-12-23 University Of Maryland, Baltimore Conjugates of 19f mr imaging tracers and chemotherapeutic agents for drug quantification and drug dose individualization
CN102159189A (zh) * 2008-09-23 2011-08-17 加利福尼亚大学董事会 用于药物递送的纳米载体
CN103748142B (zh) * 2011-05-13 2016-04-27 加利福尼亚大学董事会 可逆交联的胶束系统
CN104105508A (zh) * 2011-12-21 2014-10-15 加利福尼亚大学董事会 药物递送增强的末端树枝状聚合物
CN105188717A (zh) * 2012-12-12 2015-12-23 加利福尼亚大学董事会 卟啉修饰末端树枝状聚合物
US20150056139A1 (en) * 2013-08-21 2015-02-26 The Research Foundation For The State University Of New York Telodendrimers and nanocarriers and methods of using same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAI XIAO等: "Telodendrimer-based nanocarriers for the treatment of ovarian cancer", 《THER DELIV.》 *
YUANPEI LI等: "A Novel Size-tunable Nanocarrier System for Targeted Anticancer Drug Delivery", 《J CONTROL RELEASE.》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021213492A1 (zh) * 2020-04-24 2021-10-28 上海森辉医药有限公司 一类载药的大分子及其制备方法
WO2022242488A1 (zh) * 2021-05-18 2022-11-24 重庆阿普格雷生物科技有限公司 聚乙二醇偶联药物及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
CN110392583B (zh) 2023-01-03
EP3512569A4 (en) 2020-09-23
US11369688B2 (en) 2022-06-28
US20190358338A1 (en) 2019-11-28
JP2019533038A (ja) 2019-11-14
WO2018053316A1 (en) 2018-03-22
JP7102005B2 (ja) 2022-07-19
EP3512569A1 (en) 2019-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6542827B2 (ja) 可逆的に架橋されたミセル系
CN110392583B (zh) 改进的杂化的末端树枝状聚合物
US10556021B2 (en) Nanocarriers for drug delivery
US10406233B2 (en) Telodendrimers with enhanced drug delivery
US9642916B2 (en) Porphyrin modified telodendrimers
US11406714B2 (en) Telodendrimers and nanocarriers and methods of using same
WO2018160759A1 (en) Zwitterionic dendritic amphiphiles, zwitterionic dendrimers, zwitterionic telodendrimers, nanocarriers comprising same, and methods of making and using same
WO2016057657A1 (en) Functional segregated telodendrimers and nanocarriers and methods of making and using same
JP6235460B6 (ja) 可逆的に架橋されたミセルｓｙｓｔｅｍｓ
KR101495652B1 (ko) 코어 크로스링킹된 고분자 마이셀 화합물 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