CN110801519B - 高肿瘤富集渗透的纳米药物载体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
高肿瘤富集渗透的纳米药物载体及其制备方法和应用,将抗肿瘤药物和树枝状聚合物分别溶解于二甲基亚砜中再将两种溶液混合制得负载药物的树枝状聚合物溶液；将NHS‑PEG‑Mal加入上述负载药物的树枝状聚合物溶液；上步得到的混合物放入再生纤维素纤维材质的透析袋中，在纯水中透析，然后利用超滤管进行超滤离心纯化，所得溶液与靶向肽反应，超滤离心纯化后冻干即得到该纳米载药体系。该体系制备方法简单易行，通过该纳米载体能够共价负载抗肿瘤药物紫杉醇，不仅能够实现在肿瘤组织的药物富集，而且有利于药物在肿瘤组织的有效渗透，提高药物输运效率，相比于非靶向对照组，其肿瘤抑制率由39%提高至56%。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种高肿瘤富集和渗透的药物纳米载体及其制备方法和应用。
背景技术
传统的抗肿瘤药物大多缺乏药理作用专一性，在治疗肿瘤的同时会出现严重的毒副作用。纳米药物载体能够通过肿瘤血管的通透性增强效应在肿瘤组织中的富集，然而，药物的抗肿瘤疗效不仅取决于药物在肿瘤中的富集，还取决于药物在肿瘤内的分布。肿瘤微环境中的致密间质和间质高压严重阻碍了纳米药物载体在细胞外基质中有效扩散，使大部分的纳米药物载体只能停留在肿瘤血管周围，导致大部分肿瘤细胞接触不到足够的药物，影响肿瘤的治疗效果。因此，发展能够在肿瘤组织中高效富集和渗透的纳米药物载体对肿瘤治疗的基础研究具有重要的意义。Nrp-1能够介导肿瘤血管的通透性，因此，靶向NRP-1能够增强纳米载体在肿瘤组织中的渗透，此外，纳米载体的尺寸越小，其肿瘤渗透能力也会越强，因此本文采用具有小尺寸的树枝状纳米材料PAMAM为载体，通过PEG将Nrp-1靶向肽如CRGDK， iRGD等连接到PAMAM上，得到具有高肿瘤富集和渗透的纳米药物载体。该载体上还能够负载荧光分子，实现对药物分布的影像学监测。
发明内容
解决的技术问题：本发明为了使抗肿瘤药物能够在肿瘤组织中高效富集和渗透，提供一种高肿瘤富集渗透的纳米药物载体及其制备方法和应用。
技术方案：高肿瘤富集渗透的纳米药物载体的制备方法，制备步骤为：（1） 将抗肿瘤药物和树枝状聚合物分别溶解于二甲基亚砜中，浓度为20-40mg/mL，再将两种溶液混合制得负载药物的树枝状聚合物溶液，抗肿瘤药物与树枝状聚合物溶液的质量比为1:5-2:1；（2）将NHS-PEG-Mal加入上述负载药物的树枝状聚合物溶液，NHS-PEG-Mal与树枝状聚合物的质量比为(8-13):1；（3）上步得到的混合物放入截留分子量为8000-14000的再生纤维素纤维材质的透析袋中，在纯水中透析，然后利用截留分子量为3000的超滤管进行超滤离心纯化，所得溶液与靶向肽反应，靶向肽与树枝状聚合物的反应质量比为1:（1-6），超滤离心纯化后冻干即得到该纳米载药体系。
优选的，上述抗肿瘤药物为紫杉醇，阿霉素或吉西他滨。
优选的，上述树枝状聚合物为PAMAM。
优选的，上述靶向肽为序列为CRGDK。
优选的，抗肿瘤药物与树枝状聚合物溶液的质量比优选为1:1，NHS-PEG-Mal与树枝状聚合物的质量比优选为9:1，靶向肽与树枝状聚合物的反应质量比为1:2。
优选的，上述透析时间为2小时。
上述任一制备方法制得的纳米药物载体。
上述纳米药物载体的粒径为5nm。
上述纳米药物载体在制备通过影像学监测药物疗效产品中的应用。
有益效果：本发明利用树枝状聚合物PAMAM为原料，以能够特异性识别在多种肿瘤组织中过表达的神经纤毛蛋白-1（NRP-1）的多肽为靶向分子，制备肿瘤靶向的纳米药物载体。该体系制备方法简单易行，通过该纳米载体能够共价负载抗肿瘤药物紫杉醇，不仅能够实现在肿瘤组织的药物富集，而且有利于药物在肿瘤组织的有效渗透，提高药物输运效率，相比于非靶向对照组，其肿瘤抑制率由39%提高至56%。
附图说明
图1为纳米载药体系合成路线示意图；
图2为靶向和对照纳米载药体系MDA-MD-231肿瘤细胞摄取图；
图3为靶向和对照靶向和对照纳米载药体系在MDA-MD-231肿瘤组织中的分布图。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种简单易行的方法制备一种能够在肿瘤组织中高渗透的纳米载体（图1）。该载体集合树枝状聚合物（PAMAM）的小尺寸效应和肿瘤渗透肽于一体，进一步增加药物在肿瘤中的渗透效果。具体制备方法如下：
1、将抗肿瘤药物和PAMAM溶解于二甲基亚砜中，通过共价键或分子间相互作用力将药物负载到PAMAM上。
2、利用酰胺化反应将NHS-PEG-Mal共价连接到PAMAM表面，将PAMAM表面带有马来酰亚胺基团。
3、利用多肽半胱氨酸上的巯基与马来酰亚胺基团反应，将靶向多肽连接到PAMAM表面，超滤离心纯化，所得溶液冻干即得到该纳米载药体系。
实施例1
1）称取10mg丁二酸酐修饰的紫杉醇衍生物和10mg PAMAM分别溶于1 mL二甲基亚砜中；
2）将两溶液混匀，加入2 mg EDC﹒HCl和1.2 mg NHS 作为催化剂，25℃下振荡3小时；
3）再向溶液中加入90 mg的NHS-PEG-Mal，继续反应过夜；
4）得到的混合物放入截留分子量为8000-14000的再生纤维素纤维材质的透析袋中，在纯水中透析2小时，然后利用截留分子量为3000的超滤管进行超滤离心纯化；
5）将纯化后的产物一分为二，其中一半产物溶于PBS（pH7.4）中，与渗透肽CRGDK反应过夜，渗透肽与PAMAM 的质量比为1:2，超滤离心，冻干，即得到目标产物CK-PAMAM-PTX；
6）将第5步中所得另一半产物溶于PBS（pH7.4）中，与半胱氨酸反应过夜，半胱氨酸与PAMAM质量比为1:4，超滤离心，冻干得到对照产物Cys-PAMAM-PTX。
实施例2
1、将人乳腺癌MBA-MD-231细胞种植于6孔板中，以含有5%胎牛血清的DMEM培养液，在细胞培养箱中培养过夜。
2、取实施例1中所制备的目标产物和对照产物各10mg，与分别与0.2mg的荧光染料FITC反应，得到荧光分子修饰的产物，分别溶于1mL 的PBS中。
3、分别取上述荧光产物100μL分别加入种有MBA-MD-231细胞的六孔板中，孵育1小时。
4、将孵育后的细胞PBS洗涤3次，多聚甲醛溶液固定15分钟，与DAPI共孵育15分钟后，PBS洗涤，在荧光共聚焦显微镜下观察材料进入细胞的情况，结果表明，靶向组药物载体在肿瘤中的富集量是非靶向组的2.2倍（图2）。
实施例3
为了更好的说明本发明效果，我们取实施例1中所制备的目标产物和对照产物各10mg，分别与0.4 mg的近红外荧光染料Cy5.5反应，得到近红外荧光分子修饰的产物，分别溶于1mL 的PBS中。
分别将两种荧光纳米载药体系注射到荷MBA-MD-231肿瘤的裸鼠模型中，剂量为0.3mL/只。然后将肿瘤组织进行切片，在荧光显微镜下观察，发现靶向的纳米材料在肿瘤组织中分散的更加均匀，相比于对照组，能够更容易进入肿瘤组织的内部，荧光强度是对照组的2倍，具有更好的肿瘤组织渗透效果（图3）。
实施例4
分别将实施例1中所制备的靶向和非靶向纳米药物、市售的紫杉醇注射液、不含药物的纳米载体和生理盐水分别注射到不同组的荷MBA-MD-231肿瘤的裸鼠模型中，剂量为0.3mL/只，每组6只裸鼠，每隔一天量取实验鼠肿瘤体积并称量体重，连续观察13天，靶向纳米载药组的肿瘤抑制率为56%，显著高于非靶向组（39%）和临床药物组（33%）。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.高肿瘤富集渗透的纳米药物载体的制备方法，其特征在于制备步骤为：1）称取10mg丁二酸酐修饰的紫杉醇衍生物和10mg PAMAM分别溶于1 mL二甲基亚砜中；2）将两溶液混匀，加入2 mg EDC﹒HCl和1.2 mg NHS 作为催化剂，25℃下振荡3小时；3）再向溶液中加入90mg的NHS-PEG-Mal，继续反应过夜；4）得到的混合物放入截留分子量为8000-14000的再生纤维素纤维材质的透析袋中，在纯水中透析2小时，然后利用截留分子量为3000的超滤管进行超滤离心纯化；5）将纯化后的产物一分为二，其中一半产物溶于pH7.4的PBS中，与渗透肽CRGDK反应过夜，渗透肽与PAMAM 的质量比为1:2，超滤离心，冻干，即得到目标产物CK-PAMAM-PTX；6）将第5步中所得另一半产物溶于pH7.4的PBS中，与半胱氨酸反应过夜，半胱氨酸与PAMAM质量比为1:4，超滤离心，冻干得到对照产物Cys-PAMAM-PTX。
2.权利要求1所述制备方法制得的纳米药物载体。
3.根据权利要求2所述纳米药物载体，其特征在于所述载体粒径为5nm。
4.权利要求2所述纳米药物载体在制备通过影像学监测药物疗效产品中的应用。
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| CN115487784B (zh) * | 2021-06-17 | 2023-09-22 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 富集材料及制备和生物样品溶液中细胞外囊泡的富集方法 |
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2019
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| iRGD介导的阿霉素-树枝状聚合物抗脑胶质瘤的比较研究;王科;《中国优秀硕士学位论文全文数据库-医药卫生科技辑》;20160815(第8期);正文第12-16页、第38页 * |
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