CN111888484B - 一种可穿透角膜并靶向视网膜的眼用脂质体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可穿透角膜并靶向视网膜的眼用脂质体及其制备方法和应用。所述眼用脂质体是一种由生物相容性好的脂质材料构成的包载了抗VEGF药物并且表面连接有细胞穿透肽CPP和透明质酸HA的脂质体。本发明将抗VEGF药物负载于脂质体内部，有效改善抗VEGF药物稳定性差的缺点，同时利用脂质体的两亲性增强角膜穿透效果，再表面共价连接具有穿透作用的细胞穿透肽CPP和靶向视网膜的透明质酸HA，发现制备得到的脂质体通过滴眼给药的方式就能明显增加药物的角膜穿透性和向眼底部位的聚集，进而提高病变部位药物浓度，显著提升治疗效果。

Description

一种可穿透角膜并靶向视网膜的眼用脂质体及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种可穿透角膜并靶向视网膜的细胞穿透肽CPP和透明质酸HA共修饰的眼用脂质体及其制备方法与应用。
背景技术
眼睛是一个极其复杂精密的器官，在解剖学上可分为眼前段和眼后段两部分。眼前段主要包括角膜、结膜、房水、晶状体，眼后段主要包括玻璃体、巩膜、脉络膜、视网膜。眼内新生血管性疾病主要位于眼后段，如早产儿视网膜病变(Retinopathy of prematurity，ROP)、糖尿病视网膜病变(Diabetic retinopathy，DR)和年龄相关性黄斑变性(Age-related macular degeneration，AMD)，是严重的致盲性眼部疾病。眼底新生血管疾病包括脉络膜新生血管和视网膜新生血管，病变部位主要存在于视网膜，血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)是主要的致病因子，抑制VEGF的活性，可有效地控制新生血管的生成。
临床治疗眼底新生血管的主要方式是玻璃腔反复注射生物药物，如康柏西普、阿柏西普等。玻璃体腔反复注射是一种侵入性较强的给药方式，不可避免地导致一些严重并发症，如白内障形成、高眼压、视网膜脱离、玻璃体出血、眼内炎症和组织损伤等。频繁去医院就诊以及相关的护理费用也使患者承担较大的经济压力，患者依从性较差。临床亟需一种安全有效、使用方便、患者依从性高的给药方案治疗眼底新生血管疾病。
滴眼给药可作为玻璃体腔注射治疗后眼疾病的替代方案，使用方便、患者依从性好，是临床治疗眼部疾病最常用的给药方式。滴眼给药时，药物吸收是主要的限制因素，两亲性小分子药物最容易透过角膜屏障进入眼内。与小分子药物相比，生物药物分子量大、亲水性强，很难通过滴眼给药进入眼内，导致药物生物利用度低。改善滴眼给药对眼部屏障的透过性是目前亟需攻克的难题。
脂质体由包裹在水相周围的磷脂双分子层组成，成分与细胞膜相似，具有两亲性，将药物包载在脂质体中可促进药物对角膜屏障的渗透，且脂质体载药性能优良、生物相容性高、易于表面修饰、临床转化性强，是很有前景的眼部给药载体。
细胞穿透肽(Cell-penetrating peptides，CPP)是由几个或十几个氨基酸组成的短肽，具有将多种大分子物质递送入细胞的能力，如树枝状聚合物、脂质体、胶束和蛋白质等，在眼部渗透性和生物相容性方面表现出优异的性能。但CPP靶向性差，穿透角膜之后无法将药物特异性聚集在视网膜，导致病变部位药物浓度不高。
透明质酸(Hyaluronic Acid，HA)是一种由双糖结构组成的糖胺聚糖，是玻璃体的主要成分，HA修饰之后可大大改善载体在玻璃体中的流动性使其更易到达视网膜部位。研究发现人视网膜色素上皮细胞(ARPE-19)在疾病条件下高表达CD44受体，而HA可以特异性地与CD44受体结合，载体修饰HA之后可实现对视网膜的靶向。因此透明质酸修饰可能是一种有效的改善药物视网膜靶向的策略。
有研究表明，在CNV、AMD、DR患者的视网膜或脉络膜新生血管内皮细胞可检测到整合素αvβ3高表达，RGD肽是一类含有精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸(Arg—Gly—Asp)的短肽，含有RGD序列的肽与整合素αvβ3受体具有特异性结合功能。专利CN201510749931.6、文献(Yongchao C,Ning C,Huajun Y,et al.Topical ocular delivery to laser-inducedchoroidal neovascularization by dual internalizing RGD and TAT peptide-modified nanoparticles[J].International Journal of Nanomedicine,2017,12:1353-1368.doi:10.2147/IJN.S126865)、(Yang X,Wang L,Li L,et al.A novel dendrimer-based complex co-modified with cyclic RGD hexapeptide and penetratin fornoninvasive targeting and penetration of the ocular posterior segment[J].DrugDelivery,2019,26(1):989-1001.doi:10.1080/10717544.2019.1667455)(Liu C,JiangK,Tai L,et al.Facile Noninvasive Retinal Gene Delivery Enabled byPenetratin.ACS Appl Mater Interfaces.2016；8(30):19256-19267.doi:10.1021/acsami.6b04551)将RGD与细胞穿透肽CPP共修饰于树枝状聚合物PAMAM、PLGA纳米粒治疗眼后部新生血管，但是树枝状聚合物PAMAM眼部刺激性大，毒性高，并不适合眼部给药，且给药系统未改善载体在玻璃体中流动性差的问题，双修饰载药纳米粒相较于游离药物溶液只提高了约4倍的药物浓度。
此外，文献(Tai L,Liu C,Jiang K,et al.A novel penetratin-modifiedcomplex for noninvasive intraocular delivery of antisense oligonucleotides[J].International Journal of Pharmaceutics,2017:347-356.doi:10.1016/j.ijpharm.2017.06.090)通过静电吸附作用先后在PAMAM表面包覆透明质酸和Penetratin改善PAMAM的眼部生物相容性和渗透性，发现复合物在眼后段的分布及保留时间增加，但透明质酸被包覆在Penetratin内部，不能有效发挥改善玻璃体流动性及视网膜靶向的作用。
目前尚未有一种包载了抗VEGF药物并且表面连接有细胞穿透肽CPP和透明质酸HA的脂质体用于局部滴眼治疗眼后部疾病的报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可穿透角膜并靶向视网膜的眼用脂质体及其制备方法和应用。
第一方面，本发明提供了一种可穿透角膜并靶向视网膜的细胞穿透肽和透明质酸共修饰的眼用脂质体，其是一种由生物相容性好的脂质材料构成的包载了抗VEGF药物并且表面连接有细胞穿透肽CPP和透明质酸HA的脂质体。
在本发明的一些实施方案中，所述生物相容性好的脂质材料包括但不限于蛋黄卵磷脂(EPC)、大豆卵磷脂(SPC)、氢化大豆磷脂(HSPC)、二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)、胆固醇(CHOL)、二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺(DMPE)或其聚乙二醇化衍生物、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(DSPE)或其聚乙二醇化衍生物、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)或其聚乙二醇化衍生物、二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)或其聚乙二醇化衍生物中的一种或几种。
在本发明的一些实施方案中，所述细胞穿透肽CPP包括但不限于源于果蝇触角基因同源结构域的十六肽Penetratin(RQIKIWFQNRRMKWKK，SEQ ID NO:1)、人免疫缺陷病毒蛋白转导肽TAT(GRKKRRQRRRPPQ，SEQ ID NO:2)、八聚精氨酸R8(RRRRRRRR，SEQ ID NO:3)、低分子量鱼精蛋白LMWP(VSRRRRRRGGRRRR，SEQ ID NO:4)。
在本发明的一些实施方案中，所述抗VEGF药物包括但不限于贝伐单抗、雷珠单抗、康柏西普、阿柏西普。
在本发明的一些实施方案中，所述透明质酸HA与总脂质的质量比为0.1～10，较优选的为1～5；和/或所述细胞穿透肽CPP与总脂质的摩尔比为1％～50％，较优选的为10％～50％。
在本发明的一些实施方案中，所述透明质酸HA分子量为6.4kDa-1500kDa。
在本发明的一些实施方案中，所述细胞穿透肽CPP通过化学键连接于脂质体外部；和/或所述透明质酸HA通过化学键连接于脂质体外部。
第二方面，本发明提供了一种靶向视网膜的细胞穿透肽和透明质酸共修饰的眼用脂质体的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用加成反应将含有Mal基团的磷脂与细胞穿透肽CPP连接；
(2)采用薄膜分散法制备包载抗VEGF药物的细胞穿透肽CPP修饰的脂质体；
(3)采用化学偶联法将透明质酸HA与包载了抗VEGF药物的细胞穿透肽CPP修饰的脂质体连接。
在本发明的一些实施方案中，所述加成反应具体操作为，将DSPE-PEG-Mal(含有Mal基团的磷脂均可)和巯基修饰的CPP(巯基化的CPP均可)溶解于氯仿溶液中，充氮条件下避光反应24h，减压蒸干得到DSPE-PEG-CPP。
在本发明的一些实施方案中，所述薄膜分散法具体操作为，将EPC、CHOL、DPPE、DSPE-PEG、DSPE-PEG-CPP溶解于氯仿溶液中，减压蒸发得脂质薄膜，用含抗VEGF药物的PBS溶液水化得到脂质体。
在本发明的一些实施方案中，所述化学偶联法具体操作为，将HA、EDC、NHS溶解于醋酸盐缓冲液中，在37℃孵育2h进行预活化，HA羧基活化后加入到步骤(2)所得脂质体中，与DPPE表面的氨基进行化学偶联，得到包载了抗VEGF药物并且表面连接有细胞穿透肽CPP和透明质酸HA的脂质体。
第三方面，本发明提供了如上任一所述的眼用脂质体在制备治疗眼底新生血管疾病的药物中的应用。
本发明优点在于：
1、眼部给药是治疗眼部疾病的主要给药方式之一。眼部给药制剂包括滴眼剂、眼膏剂、注射剂等。针对眼底疾病的治疗，注射剂给病人造成较大痛苦且并发症多，而目前的滴眼剂、眼膏剂存在角膜穿透能力差、局部生物利用度低等缺陷，导致治疗效果不佳。
用于眼部给药的载体有很多，如PAMAM，PLGA，HSA等；为促进药物的穿透，眼部穿透促进剂也有很多种，如环糊精、螯合剂、冠醚、胆汁酸和胆盐、表面活性剂、细胞穿透肽等；为提高靶向性，已知的靶向眼底的配体有RGD、YSA、叶酸、HA等等。本申请发明人基于丰富的研究经验，选择了以脂质体作为药物载体，将抗VEGF药物负载于脂质体内部，有效改善抗VEGF药物稳定性差的缺点，同时利用脂质体的两亲性增强角膜穿透效果，再表面共价连接具有穿透作用的细胞穿透肽CPP和靶向视网膜的透明质酸HA进一步加强角膜穿透效果，发现通过滴眼给药的方式就能明显增加药物的穿透性和向眼底部位的聚集，进而提高病变部位药物浓度，显著提升治疗效果。且本发明的眼用脂质体效果显著优于现有技术公开的眼部药物。
2、由于本发明药物的给药途径是滴眼给药，相比于注射的给药途径来说，将大大提高病人的用药依从性。
3、为确保药物可在病变部位达到治疗浓度，本申请发明人通过筛选实验获得了细胞穿透肽CPP和HA的在脂质体上的较好修饰比例，该比例使得抗VEGF药物穿透眼部屏障到达眼底之后能达到治疗浓度，具备更好的治疗效果。
附图说明
图1为脂质体的制备示意图。
图2为脂质体的表征图。图中：A为通过动态光散射粒径分析仪确定的脂质体的粒径分布图；B为通过透射电子显微镜观察到的脂质体形态图像。
图3是不同脂质体的细胞毒性。
图4为不同脂质体的表观渗透系数。Free drug：游离药物组；Lip：未修饰载药脂质体组；HA-Lip：HA单修饰载药脂质体组；Pen-Lip：Penetratin单修饰载药脂质体组；PenHA-Lip：双修饰载药脂质体组。
图5为不同脂质体与ARPE-19细胞共孵育后的细胞摄取情况。
图6为脂质体在小鼠眼睛中的分布情况。
图7为体内药效结果图。
图8为不同载体的眼内荧光强度比较。
图9为不同促渗剂修饰的脂质体的眼内荧光强度比较。
图10为不同靶向配体修饰的脂质体的视网膜荧光强度比较。
图11为实施例6的脂质体透过体外角膜屏障后ARPE-19细胞的平均荧光强度。
图12为实施例7的脂质体透过体外角膜屏障后ARPE-19细胞的平均荧光强度。
图13为实施例8的脂质体透过体外角膜屏障后ARPE-19细胞的平均荧光强度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
实施例1
1、脂质体的制备
(1)采用加成反应将DSPE-PEG-Mal与细胞穿透肽CPP连接。
细胞穿透肽CPP由上海强耀生物科技有限公司合成，将CPP巯基化。CPP具体为
Penetratin：RQIKIWFQNRRMKWKK(SEQ ID NO:1)，其中C是在合成序列时增加的一个氨基酸-半胱氨酸C，该氨基酸含有巯基，即完成了CPP的巯基化。
DSPE-PEG-CPP由DSPE-PEG-Mal的马来酰亚胺基团和细胞穿透肽CPP半胱氨酸残基上的巯基通过1,4加成反应所得。将DSPE-PEG-Mal(11.6mg)和巯基化的Penetratin(16.8mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到DSPE-PEG-CPP。
(2)采用薄膜分散法制备包载康柏西普的细胞穿透肽CPP修饰的脂质体。
称取蛋黄卵磷脂10mg(EPC)、胆固醇2.5mg(CHOL)、DPPE 5mg、DSPE-PEG 1mg、DSPE-PEG-CPP 17mg溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH 7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体，4℃避光保存备用。
(3)采用化学偶联法将透明质酸HA与包载康柏西普的细胞穿透肽CPP修饰的脂质体连接。
将HA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA添加到载康柏西普的Penetratin修饰的脂质体中(总脂质(加入的所有脂质材料的质量)为35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA偶联至脂质体表面，形成透明质酸HA与Penetratin共修饰的载康柏西普的脂质体。
脂质体的制备示意图如图1所示。
2、脂质体的表征
取100μL新鲜制备的脂质体溶液，稀释10倍后，用动态光散射粒径分析仪分析测定脂质体的平均粒径。用2％磷钨酸对脂质体溶液进行染色之后，利用透射电子显微镜观察脂质体的形态。脂质体的粒径分布和电镜图像如图2所示。
3、细胞毒性考察
采用CCK-8法对未载药脂质体的细胞毒性进行考察。将HCEC、ARPE-19细胞按每孔5×103个的密度接种于96孔细胞培养板中，在培养箱中培养24h后将脂质体用无血清培养基稀释成浓度为12.5、25、50、125、250、500、1000μg·mL-1的溶液加入96孔板中。孵育24h后用PBS洗涤3次，加入100μL含10％CCK-8试剂的培养基，放入培养箱中孵育1h。用酶标仪测定各孔在450nm处的吸光度并计算各浓度处理下的细胞存活率。
结果如图3所示，脂质体浓度在12.5μg·mL-1和1000μg·mL-1范围内时，人源角膜上皮细胞HCEC和人源视网膜色素上皮细胞ARPE-19均有90％以上的细胞存活率，对两种细胞的生长无明显影响，表明穿膜肽和透明质酸修饰前后的脂质体对细胞毒性均较低，生物相容性高。
4、脂质体对离体兔角膜的穿透性
使用扩散池装置测定不同脂质体通过离体兔角膜的穿透性。通过耳缘静脉注射致死剂量的戊巴比妥钠处死家兔，摘除眼球，小心地将角膜(连同周围约2mm宽度的巩膜)从眼球中取出，用PBS轻轻冲洗。将角膜水平放置在供体室与受体室之间，使角膜上皮表面面向供体溶液，用夹子固定。供体液为样品溶液，受体液为PBS溶液，排尽气泡使角膜组织与受体液充分接触。在4小时期间，每隔0.5h从受体室中吸取等量的100μL样品，然后立即补充等量的PBS。使用ELISA检测试剂盒测量提取样品的浓度，并计算表观渗透系数。
结果如图4所示，五组的表观渗透系数分别为(1.215±0.081)、(2.422±0.178)、(3.35±0.368)、(5.815±0.177)、(9.33±0.50)，PenHA-Lip的表观渗透系数是游离药物组的7.7倍，PenHA-Lip穿透兔角膜的能力最强。PenHA-Lip的表观渗透系数分别是HA-Lip组、Pen-Lip组的2.8倍和1.6倍，数据有显著性差异，双修饰组在促进穿透角膜能力方面优于单修饰组，用金正均法计算Q值大于1.15，表明Penetratin和HA在脂质体上的修饰具有协同促进角膜穿透作用。
5、ARPE-19细胞对不同脂质体的细胞摄取能力
在24孔板中预先铺上无菌的圆形盖玻片，将ARPE-19细胞按每孔5×104个的密度接种在盖玻片上，在37℃，5％CO2的培养箱中培养24h后，细胞血清饥饿处理过夜。用PBS润洗2遍，将含有Lip、Pen-Lip、PenHA-Lip的无血清培养基加入24孔板中。细胞与脂质体37℃孵育3h后，用含1000IU·mL-1肝素的PBS冰上洗涤3次，去除细胞外结合的脂质体。用预冷的4％多聚甲醛固定30min，PBS洗涤3次。吸取10μL含DAPI的抗荧光淬灭封片液滴在载玻片上，小心取出盖玻片，将有细胞的一面贴在滴有封片液的载玻片上，避光放置30min。使用激光扫描共聚焦显微镜观察细胞对于脂质体的摄取情况。全部操作在避光条件下进行。
结果如图5所示，蓝色代表DAPI染色的细胞核，红色代表Nile red标记的脂质体，对照组没有红色荧光，Lip组仅有微弱的红色荧光，Pen-Lip组有中等红色荧光，PenHA-Lip组荧光最强。用ImageJ对荧光强度进行半定量分析，Lip组、Pen-Lip组、PenHA-Lip组的平均荧光强度分别为(21.61±3.69)、(29.32±2.26)、(47.37±3.99)，细胞对PenHA-Lip的摄取效率分别是Lip和Pen-Lip的2.2倍和1.6倍。结果表明脂质体与细胞共孵育3h后没有引起细胞损伤，PenHA-Lip既有Penetratin的细胞穿透能力，又有HA的靶向能力，在ARPE-19细胞摄取方面表现最突出。
6、脂质体的眼内分布
用棉签将小鼠的上下眼睑轻轻拉开，将PenHA-Lip滴入小鼠结膜囊内，静待几秒后缓慢合上眼睑。给药后30min、1h、3h、6h、12h、24h处死小鼠，立即摘除眼球，用PBS轻轻冲洗，用眼球固定液过夜固定，在30％蔗糖溶液中脱水12h。然后将眼球制成10μm厚的冷冻切片，用DAPI染色，在倒置荧光显微镜下扫描切片。
结果如图6所示，可观察到视网膜神经节细胞层(GCL)、内网状层(IPL)和外网状层(OPL)呈现中等强度荧光，内核层(INL)和外核层(ONL)呈现微弱荧光，RPE层有强烈的荧光，RPE层正是给药的目标靶点位置。滴眼给药后仅30分钟，PenHA-Lip就能到达眼后部视网膜区域，荧光强度在前6h较高，之后随着时间的推移荧光强度逐渐下降，但在24h时仍能看到明显的荧光。
7、体内药效实验
将雄性C57/BL6J小鼠用1％戊巴比妥溶液(25mg/kg体重)腹腔注射麻醉，复方托吡卡胺散瞳，涂氧氟沙星眼膏于盖玻片，接触角膜中央。用532多波长激光治疗机在距离视盘等距离光凝4点(激光参数：波长为532nm，功率为360mW，曝光时间为100ms)。光凝时注意避开视网膜大血管位置，光凝后有气泡产生则表示击破Bruch膜，操作成功。
激光光凝后即将C57BL/6小鼠随机分为四组，分别给予以下处理：(1)滴眼给药，5μLPBS，3次/d，给药7d；(2)滴眼给药，5μL康柏西普，3次/d，给药7d；(3)滴眼给药，5μLPenHA-Lip/Conb，3次/d，给药7d；(4)玻璃体腔内注射1μl康柏西普。密切观察各组小鼠生活状态及行为。给药7天后，每组取3只小鼠，制作脉络膜铺片并进行免疫荧光染色，荧光显微镜下观察并拍照，采用ImageJ软件测量相同荧光强度范围内的CNV面积。
结果如图7所示，四组的CNV面积分别为(20590±1107)μm2、(20279±1596)μm2、(14109±1540)μm2、(21676±1065)μm2。与PBS滴眼给药组相比，双修饰载药脂质体滴眼给药组、玻璃体腔注射康柏西普组显著性减小CNV面积，而游离药物滴眼给药组未见显著性差异。另外，双修饰载药脂质体滴眼给药组、玻璃体腔注射康柏西普组CNV面积未见显著性差异。
实施例2
本课题组在研究过程中考察了多个因素对脂质体治疗效果的影响，包括以下CPP、HA比例筛选实验。
将人源角膜上皮细胞HCEC按每孔5×106个细胞的密度接种到胶原包被的Transwell小室的上室中，构建模拟体外角膜屏障。视网膜色素上皮细胞ARPE-19按每孔2×105个细胞的密度铺在Transwell的下室模拟眼底视网膜环境。为了考察不同比例CPP、HA修饰的脂质体(制备方法同实施例1)穿透角膜屏障并被视网膜细胞摄取的效率，分别将不同比例CPP、HA修饰的荧光标记的载药脂质体加入到Transwell小室的上室中。在培养箱中放置12小时后，用PBS清洗下室，使用荧光显微镜观察细胞对脂质体的摄取情况并对平均荧光强度进行半定量分析。
研究CPP、HA比例对细胞摄取平均荧光强度(MFI)的影响，重复数为3。表1为CPP比例为1％、5％、10％、35％、50％，HA比例为0.1、1、5、10时细胞摄取的MFI值。
表1不同CPP、HA比例对ARPE-19细胞摄取MFI的影响
Figure BDA0002638462840000091
结果如表1所示，当HA与总脂质的质量比保持不变时，随着CPP修饰比例的升高，脂质体穿透角膜屏障并被视网膜细胞摄取的荧光强度值越高，CPP比例为10％～50％时的MFI与1％、5％的MFI具有显著性差异，CPP比例为10％，35％，50％时各组之间无显著性差异。当CPP修饰比例保持不变时，随着HA比例上升，穿透角膜屏障并被视网膜细胞摄取的荧光强度值先上升后下降。CPP修饰较优比为10％～50％、HA修饰较优比为1～5。
实施例3
不同载体的眼内荧光强度比较。
PenHA-Lip：Penetratin、HA双修饰脂质体组；按照实施例1的方法制备。
PenHA-PAMAM：Penetratin、HA双修饰PAMAM组；制备方法为：先将Penetratin巯基化，再取巯基化的Penetratin(16.8mg)与NHS-PEG-Mal(8.7mg)溶于3mL磷酸盐缓冲液涡旋1min后，滴加到6mL PAMAM(10mg)的磷酸盐缓冲液中，反应后得到Pen-PAMAM。将HA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA添加到Pen-PAMAM(35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA偶联至脂质体表面，形成PenHA-PAMAM。
PenHA-PLGA：Penetratin、HA双修饰PLGA组；制备方法为：将PLGA-PEG-Mal(18.7mg)和巯基化的Penetratin(16.8mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到Pen-PLGA。将HA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA添加到Pen-PLGA(35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA偶联至脂质体表面，形成PenHA-PLGA。
PenHA-HSA：Penetratin、HA双修饰HSA组；制备方法为：先将Penetratin巯基化，再取巯基化的Penetratin(16.8mg)与NHS-PEG-Mal(8.7mg)溶于3mL磷酸盐缓冲液涡旋1min后，滴加到6mL HSA(10mg)的磷酸盐缓冲液中，反应后得到Pen-HSA。将HA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA添加到Pen-HSA(35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA偶联至脂质体表面，形成PenHA-HSA。
用棉签将小鼠的上下眼睑轻轻拉开，将PenHA-Lip、PenHA-PAMAM、PenHA-PLGA、PenHA-HSA滴入小鼠结膜囊内，静待几秒后缓慢合上眼睑。给药后6h处死小鼠，立即摘除眼球，用PBS冲洗3次，取出玻璃体和视网膜，在110μL无菌PBS中冻融和匀浆，用酶标仪测量平均荧光强度。
结果如图8所示，四组的平均荧光强度分别为(7.5±0.5)、(3.1±0.3)、(1.8±0.2)、(2.1±0.6)，PenHA-Lip组的平均荧光强度分别是PenHA-PAMAM、PenHA-PLGA、PenHA-HAS的2.4倍、4.2倍、3.6倍，数据有显著性差异，表明本发明的眼用脂质体效果优于其他眼用药物。
实施例4
不同促渗剂修饰的脂质体的眼内荧光强度比较。
PenHA-Lip：Penetratin、HA双修饰脂质体组；按照实施例1的方法制备。
CDHA-Lip：环糊精、HA双修饰脂质体组；制备方法为：称取蛋黄卵磷脂20.5mg(EPC)、胆固醇5mg(CHOL)、DPPE10mg溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH 7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体，4℃避光保存备用。
将HA(22mg)、环糊精CD(16.8mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA、CD添加到Lip中(总脂质(加入的所有脂质材料的质量)为35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA、CD偶联至脂质体表面，形成CDHA-Lip。
CSHA-Lip：壳聚糖、HA双修饰脂质体组；制备方法为：称取蛋黄卵磷脂20.5mg(EPC)、胆固醇5mg(CHOL)、DPPE10mg溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH 7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体，4℃避光保存备用。
将HA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA添加到Lip中(总脂质(加入的所有脂质材料的质量)为35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA偶联至脂质体表面，形成HA-Lip。将CS(16.8mg)溶解在乙酸溶液中，逐滴添加到HA-Lip中，超声处理5min形成CSHA-Lip。
BAHA-Lip：胆汁酸、HA双修饰脂质体组；制备方法为：称取蛋黄卵磷脂10mg(EPC)、胆汁酸16.8mg(BA)胆固醇3.7mg(CHOL)、DPPE5mg溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体，4℃避光保存备用。
将HA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。然后将活化的HA添加到BA-Lip中(总脂质(加入的所有脂质材料的质量)为35.5mg)，用硼酸盐缓冲液调节最终pH为8，并在37℃下孵育12h，使用磁力搅拌器进行搅拌使HA偶联至脂质体表面，形成BAHA-Lip。
用棉签将小鼠的上下眼睑轻轻拉开，将Penetratin、HA双修饰的脂质体、壳聚糖滴入小鼠结膜囊内，静待几秒后缓慢合上眼睑。给药后6h处死小鼠，立即摘除眼球，用PBS冲洗3次，取出玻璃体和视网膜，在110μL无菌PBS中冻融和匀浆，用酶标仪测量平均荧光强度。
结果如图9所示，四组的平均荧光强度分别为(8.6±0.4)、(2.2±0.3)、(3.8±0.3)、(3.7±0.5)，PenHA-Lip组的平均荧光强度分别是CDHA-Lip、CSHA-Lip、BAHA-Lip的3.9倍、2.3倍、2.3倍，数据有显著性差异，表明本发明的眼用脂质体效果优于其他眼用药物。
实施例5
不同靶向配体修饰的脂质体的视网膜荧光强度比较。
PenHA-Lip：Penetratin、HA双修饰脂质体组；按照实施例1的方法制备。
PenRGD-Lip：Penetratin、RGD双修饰脂质体组；制备方法为：将Penetratin巯基化，将DSPE-PEG-Mal(11.6mg)和巯基化的Penetratin(16.8mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到DSPE-PEG-Pen。将RGD巯基化，将DSPE-PEG-Mal(11.6mg)和巯基化的RGD(22mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到DSPE-PEG-RGD。
称取蛋黄卵磷脂10mg(EPC)、胆固醇2.5mg(CHOL)、DSPE-PEG-Pen(17mg)、DSPE-PEG-RGD(22mg)溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH 7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体PenRGD-Lip，4℃避光保存备用。
PenYSA-Lip：Penetratin、YSA双修饰脂质体组；制备方法为：将Penetratin巯基化，将DSPE-PEG-Mal(11.6mg)和巯基化的Penetratin(16.8mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到DSPE-PEG-Pen。将YSA巯基化，将DSPE-PEG-Mal(11.6mg)和巯基化的YSA(22mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到DSPE-PEG-YSA。
称取蛋黄卵磷脂10mg(EPC)、胆固醇2.5mg(CHOL)、DSPE-PEG-Pen(17mg)、DSPE-PEG-YSA(22mg)溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH 7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体PenYSA-Lip，4℃避光保存备用。
PenFA-Lip：Penetratin、FA双修饰脂质体组；制备方法为：将Penetratin巯基化，将DSPE-PEG-Mal(11.6mg)和巯基化的Penetratin(16.8mg)溶解于氯仿溶液中，滴加三乙胺作为催化剂，轻轻振摇。该混合溶液在充氮条件下于室温避光反应24h。将有机溶剂进行过滤，所得滤液通过旋转蒸发仪进行蒸发得固体结晶物，冻干后得到DSPE-PEG-Pen。将FA(22mg)、EDC(22mg)、NHS(22mg)溶解在醋酸盐缓冲液中，在37℃预活化2h。将活化的FA与NH2-PEG-COOH(15mg)、DSPE(30mg)反应48h，冻干后得到DSPE-PEG-FA。
称取蛋黄卵磷脂10mg(EPC)、胆固醇2.5mg(CHOL)、DSPE-PEG-Pen(17mg)、DSPE-PEG-FA(22mg)溶解于装有10mL氯仿溶液的茄型瓶中。通过旋转蒸发仪在35℃条件下进行减压蒸发除去有机溶剂，在瓶壁上形成一层均匀的脂质薄膜。继续真空干燥除去残余的有机溶剂。将5ml的浓度为5mg/ml康柏西普的PBS溶液(pH 7.4，配制方法：取一定体积的浓度为10mg/ml的康柏西普注射液，加入PBS稀释至所需浓度)加入茄型瓶中，快速振荡，使溶液与脂质薄膜发生水合作用。水合后在冰上进行水浴超声使脂质薄膜从瓶壁上完全脱落，避光搅拌1h。得到的乳白色液体过0.45μm、0.22μm微孔滤膜三次获得粒径合适的脂质体PenFA-Lip，4℃避光保存备用。
用棉签将小鼠的上下眼睑轻轻拉开，将PenHA-Lip、PenRGD-Lip、PenYSA-Lip、PenFA-Lip滴入小鼠结膜囊内，静待几秒后缓慢合上眼睑。给药后6h处死小鼠，立即摘除眼球，用PBS冲洗3次，取出视网膜，在110μL无菌PBS中冻融和匀浆，用酶标仪测量平均荧光强度。
结果如图10所示，四组的平均荧光强度分别为(5.5±0.3)、(2.6±0.2)、(2.8±0.3)、(3.4±0.3)，PenHA-Lip组的平均荧光强度分别是PenRGD-Lip、PenYSA-Lip、PenFA-Lip的2.1倍、2.0倍、1.6倍，数据有显著性差异，表明本发明的眼用脂质体效果优于其他眼用药物。
实施例6
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于包载的药物为贝伐单抗。
将人源角膜上皮细胞HCEC按每孔5×106个细胞的密度接种到胶原包被的Transwell小室的上室中，构建模拟体外角膜屏障。视网膜色素上皮细胞ARPE-19按每孔2×105个细胞的密度铺在Transwell的下室模拟眼底视网膜环境。为了考察脂质体穿透角膜屏障并被视网膜细胞摄取的效率，分别将荧光标记的载药脂质体加入到Transwell小室的上室中。在培养箱中放置12小时后，用PBS清洗下室，使用荧光显微镜观察细胞对脂质体的摄取情况并对平均荧光强度进行半定量分析。
结果如图11所示，三组的平均荧光强度分别为(33.7±13.3)、(188.3±39.2)、(287±22.6)，PenHA-Lip组的平均荧光强度分别是Lip、Pen-Lip的8.5倍、1.5倍，数据有显著性差异。
实施例7
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于细胞穿透肽CPP为八聚精氨酸R8。
将人源角膜上皮细胞HCEC按每孔5×106个细胞的密度接种到胶原包被的Transwell小室的上室中，构建模拟体外角膜屏障。视网膜色素上皮细胞ARPE-19按每孔2×105个细胞的密度铺在Transwell的下室模拟眼底视网膜环境。为了考察脂质体穿透角膜屏障并被视网膜细胞摄取的效率，分别将荧光标记的载药脂质体加入到Transwell小室的上室中。在培养箱中放置12小时后，用PBS清洗下室，使用荧光显微镜观察细胞对脂质体的摄取情况并对平均荧光强度进行半定量分析。
结果如图12所示，三组的平均荧光强度分别为(28.3±7.1)、(144±15)、(203.7±24.79)，R8HA-Lip组的平均荧光强度分别是Lip、R8-Lip的7.2倍、1.4倍，数据有显著性差异。
实施例8
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于步骤(2)中脂质材料为大豆卵磷脂(SPC)、胆固醇(CHOL)、二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺(DMPE)、DPPE-PEG、DPPE-PEG-CPP。
将人源角膜上皮细胞HCEC按每孔5×106个细胞的密度接种到胶原包被的Transwell小室的上室中，构建模拟体外角膜屏障。视网膜色素上皮细胞ARPE-19按每孔2×105个细胞的密度铺在Transwell的下室模拟眼底视网膜环境。为了考察脂质体穿透角膜屏障并被视网膜细胞摄取的效率，分别将荧光标记的载药脂质体加入到Transwell小室的上室中。在培养箱中放置12小时后，用PBS清洗下室，使用荧光显微镜观察细胞对脂质体的摄取情况并对平均荧光强度进行半定量分析。
结果如图13所示，三组的平均荧光强度分别为(43.7±6.1)、(187.3±24.0)、(312.3±21.5)，PenHA-Lip组的平均荧光强度分别是Lip、Pen-Lip的7.1倍、1.7倍，数据有显著性差异。
实施例9
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于包载的药物为雷珠单抗。
实施例10
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于包载的药物为阿柏西普。
实施例11
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于包载的药物为质量比1:1的康柏西普和阿柏西普。
实施例12
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于细胞穿透肽CPP为人免疫缺陷病毒蛋白转导肽TAT。
实施例13
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于细胞穿透肽CPP为低分子量鱼精蛋白LMWP。
实施例14
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于步骤(2)中脂质材料为氢化大豆磷脂(HSPC)、胆固醇(CHOL)、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)、DOPE-PEG、DOPE-PEG-CPP。
实施例15
按照实施例1的方法制备眼用脂质体，不同之处在于步骤(2)中脂质材料为不同之处在于步骤(2)中脂质材料为二棕榈酰基磷脂酰胆碱(DPPC)、胆固醇(CHOL)、二油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE)、DMPE-PEG、DMPE-PEG-CPP。
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，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 上海市第一人民医院
<120> 一种可穿透角膜并靶向视网膜的眼用脂质体及其制备方法和应用
<130> /
<160> 4
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 16
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 1
Arg Gln Ile Lys Ile Trp Phe Gln Asn Arg Arg Met Lys Trp Lys Lys
1 5 10 15
<210> 2
<211> 13
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 2
Gly Arg Lys Lys Arg Arg Gln Arg Arg Arg Pro Pro Gln
1 5 10
<210> 3
<211> 8
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 3
Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg Arg
1 5
<210> 4
<211> 14
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 4
Val Ser Arg Arg Arg Arg Arg Arg Gly Gly Arg Arg Arg Arg
1 5 10

Claims (10)

1.一种可穿透角膜并靶向视网膜的细胞穿透肽和透明质酸共修饰的眼用脂质体，其特征在于，是一种由生物相容性好的脂质材料构成的包载了抗VEGF药物并且表面连接有细胞穿透肽和透明质酸的脂质体。
2.根据权利要求1所述的眼用脂质体，其特征在于，所述生物相容性好的脂质材料选自蛋黄卵磷脂、大豆卵磷脂、氢化大豆磷脂、二棕榈酰基磷脂酰胆碱、胆固醇、二肉豆蔻酰磷脂酰乙醇胺或其聚乙二醇化衍生物、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺或其聚乙二醇化衍生物、二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺或其聚乙二醇化衍生物、二油酰磷脂酰乙醇胺或其聚乙二醇化衍生物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的眼用脂质体，其特征在于，所述细胞穿透肽选自源于果蝇触角基因同源结构域的十六肽Penetratin、人免疫缺陷病毒蛋白转导肽TAT、八聚精氨酸R8、低分子量鱼精蛋白LMWP；和/或所述抗VEGF药物选自贝伐单抗、雷珠单抗、康柏西普、阿柏西普中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的脂质体，其特征在于，所述透明质酸与总脂质的质量比为0.1～10；和/或所述细胞穿透肽与总脂质的摩尔比为1％～50％。
5.根据权利要求1所述的脂质体，其特征在于，所述透明质酸分子量为6.4kDa-1500kDa。
6.权利要求1-5任一所述的眼用脂质体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用加成反应将含有Mal基团的磷脂与细胞穿透肽连接；
(2)采用薄膜分散法制备包载抗VEGF药物的细胞穿透肽修饰的脂质体；
(3)采用化学偶联法将透明质酸与包载了抗VEGF药物的细胞穿透肽修饰的脂质体连接。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加成反应具体操作为，将DSPE-PEG-Mal和巯基修饰的细胞穿透肽溶解于氯仿溶液中，充氮条件下避光反应24h，减压蒸干得到DSPE-PEG-CPP。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述薄膜分散法具体操作为，将EPC、CHOL、DPPE、DSPE-PEG、DSPE-PEG-CPP溶解于氯仿溶液中，减压蒸发得脂质薄膜，用含抗VEGF药物的PBS溶液水化得到脂质体。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述化学偶联法具体操作为，将HA、EDC、NHS溶解于醋酸盐缓冲液中，在37℃孵育2h进行预活化，HA羧基活化后加入到步骤(2)所得脂质体中，与DPPE表面的氨基进行化学偶联，得到包载了抗VEGF药物并且表面连接有细胞穿透肽和透明质酸的脂质体。
10.权利要求1-5任一所述的眼用脂质体在制备治疗眼底新生血管疾病的药物中的应用。
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