CN112190715B - 纳米药物、其制备方法及医药应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医药领域,具体涉及一种纳米药物,包含脂质体和胆固醇分子修饰的核酸适配体,核酸适配体上修饰的胆固醇分子部分插入脂质体内,核酸适配体为转铁蛋白受体的核酸适配体,脂质体内包裹有乙酰胆碱酯酶重活化剂,脂质体和胆固醇分子修饰的核酸适配体的摩尔比为(5~150):1;脂质体包含:磷脂25~120摩尔份、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺‑聚乙二醇0.5~30摩尔份和胆固醇3~45摩尔份。本发明还涉及该纳米药物的制备方法及应用。本发明纳米药物能特异性结合BBB表面,有效穿透血脑屏障并在中枢释放药物,该纳米药物载药量高、生物相容性好、生物利用度高、无细胞毒性,可用于救治有机磷农药中毒及神经性毒剂袭击的军事防护。
Description
技术领域
本发明属于医药领域,具体涉及一种纳米药物,还涉及该纳米药物的制备方法及医药应用。
背景技术
有机磷毒剂(OP)是毒性最强的化学毒剂之一,也是有机磷农药及神经性毒剂的主要成分。全球每年大约有三百万人因接触OP而中毒,这对人类的健康乃至生命安全构成严重威胁。OP进入体内会快速抑制中枢及外周的乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,使其失去水解乙酰胆碱(ACh)的能力而引发抽搐、惊厥、呼吸抑制等中毒症状,最终导致中毒者迅速死亡或出现严重、不可逆的脑损伤。目前主要的有机磷毒剂包括对氧磷、对硫磷、梭曼、沙林、塔崩和诺维乔克等。为了治疗OP中毒,临床上常采用AChE重活化剂例如氯磷定(2-PAM)、双复磷(LuH-6)、酰胺磷定(HI-6)、双解磷(TMB-4)、甲肟(MMB-4)等,将AChE从中毒态(膦酰化酶)重活化为活性态,以恢复酶的正常生理功能。但是,这一治疗手段目前仍无法达到理想治疗效果,造成该局面的关键原因是体内血脑屏障(BBB)的存在限制了绝大多数药物入脑,现有的AChE重活化剂同样难以穿透BBB作用于中枢神经系统。
过去数十年,国内外始终将中枢系统中乙酰胆碱酯酶的重活化作为本领域研究重点和热点。大部分AChE重活化剂均含季胺基团和肟基团,这两个基团既是重活化必需的基团,也是限制AChE重活化剂穿透BBB的关键基团,因此,迄今为止,通过结构修饰或改造还未能获得兼顾良好重活化性能和良好穿透BBB性能的重活化剂。目前亟需一种新型的AChE重活化剂,其能有效穿透BBB并能对中枢神经系统的AChE重活化。
随着纳米给药系统的研究和发展,中枢靶向纳米递送系统为脑部疾病的治疗提供了可能。相对于游离态药物,纳米给药系统兼具靶向给药、药物释放控制、保护药物分子、提高生物利用度等优点。
脂质体是一种结构和组成类似生物膜的囊泡。磷脂为脂质体的主要组成成分,脂质体在合适的制备工艺条件下可自组装成磷脂双分子层包载亲水性或疏水性药物。
核酸适配体是一种可折叠成明确三维结构、通过空间构型互补与靶分子高亲和性、高特异性结合的一段单链寡核苷酸序列。核酸适配体也称为“化学抗体”,其亲和力及特异性与抗体相当,甚至高于抗体。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种纳米药物,其以脂质体为载体装载乙酰胆碱酯酶重活化剂,并且,转铁蛋白受体的核酸适配体上所修饰的胆固醇分子部分插入脂质体内;该纳米药物能特异性结合BBB表面,有效穿透血脑屏障并在中枢神经系统以释放药物,其载药量高,生物相容性好,生物利用度高,无细胞毒性,在救治有机磷农药中毒及神经性毒剂袭击的军事防护方面具有良好应用前景。本发明又一目的在于提供该纳米药物的制备方法及医药应用。
为实现上述发明目的,本发明第一方面涉及一种纳米药物,包含脂质体和胆固醇分子修饰的核酸适配体,所述核酸适配体上修饰的胆固醇分子部分地插入所述脂质体内,所述核酸适配体为转铁蛋白受体的核酸适配体,所述脂质体内包裹有乙酰胆碱酯酶重活化剂,所述脂质体和胆固醇分子修饰的核酸适配体的摩尔比为(5~150):1,优选为(30~120):1,例如50:1、100:1;其中,
所述脂质体包含如下的成分:
磷脂25~120摩尔份数(优选为30~80摩尔份数,例如55、56摩尔份数)
二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇0.5~30摩尔份数(优选为2~20摩尔份数,例如4、5摩尔份数)
胆固醇3~45摩尔份数(优选为10~30摩尔份数,例如20摩尔份数)。
本发明第一方面的一些实施方式中,所述磷脂选自天然磷脂和合成磷脂。
本发明第一方面的一些实施方式中,所述磷脂为天然磷脂和合成磷脂。
本发明第一方面的一些实施方式中,天然磷脂和合成磷脂的摩尔比为(1~10):1,优选为(0.5~5):1,例如4.5:1、1.8:1。
本发明第一方面的一些实施方式中,所述脂质体包含如下的成分:
天然磷脂18~52摩尔份数(优选为20~50摩尔份数,例如36、45摩尔份数)
合成磷脂7~33摩尔份数(优选为10~30摩尔份数,例如10、20摩尔份数)
二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇1~25摩尔份数(优选为2~20摩尔份数,例如4、5摩尔份数)
胆固醇3~40摩尔份数(优选为10~30摩尔份数,例如20摩尔份数)。
本发明第一方面的一些实施方式中,包括如下A至C中的一项或多项:
A.所述天然磷脂选自蛋黄卵磷脂和大豆卵磷脂;
B.所述合成磷脂选自二油酰基磷脂酰丝氨酸、二棕榈酰磷脂酰丝氨酸、二肉豆蔻酰基磷脂酰丝氨酸和二硬脂酰磷脂酰丝氨酸,优选为选自二油酰基磷脂酰丝氨酸和二棕榈酰磷脂酰丝氨酸;
C.所述二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇选自二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇750、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇5000。
本发明第一方面的一些实施方式中,二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇从市场上购买获得。其中,聚乙二醇750、聚乙二醇2000和聚乙二醇5000表示市场上不同牌号的聚乙二醇。
本发明第一方面的一些实施方式中,蛋黄卵磷脂、大豆卵磷脂、二油酰基磷脂酰丝氨酸、二棕榈酰磷脂酰丝氨酸、二肉豆蔻酰基磷脂酰丝氨酸和二硬脂酰磷脂酰丝氨酸均从市场上购买获得。
本发明第一方面的一些实施方式中,胆固醇分子修饰的核酸适配体为5’端经胆固醇分子修饰的核酸适配体。
本发明第一方面的一些实施方式中,胆固醇分子修饰的核酸适配体为5’端经胆固醇分子修饰的核酸适配体,并且,核酸适配体为转铁蛋白受体的核酸适配体。
本发明第一方面的一些实施方式中,胆固醇分子修饰的核酸适配体为5’端经胆固醇分子修饰且3’端经翻转脱氧胸腺嘧啶核苷修饰的核酸适配体。
本发明第一方面的一些实施方式中,胆固醇分子修饰的核酸适配体为5’端经胆固醇分子修饰且3’端经翻转脱氧胸腺嘧啶核苷修饰的核酸适配体,并且,核酸适配体为转铁蛋白受体的核酸适配体。
本发明第一方面的一些实施方式中,5’端经胆固醇分子修饰且3’端经翻转脱氧胸腺嘧啶核苷修饰的核酸适配体选自:
5′-Cholesterol-GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:1);
5′-Cholesterol-TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:2);
5′-Cholesterol-TTT TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:3);
5′-Cholesterol-TTT TTT TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ IDNO:4);
5′-Cholesterol-TTT TTT TTT TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQID NO:5);
5′-Cholesterol-TTT TTT TTT TTT TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:6);
5′-Cholesterol-TTT TTT TTT TTT TTT TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:7)。
本发明第一方面的一些实施方式中,5’端经胆固醇分子修饰且3’端经翻转脱氧胸腺嘧啶核苷修饰的核酸适配体为:5′-Cholesterol-TTT TTT TTT TTT TTT GC GTG GTACCAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:6)。
本发明第一方面的一些实施方式中,SEQ ID NO:1至SEQ ID NO:6核酸适配体均可从商业途径获得。
本发明第一方面的一些实施方式中,乙酰胆碱酯酶重活化剂选自酰胺磷定、氯磷定、双复磷、双解磷和甲肟。
本发明第一方面的一些实施方式中,纳米药物的粒径为80~200nm,优选100~150nm。
本发明第一方面的一些实施方式中,纳米药物的载药率为5%~10%,优选为5%~6.5%,例如5.6±0.1%、5.7±0.2%、7%、8%、9%。
本发明第一方面的一些实施方式中,纳米药物的包封率为68%~80%,优选为69%~75%,例如71.3±0.7%、73.3±0.4%、76%、78%、79%。
本发明第一方面的一些实施方式中,核酸适配体上修饰的胆固醇分子部分地插入脂质体的疏水层内。
本发明第二方面涉及一种制备纳米药物的方法,包括如下步骤:
(1)将磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇溶解于有机溶剂中,得到溶液;其中,磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇及胆固醇的摩尔份数如本发明第一方面中所述,有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇和无水乙醇中至少一种;优选地,有机溶剂为三氯甲烷和甲醇的混合液;更优选地,三氯甲烷和甲醇的体积比为(1~10):1,进一步优选为(1~5):1,例如1:1、7:3;
(2)旋转蒸干所述溶液中的有机溶剂,得到膜,然后将乙酰胆碱酯酶重活化剂的水溶液与膜混合,得到混合物;其中,乙酰胆碱酯酶重活化剂的水溶液和膜的重量比为1:(1~30),优选为1:(1~20),例如1:5、1:10;
(3)将所述混合物与本发明第一方面中所述的胆固醇分子修饰的核酸适配体的水溶液在循环冻融条件下反应,得到反应产物;
(4)在室温条件下,通过脂质体挤出器对反应产物往复挤压2~30次/ml(例如5~10次/ml、10~20次/ml);任选地,往复挤压后进行透析,得到纳米药物。
本发明第二方面的一些实施方式中,步骤(2)中,在3℃~40℃(优选4℃~37℃,例如4℃、25℃、37℃)下混合0.5~10小时(优选0.5~4小时,例如2小时、3小时)。
本发明第二方面的一些实施方式中,步骤(3)中,循环冻融条件为:先以液氮冷冻1~10分钟(优选为3~9分钟,例如5、8分钟),再在37℃融化10~40分钟(优选为10~30分钟,例如20分钟、30分钟),如此循环冻融2~15次(优选2~10次,例如3次、5次)。
本发明第二方面的一些实施方式中,所述方法具有如下a至k中的一项或多项特征:
a.步骤(1)中,磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇的总重量与有机溶剂体积的比例为2~40mg/mL,优选为8~30mg/mL,例如10mg/mL、20mg/mL;
b.步骤(1)中,磷脂和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇如本发明第一方面中所述;
c.步骤(2)中,旋转蒸发的温度为20℃~80℃,优选为20℃~60℃,例如40℃;
d.步骤(2)中,旋转蒸发的转速为40~200rpm,优选为100~180rpm,例如120rpm、150rpm;
e.步骤(2)中,乙酰胆碱酯酶重活化剂如本发明第一方面中所述;
f.步骤(2)中,所述乙酰胆碱酯酶重活化剂的水溶液中,乙酰胆碱酯酶重活化剂和水的比例为1~30mg/mL,优选为5~25mg/mL,例如10mg/mL、20mg/mL;
g.步骤(1)中磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇的总摩尔量与步骤(3)中胆固醇分子修饰的核酸适配体的摩尔量之比为(5~150):1,优选为(30~120):1,例如50:1、100:1;
h.步骤(3)中,胆固醇分子修饰的核酸适配体的水溶液的浓度0.05~1mg/mL,优选为0.1~0.8mg/mL,例如0.2mg/mL、0.4mg/mL;
i.步骤(4)中,脂质体挤出器中聚碳酸酯膜的孔径为30~240nm,优选50~200nm,例如50nm、80nm、100nm、200nm;
j.步骤(4)中,透析条件为:采用截留分子量10000~20000(优选截留分子量为10000~15000,例如13000)的透析袋,在15℃~35℃(例如25℃)条件下透析;优选地,透析过程中以100~500rpm的转速搅拌;
k.所述纳米药物为本发明第一方面所述的纳米药物。
本发明第三方面涉及本发明第一方面所述的纳米药物在制备治疗中枢神经系统有机磷化合物中毒的药物中的用途。
本发明第三方面的一些实施方式中,所述有机磷化合物选自对氧磷、对硫磷、梭曼、沙林、塔崩和诺维乔克。
本发明取得的有益效果:
本发明纳米药物具有优良的中枢神经系统靶向性,可特异性结合BBB表面,有效穿透血脑屏障并在中枢神经系统迅速释放药物,该纳米药物的载药量高、生物相容性好、生物利用度高、无细胞毒性,可用于救治有机磷农药中毒及神经性毒剂袭击的军事防护。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1为测试例1中的本发明药物粒径分布图;
图2为测试例1中的本发明药物透射电镜照片;
图3为测试例2中各循环冻融次数测得的紫外吸收光谱图;
图4为测试例3中的双复磷、本发明药物和无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物的体外药物累积释放曲线图;
图5为测试例4中的双复磷、本发明药物和无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物的体外血脑屏障穿透曲线图;
图6为测试例4中的离体组织成像图;
图7为测试例4中双复磷、本发明药物和无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物对染毒小鼠全血AChE的重活化率;
图8为测试例4中双复磷、本发明药物和无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物对染毒小鼠全脑AChE的重活化率。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下述实施例中使用的材料及试剂包括:
蛋黄卵磷脂、大豆卵磷脂:购买自Lipoid GmbH公司;
二油酰基磷脂酰丝氨酸(DOPS)、二棕榈酰磷脂酰丝氨酸(DPPS)、二肉豆蔻酰基磷脂酰丝氨酸(DMPS)、二硬脂酰磷脂酰丝氨酸(DSPS):均购买自Avanti Polar Lipids公司;
胆固醇:购买自Lipoid GmbH公司,CAS号为57-88-5;
二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇750(DSPE-PEG750)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇5000(DSPE-PEG5000):均购买自Avanti Polar Lipids公司;
脂质体挤出器:聚碳酸酯膜孔径为50nm、80nm、100nm、200nm,购买自Avanti PolarLipids公司;
氯磷定、双复磷、酰胺磷定、双解磷、甲肟:均购买自Sigma–Aldrich公司;
核酸适配体5′-Cholesterol-TTT TTT TTT TTT TTT GC GTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:6),由北京擎科生物科技有限公司提供。
实施例1
(1)将蛋黄卵磷脂、胆固醇、二油酰基磷脂酰丝氨酸(DOPS)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)以36:20:20:4的摩尔比溶解在有机溶剂中,得到浓度为10mg/mL溶液,在40℃以120rpm转速旋转蒸发以除去有机溶剂得到磷脂膜,所述有机溶剂为体积比为70:30的三氯甲烷和甲醇混合液;
(2)将10mg双复磷(LuH-6)溶解于1mL水中形成水溶液,将磷脂膜溶解于该水溶液中,水溶液与磷脂膜的重量比为1:10,然后在25℃下混合2h,得到载药混合液;
(3)经修饰的转铁蛋白受体核酸适配体SEQ ID NO:6,其5’端修饰了胆固醇以保证能插入磷脂疏水层中,3’端修饰了翻转脱氧胸腺嘧啶核苷以提高核酸适配体的体内稳定性;
将SEQ ID NO:6核酸适配体配制成浓度为0.4mg/mL的水溶液,将核酸适配体的水溶液加入载药混合液中,其中,核酸适配体与磷脂膜的摩尔比为1:50,然后采用液氮冷冻5min,再在37℃融化20min,循环冻融5次;
(4)冻融循环结束后,在室温条件下,采用脂质体挤出器对混合液进行往复挤压,脂质体挤出器中聚碳酸酯膜的孔径为100nm,往复挤压次数为10-20次/mL;
(5)挤压后,在25℃下采用截留分子量为13000的透析袋对挤压后的物料进行透析,以去除未包裹上的重活化剂和未连接上的核酸适配体,透析过程中以200rpm的转速进行搅拌,得到修饰有核酸适配体并包载有重活化剂的脂质体。
实施例2
(1)将大豆卵磷脂、胆固醇、二棕榈酰磷脂酰丝氨酸(DPPS)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)以45:20:10:5的摩尔比溶解在有机溶剂中,得到浓度为20mg/mL溶液,在40℃以150rpm转速旋转蒸发以除去有机溶剂得到磷脂膜,所述有机溶剂为体积比为50:50的三氯甲烷和甲醇混合液;
(2)将20mg双复磷(LuH-6)溶解于1mL水中形成水溶液,将磷脂膜溶解于该水溶液中,水溶液与磷脂膜的重量比为1:5,然后在25℃下混合3h,得到载药混合液;
(3)经修饰的转铁蛋白受体核酸适配体SEQ ID NO:6,其5’端修饰了胆固醇以保证核酸能插入磷脂疏水层中,3’端修饰了翻转脱氧胸腺嘧啶核苷以提高核酸适配体的体内稳定性;
将SEQ ID NO:6核酸适配体配制成浓度为0.2mg/mL的水溶液,将核酸适配体的水溶液加入载药混合液中,其中,核酸适配体与磷脂膜的摩尔比为1:100,然后采用液氮冷冻8min,再在37℃融化30min,循环冻融3次;
(4)冻融循环结束后,在室温条件下,采用脂质体挤出器对混合液进行往复挤压,脂质体挤出器中聚碳酸酯膜的孔径为100nm,往复挤压次数为5-10次/mL;
(5)挤压后,在25℃下采用截留分子量为13000的透析袋对挤压后的物料进行透析,以去除未包裹上的重活化剂和未连接上的核酸适配体,透析过程中以300rpm的转速进行搅拌,得到修饰有核酸适配体并包载有重活化剂的脂质体。
测试例1动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征
对实施例1制备的修饰有核酸适配体并包载有重活化剂的脂质体进行DLS和TEM表征,粒径分布图如图1所示,透射电镜照片如图2所示。
由图1可知,本发明药物具有较窄的粒径分布,粒径主要分布在100~150nm区间。
由图2可知,本发明药物为球形颗粒,颗粒大小均匀。
测试例2核酸适配体连接效率的紫外分布曲线
将实施例1步骤(3)中的循环冻融次数分别调整为0次(空白)、3次和6次,其余与实施例1相同,测定所制备的脂质体在200~450nm波长的吸收光谱,如图3所示,其中,260nm波长的吸收峰表示与脂质体连接的经修饰的转铁蛋白受体核酸适配体。
由图3可知,随着循环冻融次数的增加,260nm波长的紫外吸收峰增强,说明经修饰的转铁蛋白受体核酸适配体与脂质体有效连接的比例增加。
测试例3包封率、载药率及药物释放的测定
(1)包封率测定:采用超滤离心法测定脂质体的包封率。
配制系列浓度的重活化剂标准溶液,采用高效液相色谱仪检测,高效液相色谱条件:色谱柱为资生堂C18色谱柱;流动相:水相为含5mM正庚烷磺酸钠和0.2%(v/v)三氟醋酸的水溶液,有机相为乙腈,水相与有机相比例为90:10(v/v);柱温为30℃;检测波长为290nm;流速为2mL/min。
以标准溶液的浓度为横坐标、峰面积为纵坐标建立标准工作曲线:Y=47.105X-0.2616,R2=0.9999。
采用100K的超滤离心管(Millipore)在4℃条件下分别对实施例1~2所制备的脂质体离心30min(4500×g),以除去未包载的游离药,收集过滤器中的剩余样品,按照上述条件通过高效液相色谱仪分别检测投入药量及游离药量,进而计算得到脂质体包载的药物量,然后按照如下公式计算得到包封率。
包封率%=100%×脂质体包载药物的重量/投入药物的总重量
结果:实施例1制备脂质体的药物包封率为71.3±0.7%,实施例2制备脂质体的药物包封率为73.3±0.4%。
(2)载药率测定:
向实施例1-2所制备的脂质体中分别加入75%的乙醇溶液,然后分别用0.5%Triton-100稀释100倍,超声处理20min使得包载的药物全部释放。采用高效液相色谱仪测定所得液体,高效液相色谱条件同上述第(1)项,将得到的峰面积代入第(1)项的标准工作曲线中计算,得到液体中的药物浓度,进而计算出脂质体中的药物重量,然后按照如下公式计算载药率。
载药率%=100%×脂质体中的药物重量/脂质体的总重量
结果:实施例1制备脂质体的载药率为5.6±0.1%,实施例2制备脂质体的载药率为5.7±0.2%。
(3)药物释放测定:采用透析法测定药物的释放曲线。
分别将1ml双复磷(LuH-6)、1ml实施例1制备的脂质体药物(Apt-LP-LuH-6)以及1ml无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物【省略步骤(3),其余制备步骤与实施例1相同。LP-LuH-6】放入截留分子量为13000的透析袋中,37℃条件下浸泡在100mL磷酸盐缓冲液(20mM磷酸二氢钠溶于蒸馏水,用1M NaOH调节pH到7.4)中,在固定时间点(0h、0.08h、0.16h、0.33h、0.5h、1h、2h、4h和8h)收集样品,收集的同时补充等体积前述磷酸盐缓冲液,将收集到样品在4℃下离心10min(5000×g),用高效液相色谱仪测定每个时间点的药物浓度,高效液相色谱条件同第(1)项中所述,然后计算累积释放率并绘制释放曲线,如图4所示。
由图4可知,在每个时间点,实施例1制备的脂质体药物与无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物的释放曲线没有显著性差异,在4h均达到80%的累积释放量。
测试例4药效评价
(1)体外血脑屏障穿透能力的评价
分离培养大鼠脑微血管内皮细胞(BMECs),BMECs细胞以1×105个/孔的密度接种于孔径0.4μm的Transwell小室(24mm Corning)中,培养两周使得细胞完全融合。测定跨细胞电阻(TEER),TEER达到200Ω·cm2,说明成功建立体外血脑屏障模型,可进行体外血脑屏障穿透能力评价。按上述方法建立多个体外血脑屏障模型。
将双复磷(LuH-6)、实施例1制备的脂质体药物(Apt-LP-LuH-6)以及无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物【省略步骤(3),其余制备步骤与实施例1相同;LP-LuH-6】分别加入各血脑屏障模型的顶室中,后两种药物所含的LuH-6与第一种双复磷(LuH-6)重量相同,在固定时间点30min、60min、120min和240min从底室采集样品,采用高效液相色谱法测定药物浓度【液相色谱条件同测试例3第(1)项】,计算穿透率并绘制渗透曲线,如图5所示。其中,*表示vs LuH-6,p<0.05;**表示vs LuH-6,p<0.005;***表示vs LuH-6,p<0.0001;#表示vs LP-LuH-6,p<0.05;##表示vs LP-LuH-6,p<0.005;###表示vs LP-LuH-6,p<0.0001。
由图5可知,孵育2~6h,实施例1制备的脂质体药物的穿透率显著高于双复磷及无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物。
(2)离体组织成像评价
以荧光染料AF750替代重活化剂,将荧光染料AF750、参照实施例1方法制备的经核酸适配体修饰的脂质体包载AF750(Apt-LP-AF750)以及无核酸适配体修饰的脂质体包覆AF750(LP-AF750)分别经尾静脉注射进入KM小鼠体内,后两种药物所含的AF750与第一种荧光染料AF750重量相同。2h后经心脏灌流除去全身血液,取出脑,心,肝,脾,肺和肾,用活体成像系统(IVISVR SpectrumCT,PerkinElmerVR,Waltham,MA)观察荧光染料分布情况,结果见图6。
由图6可知,两种脂质体药物均明显积聚在肝、脾和肾中。此外,经核酸适配体修饰的脂质体药物残留在脑内的荧光信号明显高于无核酸适配体修饰的脂质体药物,这说明本发明药物能特异性积聚在中枢系统中,对中枢具有特异靶向性。
(3)重活化率考察
小鼠腹腔注射对氧磷(0.5mg/kg)染毒,在染毒1h后分别尾静脉注射双复磷(LuH-6)、实施例1制备的脂质体药物(Apt-LP-LuH-6)以及无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物【省略步骤(3),其余制备步骤与实施例1相同,LP-LuH-6】(剂量均相当于5mg LuH-6/kg体重),在1h后收集小鼠血样和脑组织,将脑组织样品匀浆,血样稀释25倍,并与相同体积乙酰胆碱(ACh)溶液在37℃条件下孵育45min,加入含10%三氟醋酸和30%乙腈的溶液沉淀蛋白终止反应。样品在4℃下离心5min(5000×g),收集上清液进行分析。通过高效液相色谱法测定剩余ACh的含量来计算乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,推算出AChE的重活化率。以未包载药物的核酸适配体修饰的脂质体(Apt-LP)作为空白对照。结果如图7~8所示,其中,*表示vs LuH-6,p<0.05;**表示vs LuH-6,p<0.005;***表示vs LuH-6,p<0.0001。
由图7~8可知,在血液中,双复磷(LuH-6)、实施例1制备的脂质体药物(Apt-LP-LuH-6)以及无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物(LP-LuH-6)的重活化率均大于20%;实施例1制备的脂质体药物在小鼠脑内乙酰胆碱酯酶的重活化率达18%,而双复磷及无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物在小鼠脑内乙酰胆碱酯酶的重活化率低于6%,本领域技术人员一般认为重活化率达到10%才可有效地对抗毒剂,因此,双复磷及无核酸适配体修饰的脂质体包覆双复磷药物在小鼠脑内无法对中毒的乙酰胆碱酯酶进行有效重活化,这说明本发明药物在中枢系统具有较好的有机磷中毒救治的药效。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院
<120> 纳米药物、其制备方法及医药应用
<130> IDC200323
<160> 7
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 14
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 1
gcgtggtacc acgc 14
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<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 2
tttgcgtggt accacgc 17
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<212> DNA
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<400> 3
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<400> 4
tttttttttg cgtggtacca cgc 23
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<212> DNA
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<400> 5
tttttttttt ttgcgtggta ccacgc 26
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<400> 6
tttttttttt tttttgcgtg gtaccacgc 29
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<211> 32
<212> DNA
<213> 人工序列
<400> 7
tttttttttt ttttttttgc gtggtaccac gc 32
Claims (19)
1.一种纳米药物,包含脂质体和胆固醇分子修饰的核酸适配体,所述核酸适配体上修饰的胆固醇分子部分地插入所述脂质体内,胆固醇分子修饰的核酸适配体为5′-Cholesterol-TTT TTT TTT TTT TTT GCGTG GTAC CAC GC-3′-inverted-dT(SEQ ID NO:6),所述脂质体内包裹有乙酰胆碱酯酶重活化剂,所述脂质体和胆固醇分子修饰的核酸适配体的摩尔比为(5~150):1;其中,
所述脂质体包含如下的成分:
磷脂 25~120摩尔份数
二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇 0.5~30摩尔份数
胆固醇 3~45摩尔份数。
2.根据权利要求1所述的纳米药物,其中,所述磷脂选自天然磷脂和合成磷脂。
4.根据权利要求2所述的纳米药物,其特征在于如下A至C中的一项或多项:
A.所述天然磷脂选自蛋黄卵磷脂和大豆卵磷脂;
B.所述合成磷脂选自二油酰基磷脂酰丝氨酸、二棕榈酰磷脂酰丝氨酸、二肉豆蔻酰基磷脂酰丝氨酸和二硬脂酰磷脂酰丝氨酸;
C.所述二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇选自二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇750、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇5000。
5.根据权利要求1所述的纳米药物,其中,乙酰胆碱酯酶重活化剂选自酰胺磷定、氯磷定、双复磷、双解磷和甲肟。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的纳米药物,其中,纳米药物的粒径为80~200nm。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的纳米药物,其中,纳米药物的载药率为5%~10%。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的纳米药物,其中,纳米药物的包封率为68%~80%。
9.一种制备纳米药物的方法,包括如下步骤:
(1)将磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇溶解于有机溶剂中,得到溶液;其中,磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇及胆固醇的摩尔份数如权利要求1至8任一项中所述,有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇和无水乙醇中至少一种;
(2)旋转蒸干所述溶液中的有机溶剂,得到膜,然后将乙酰胆碱酯酶重活化剂的水溶液与膜混合,得到混合物;其中,乙酰胆碱酯酶重活化剂的水溶液和膜的重量比为1:(1~30);
(3)将所述混合物与权利要求 1至8任一项中所述的胆固醇分子修饰的核酸适配体的水溶液在循环冻融条件下反应,得到反应产物;
(4)在室温条件下,通过脂质体挤出器对反应产物往复挤压2~30次/ml,得到纳米药物。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,步骤(4)中,往复挤压后进行透析,得到纳米药物。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,步骤(2)中,在3℃~40℃混合0.5~10小时。
12.根据权利要求9所述的方法,其中,步骤(3)中,循环冻融条件为:先以液氮冷冻1~10分钟,再在37℃融化10~40分钟,如此循环冻融2~15次。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法,其特征在于如下a至k中的一项或多项:
a.步骤(1)中,磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇的总重量与有机溶剂体积的比例为2~40mg/mL;
b.步骤(1)中,磷脂和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇如权利要求1至8任一项中所述;
c.步骤(2)中,旋转蒸发的温度为20℃~80℃;
d.步骤(2)中,旋转蒸发的转速为40~200rpm;
e.步骤(2)中,乙酰胆碱酯酶重活化剂如权利要求1至8任一项中所述;
f.步骤(2)中,所述乙酰胆碱酯酶重活化剂的水溶液中,乙酰胆碱酯酶重活化剂和水的比例为1~30mg/mL;
g.步骤(1)中磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇的总摩尔量与步骤(3)中胆固醇分子修饰的核酸适配体的摩尔量之比为(5~150):1;
h.步骤(3)中,胆固醇分子修饰的核酸适配体的水溶液的浓度0.05~1mg/mL;
i.步骤(4)中,脂质体挤出器中聚碳酸酯膜的孔径为30~240nm;
j.步骤(4)中,透析条件为:采用截留分子量10000~20000的透析袋,在15℃~35℃条件下透析;
k.所述纳米药物为权利要求1至8中任一项所述的纳米药物。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,第a项中,步骤(1)中,磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇的总重量与有机溶剂体积的比例为8~30mg/mL。
15.根据权利要求13所述的方法,其中,第a项中,步骤(1)中,磷脂、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和胆固醇的总重量与有机溶剂体积的比例为10mg/mL或20mg/mL。
16.根据权利要求13所述的方法,其中,第d项中,步骤(2)中,旋转蒸发的转速为100~180rpm。
17.根据权利要求13所述的方法,其中,第d项中,步骤(2)中,旋转蒸发的转速为120rpm或150rpm。
18.权利要求1至8中任一项所述的纳米药物在制备治疗中枢神经系统有机磷化合物中毒的药物中的用途。
19.根据权利要求18所述的用途,其中,所述有机磷化合物选自对氧磷、对硫磷、梭曼、沙林、塔崩和诺维乔克。
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