CN112516307B - 一种具备细胞核靶向性的含硼制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备细胞核靶向性的含硼制剂及其制备方法和应用，所述的含硼制剂由1‑溴甲基邻碳硼烷和含有活性氨基的细胞核靶向性药物组成；或者，由1‑溴甲基邻碳硼烷、2代树枝状聚酰胺和透明质酸组成；或者，由4‑硼‑L‑苯丙氨酸、二碳酸二叔丁酯和2代树枝状聚酰胺组成；或者，由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成。本发明的具备细胞核靶向性的含硼制剂，在显示较佳的肿瘤细胞摄取量的同时，还能进一步靶向定位于肿瘤细胞核，是具备细胞核靶向性的新型硼俘获剂。

Description

一种具备细胞核靶向性的含硼制剂及其制备方法和应用
本申请是“一种具备细胞核靶向性的含硼制剂及其制备方法和应用”的分案申请，原申请的申请日为2019年7月26日，原申请的申请号为201910682471.8。
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，具体涉及一种具备细胞核靶向性的含硼制剂及其制备方法和应用。
背景技术
肿瘤尤其是恶性肿瘤是严重威胁人类健康的主要疾病，其对患者、家庭和社会都带来了沉重的负担。近年来，肿瘤发病率呈上升趋势，世界卫生组织国际癌症肿瘤中心预测2020年全球每年新增罹患癌症人数将达到1500万。目前肿瘤的主要治疗手段有手术、放疗、化疗、免疫治疗等，但相当一部分肿瘤患者(如高级别肿瘤、复发性肿瘤、转移性肿瘤)并未能从中获益，探索肿瘤治疗的新手段意义深远。
硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy，BNCT)是一种基于核俘获和裂变反应的新型放射治疗模式，它通过发生在肿瘤细胞内的原子核反应来摧毁癌细胞。当稳定性同位素10硼(10B)靶向输送到肿瘤细胞后，应用对组织细胞损伤很小的低能中子(热中子、超热中子)照射激发10B发生裂变反应：10B+n→4He(1.47MeV)+7Li(0.84MeV)+γ(0.48MeV)。4He和7Li均为高线性能量传递射线，比常规肿瘤放疗使用的X射线有更强的生物学效应。4He和7Li在组织中的射程仅为5～9μm，杀伤范围局限于高摄取10B的肿瘤组织细胞，而对未摄取10B的正常组织几乎没有伤害。因此，BNCT可选择性在细胞尺度内杀伤肿瘤细胞，同时尽可能减少对患者的毒副作用，具备良好的肿瘤治疗应用前景。
成功的BNCT需要对肿瘤高亲和力的硼俘获剂，主要有两方面要求:(1)肿瘤组织相对高摄取(每克肿瘤组织至少摄取20μg 10B，相当于每个细胞至少含109个10B)；(2)正常组织相对低摄取(肿瘤组织10B浓度比周围组织和血液高3倍以上)。目前BNCT临床试验中被批准使用的硼剂只有两种，即多面体硼烷(BSH)和4-硼-L-苯丙氨酸(BPA)，但这两者的肿瘤靶向效果不理想，关于硼俘获剂的肿瘤靶向递送仍存在较大改进空间。
BNCT作用过程中产生的4He和7Li射程很短，因而10B的胞内定位直接影响疗效。现有研究认为，定位细胞核中的10B产生的疗效是细胞浆内同等含量10B的10倍。距离肿瘤细胞核越近的10B接受中子射线照射后裂变产生的高线性能量传递射线击中核内DNA的几率越高，更容易杀灭肿瘤细胞。
传统硼俘获剂细胞核靶向能力差，开发具备细胞核靶向性的硼俘获剂，将会进一步促进BNCT肿瘤治疗效果，具有重要科学研究意义和应用前景。
发明内容
针对本领域存在的不足之处以及细胞核硼定位分布极大促进BNCT疗效的特点，本发明提供了一种具备细胞核靶向性的含硼制剂，在显示较佳的肿瘤细胞摄取量的同时，还能进一步靶向定位于肿瘤细胞核，是具备细胞核靶向性的新型硼俘获剂。
一种具备细胞核靶向性的含硼制剂，由1-溴甲基邻碳硼烷(CB-Br)和含有活性氨基的细胞核靶向性药物组成；
或者，由1-溴甲基邻碳硼烷、2代树枝状聚酰胺(PAMAM)和透明质酸(HA)组成；
或者，由4-硼-L-苯丙氨酸(BPA)、二碳酸二叔丁酯[(BOC)2O]和2代树枝状聚酰胺组成；
或者，由邻碳硼烷(CB)和树枝状聚乙烯亚胺(PEI)组成。
1-溴甲基邻碳硼烷是一种多面体的硼烷，含硼量高，安全性好，具有应用于BNCT的良好前景。
本发明中具备细胞核靶向性的含硼制剂克服了传统含硼制剂细胞器弱靶向性的困难，可将硼元素递送至细胞核中，大大提升硼中子俘获治疗效果。
本发明又提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂由1-溴甲基邻碳硼烷和含有活性氨基的细胞核靶向性药物组成，包括步骤：
(A-1)将含有活性氨基的细胞核靶向性药物溶于二甲基亚砜(DMSO)中，加入三乙胺，搅拌2～4h，加入1-溴甲基邻碳硼烷，继续搅拌48～60h，再加入乙醚产生沉淀物；
(A-2)收集沉淀物至透析袋中，使用二甲基亚砜为透析液透析24～30h，然后使用蒸馏水为透析液透析48～60h，减压冷冻干燥即得所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
作为优选，步骤(A-1)中，所述的细胞核靶向性药物、三乙胺和1-溴甲基邻碳硼烷的摩尔比为1:1～3:1～3；
步骤(A-2)中，所述透析袋的截留分子量为300～500。
作为优选，所述的含有活性氨基的细胞核靶向性药物为多柔比星(DOX)。多柔比星是一种细胞毒性类抗肿瘤药物，其穿透细胞后可很好靶向定位于细胞核，与DNA发生碱基插入作用形成复合物，干扰DNA合成等过程达到肿瘤杀伤效果。多柔比星和1-溴甲基邻碳硼烷通过相互作用形成含硼多柔比星制剂(DOXCB)，入胞后制剂靶向细胞核，提高细胞核中硼原子含量，在细胞核靶向水平增强BNCT疗效，同时多柔比星结构具备肿瘤化疗效果。含硼多柔比星制剂是兼具细胞核靶向性和化疗作用的硼俘获剂，按照重量百分比计，硼原子占比4％～8％。
含硼多柔比星制剂可进一步修饰或包裹在药物制剂中，进一步提高其在体内应用的靶向性、生物相容性和稳定性。
本发明又提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂由1-溴甲基邻碳硼烷、2代树枝状聚酰胺和透明质酸组成，包括步骤：
(B-1)将2代树枝状聚酰胺、1-溴甲基邻碳硼烷和三乙胺加入二甲基亚砜中，搅拌48～60h，加入乙醚产生沉淀物；
(B-2)收集沉淀物至透析袋中，使用蒸馏水为透析液透析72～75h，然后超声、过滤，滤液减压冷冻干燥后得到树状高分子硼俘获剂；
(B-3)将树状高分子硼俘获剂溶于水中，加入透明质酸，静置0.5～1h后超声0.5～1h，得到澄清水溶液，即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
将1-溴甲基邻碳硼烷修饰于树状高分子2代树枝状聚酰胺外表面，形成PAMAM-CB(即所述的树状高分子硼俘获剂)。PAMAM-CB外表面和透明质酸(HA)通过正负电荷吸引作用形成纳米硼俘获制剂HA/PAMAM-CB(即终产物含硼制剂)，增强体内应用稳定性和靶向性。
所述的PAMAM-CB硼俘获剂粒径小、表面荷正电，易穿透进入细胞核。
所述的HA/PAMAM-CB依靠HA对部分肿瘤细胞表面高表达的CD44蛋白的高亲和性，进一步提高PAMAM-CB在体内应用的肿瘤靶向性；HA中和部分PAMAM-CB表面正电荷，提高HA/PAMAM-CB在血液循环的稳定性和相容性。
作为优选，所述的2代树枝状聚酰胺、1-溴甲基邻碳硼烷和三乙胺的摩尔比为1:6～12:6～12；
步骤(B-2)中，所述透析袋的截留分子量为500～2000，所述过滤使用0.22μm滤膜；
步骤(B-3)中，所述的树状高分子硼俘获剂与透明质酸的质量比为0.5～2。
所述2代树枝状聚酰胺的分子量为3256，末端有16个氨基。
在一优选例中，所述PAMAM-CB分子末端修饰2～4个CB。
作为优选，所述HA的平均分子量为8000～10000。
本发明又提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂由4-硼-L-苯丙氨酸、二碳酸二叔丁酯和2代树枝状聚酰胺组成，包括步骤：
(C-1)将二碳酸二叔丁酯和4-硼-L-苯丙氨酸溶于四氢呋喃和蒸馏水的混合溶剂中，搅拌6～24h，旋转蒸发除去四氢呋喃，得到含产物的水溶液，加入碳酸氢钠调节pH至8.5～9.5，用乙酸乙酯萃取，旋转蒸发除去乙酸乙酯即得产物I；
(C-2)将产物I溶于蒸馏水中，用盐酸调节pH至4.5～5.5，加入1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌2～4h后加入氢氧化钠调节pH至7.5～8.5，加入2代树枝状聚酰胺，继续搅拌36～48h，然后使用蒸馏水为透析液透析48～72h，减压冷冻干燥即得所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
应用二碳酸二叔丁酯保护4-硼-L-苯丙氨酸分子的活性氨基结构，得到BPABOC(即产物I)。将BPABOC修饰于2代树枝状聚酰胺外表面，形成具备细胞核靶向性的含硼制剂PAMAM-BPABOC。
所述的PAMAM-BPABOC硼俘获剂粒径小，依赖PAMAM表面正电荷穿透细胞进入细胞核。
PAMAM-BPABOC可进一步修饰或包裹在药物制剂中，进一步提高其在体内应用的靶向性、生物相容性和稳定性。
作为优选，步骤(C-1)中，所述的混合溶剂中，四氢呋喃和蒸馏水的体积比为1～2:1。
作为优选，步骤(C-1)中，所述的二碳酸二叔丁酯和4-硼-L-苯丙氨酸的摩尔比为1～2:1。
作为优选，步骤(C-2)中，所述的产物I、1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和2代树枝状聚酰胺的摩尔比为6～12:12～24:12～24:1。
作为优选，步骤(C-2)中，所述透析使用的透析袋截留分子量为1000～3000。
在一优选例中，所述的PAMAM-BPABOC分子末端修饰2～4个BPABOC。
本发明又提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，即超声法，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成，包括步骤：
将树枝状聚乙烯亚胺溶于超纯水中，加入邻碳硼烷，超声8～10h后搅拌12～16h，离心取上清液，使用蒸馏水为透析液透析48～60h，最后过0.45μm水系滤膜，所得滤液即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
本发明又提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，即透析法，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成，包括步骤：
将树枝状聚乙烯亚胺(PEI)和邻碳硼烷(CB)溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，搅拌8～10h后加入超纯水，继续搅拌12～16h后使用蒸馏水为透析液透析48～60h，最后过0.45μm水系滤膜，所得滤液即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
本发明又提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，即旋蒸水化法，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成，包括步骤：
将树枝状聚乙烯亚胺和邻碳硼烷溶解于氯仿中，旋转蒸发除尽氯仿后，加入超纯水水化，超声2～3h后使用蒸馏水为透析液透析8～60h，最后过0.45μm水系滤膜，所得滤液即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
所述的超声法、透析法和旋蒸水化法都是将邻碳硼烷与聚乙烯亚胺通过非共价键形成硼俘获剂PEICB(即终产物含硼制剂)。
在所述的超声法、透析法和旋蒸水化法中，作为优选，所述树枝状聚乙烯亚胺的分子量为10000～30000；
所述树枝状聚乙烯亚胺和邻碳硼烷的摩尔比为1:25～100；
所述透析使用的透析袋截留分子量为8000～14000。
本发明还提供了一种所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂在制备硼中子俘获治疗药物中的应用，所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂含有10B。
本发明与现有技术相比，主要优点包括：
(1)制备的含硼制剂，除了摄取入胞分布，还可进一步进入细胞核；
(2)制备的含硼制剂，除了BNCT疗效，还具有化疗治疗作用；
(3)制备的含硼制剂，可在同等的胞内硼含量情况下，发挥更大的BNCT疗效；
(4)制备的含硼制剂，生物相容性良好，进一步修饰可增强体内应用稳定性和靶组织趋向性。
附图说明
图1为实施例1的DOX、CB-Br和DOXCB的1H-NMR图；
图2为实施例1的DOX、CB-Br和DOXCB的11B-NMR图；
图3为实施例2的PAMAM-CB和HA/PAMAM-CB粒径结果图；
图4为实施例2的PAMAM-CB和HA/PAMAM-CB电位结果图；
图5为实施例2的CB-Br、PAMAM和PAMAM-CB的1H-NMR图；
图6为实施例3的BPA、(BOC)2O、PAMAM和PAMAM-BPABOC的1H-NMR图；
图7为实施例3的PAMAM(G2)BPABOC、PAMAM(G2)和PAMAM-CB(G4)的粒径结果图；
图8为实施例3的PAMAM(G2)BPABOC、PAMAM(G2)和PAMAM-CB(G4)在pH为4和7.4两种条件下的电位结果图；
图9为实施例4的PEICB4和PEICB5的透射电镜图；
图10为应用例1的DOX、CB-Br和DOXCB对GL261细胞的细胞毒性图；
图11为应用例2的CB-Br在GL261细胞中硼含量图；
图12为应用例2的DOXCB在GL261细胞核质中硼分布图；
图13为应用例3的DOXCB在C6细胞核质中硼分布图；
图14为应用例4的DOX和DOXCB在GL261细胞核质荧光分布图；
图15为应用例4的DOX和DOXCB在C6细胞核质荧光分布图；
图16为应用例5的PAMAM对GL261细胞的细胞毒性图；
图17为应用例5的HA对GL261细胞的细胞毒性图；
图18为应用例6的PAMAM(G2)-FITC在C6和U87细胞核质荧光分布图；
图19为应用例7的Coumarin 6、PAMAMBPABOC/Coumarin 6、PAMAM(G2)/Coumarin 6和PAMAM(G4)-FITC在U87细胞核质荧光分布图；
图20为应用例8的PEICB1-FITC在U87细胞核质荧光分布图；
图21为应用例8的PEICB5-FITC在U87细胞核质荧光分布图；
图22为应用例8的PEI-FITC在U87细胞核质荧光分布图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的操作方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例1含硼多柔比星制剂(DOXCB)
(A-1)将多柔比星(即盐酸阿霉素)溶于无水二甲基亚砜中，氮气保护条件下加入三乙胺，搅拌2h，加入1-溴甲基邻碳硼烷，室温下磁子搅拌48h，再加入过量乙醚，使沉淀完全；多柔比星、三乙胺和1-溴甲基邻碳硼烷的摩尔比为1:2:1；
(A-2)收集沉淀物至截留分子量为500的透析袋中，使用二甲基亚砜为透析液透析24h，然后使用蒸馏水为透析液透析48h，减压冷冻干燥得到红色粉末，即为含硼多柔比星制剂(DOXCB)。
本实施例的DOXCB用浓硝酸消解后借助电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测得到硼含量为5.15wt％。
DOX和DOXCB均用氘代DMSO作溶剂，CB-Br用氘代氯仿作溶剂溶解进行1H-NMR分析。如图1所示，1H-NMR结果表明：DOX的特征峰基本与DOXCB信号峰相同，而且CB-Br的特征B-H信号峰(1.5-3.0ppm)亦在DOXCB信号峰中出现，证明了DOXCB的成功合成。
DOX和DOXCB均用氘代DMSO作溶剂，CB-Br用氘代氯仿作溶剂溶解进行11B-NMR分析。如图2所示，11B-NMR结果表明：DOX基本无信号峰，DOXCB有明显的硼信号峰，与CB-Br特征硼信号峰位移基本一致，证明了DOXCB的成功合成。
实施例2纳米硼俘获制剂(HA/PAMAM-CB)
(B-1)将2代树枝状聚酰胺、1-溴甲基邻碳硼烷和三乙胺按摩尔比1:1:12加入二甲基亚砜中，室温磁子搅拌48h后，加入过量乙醚至沉淀完全；
(B-2)收集沉淀物至截留分子量为1000的透析袋中，使用蒸馏水为透析液透析72h，然后200W功率探头超声3min后过0.22μm滤膜，将滤液减压冷冻干燥后得到树状高分子硼俘获剂PAMAM-CB；
(B-3)将树状高分子硼俘获剂溶于水中，加入等质量的透明质酸，静置0.5h后水浴超声0.5h，接着200W功率探头超声2min得到澄清水溶液，得到澄清HA/PAMAM-CB水溶液。
本实施例的PAMAM-CB用浓硝酸消解后借助ICP-MS检测得到硼含量为9.33wt％。
本实施例的PAMAM-CB和HA/PAMAM-CB超纯水溶液采用Malvern Zetasizer NanoZS90系列激光粒径分析仪测定粒径分布情况，如图3所示，PAMAM-CB约664.7nm，PDI约0.856，分散性不佳；HA/PAMAM-CB粒径约293.0nm，PDI约0.141，分散性较好。HA包裹下硼俘获剂大小更规整，粒径更小。
本实施例的PAMAM-CB和HA/PAMAM-CB超纯水溶液采用Malvern Zetasizer NanoZS90系列电位分析仪测定电位分布情况，如图4所示，PAMAM-CB表面约3.427mV，荷正电位；HA/PAMAM-CB表面约-0.029mV，荷负电位。HA包裹下硼俘获剂电位转变为负电位，增强了体内血液循环稳定性。
CB-Br用氘代氯仿，PAMAM和PAMAM-CB均用氘代水作溶剂，进行1H-NMR分析。如图5所示，1H-NMR结果表明：PAMAM-CB信号峰中同时出现CB-Br和PAMAM的特征信号峰，证明了PAMAM-CB的成功合成。
实施例3树状高分子硼俘获剂(PAMAM-BPABOC)
(C-1)将二碳酸二叔丁酯和4-硼-L-苯丙氨酸按摩尔比1:1溶于四氢呋喃和蒸馏水体积比为1:1的混合溶剂中，搅拌24h，旋转蒸发除去四氢呋喃，得到含产物的水溶液，加入0.1M碳酸氢钠水溶液调节pH至9，用乙酸乙酯萃取，旋转蒸发除去乙酸乙酯即得产物I；
(C-2)将产物I溶于蒸馏水中，用1M盐酸水溶液调节pH至5，加入1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌4h后加入1M氢氧化钠水溶液调节pH至8，加入2代树枝状聚酰胺，继续搅拌48h；所述的产物I、1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺、N-羟基琥珀酰亚胺和2代树枝状聚酰胺按摩尔比为6:10:10:1投料；
(C-3)将所得溶液装入截留分子量为1000的透析袋中，使用蒸馏水为透析液透析48h，减压冷冻干燥即得树状高分子硼俘获剂(PAMAM-BPABOC)。
本实施例的PAMAM-BPABOC用浓硝酸消解后借助ICP-MS检测硼含量，硼含量约1.0wt％，即1个PAMAM分子嫁接约3个BPABOC分子。
BPA、(BOC)2O、PAMAM和PAMAM-BPABOC用氘代溶剂溶解后进行1H-NMR分析。如图6所示，1H-NMR结果表明DOXCB的成功合成。
采用Malvern Zetasizer Nano ZS90系列激光粒径分析仪测定PAMAM(G2)-BPABOC、PAMAM(G2)(2代树枝状聚酰胺)和PAMAM(G4)(4代树枝状聚酰胺)水溶液的粒径分布情况。如图7所示，PAMAM(G2)粒径最小，约43.9nm；由于外表面嫁接BPABOC，PAMAM(G2)-BPABOC粒径比PAMAM(G2)稍大，约57.0nm；而PAMAM(G4)由于分子量大和易集聚原因粒径最大，约140.4nm。
分别在pH为4.0和7.4的条件下，采用Malvern Zetasizer Nano ZS90系列激光电位分析仪测定PAMAM(G2)-BPABOC、PAMAM(G2)和PAMAM(G4)水溶液的表面电位情况。如图8所示，在pH为7.4条件下，PAMAM(G2)-BPABOC、PAMAM(G2)和PAMAM(G4)表面电位基本为电中性；而在pH为4.0条件下，PAMAM(G2)-BPABOC、PAMAM(G2)和PAMAM(G4)表面电位基本转变为电正性，这提示制剂在细胞内强酸的溶酶体中可发挥质子泵效应逃逸溶酶体。
实施例4树枝状聚乙烯亚胺硼俘获剂(PEICB)
采用非共价键(氢键、二氢键)连接富含正电性材料PEI和碳硼烷制备具备细胞核靶向硼剂，主要应用三种方法。
(1)超声法：取69.32mg PEI(分子量25000)水浴超声溶于20mL超纯水中。再加入20mg邻碳硼烷CB，水浴超声8小时后磁子搅拌12小时，离心取上清液，装入截留分子量为8000～14000的透析袋中，使用蒸馏水为透析液透析2天，最后过0.45μm水膜，得到溶液，记为PEICB1。
另按相同方法但增大CB量为40mg，得到溶液记为PEICB2。
PEICB1和PEICB2溶液澄清，均有轻微丁达尔效应。
(2)透析法：取1当量PEI(69.32mg)和50当量CB(20mg)溶解于15mL DMF中，室温磁子搅拌8小时后逐滴加入10mL超纯水中，搅拌12小时后装入截留分子量为8000～14000的透析袋中，使用蒸馏水为透析液透析2天，最后过0.45μm水膜，得到溶液，记为PEICB3。
另按相同方法但增大CB量为40mg后得到溶液记为PEICB4。
PEICB3和PEICB4溶液澄清，均有稍明显丁达尔效应。
(3)旋蒸水化法：取1当量PEI(34mg)和50当量CB(10mg)溶解于50mL氯仿中，室温旋蒸2小时除去氯仿，加入25mL超纯水水化，水浴超声2小时后，探头超声5分钟(功率300W，工作3秒，休息2秒)，得到浑浊溶液后装入截留分子量为8000～14000的透析袋中，使用蒸馏水为透析液透析8小时，最后过0.45μm水膜，得到溶液，记为PEICB5，仍有些浑浊，丁达尔效应明显。未过0.45μm水膜溶液取2mL留底，记为PEICB6。称取PEI配成10mg/mL PEI去离子水溶液，记为PEI。
本实施例的制剂用浓硝酸消解后借助ICP-MS检测硼含量，计算得到1个PEI分子连接约6个CB。
本实施例的制剂用Malvern Zetasizer Nano ZS90系列激光粒径分析仪测定粒径，结果显示，PEICB1粒径约92.19nm，PEICB2粒径约111.53nm，PEICB3粒径约120.8nm，PEICB4粒径约80.14nm，PEICB5粒径约123.60nm，PEICB6粒径约185.50nm，PEI粒径约6.99nm，说明PEI制剂修饰CB粒径变大，约100nm，适合肿瘤纳米靶向给药。
本实施例的制剂用Malvern Zetasizer Nano ZS90系列激光电位分析仪测定表面电位，结果显示：PEICB1电位约0.43mV，PEICB2电位约0.79mV，PEICB3电位约4.72mV，PEICB4电位约5.66mV，PEICB5电位约27.03mV，PEICB6电位约43.67mV，PEI电位约3.82mV，说明PEI制剂修饰CB后电位仍为正，仍存在进入细胞核能力。
本实施例的PEICB4和PEICB5用透射电镜拍摄形貌，如图9所示，图A为PEICB4样品图，图B为PEICB5样品图，两样品形貌规整，略呈圆形，粒径约100nm与粒径仪测量结果基本一致。
应用例1含硼多柔比星制剂(DOXCB)对GL261细胞的细胞毒性实验
取对数生长期的GL261细胞接种于96孔板中，每孔细胞数量为3×103，在37℃，5％CO2细胞培养箱中培养24h后撤除培养液，每孔加入200μL含药培养液(DOX，CB-Br和DOX-CB)。DOX和DOX-CB均设置8个等比浓度梯度，CB-Br组设置6个等比浓度梯度，每个浓度6个复孔，DOX组最高浓度为20μg/mL，CB-Br组最高浓度为200μM，DOX-CB组最高浓度为80μg/mL，置于细胞培养箱中继续孵育48h后撤除培养液，每孔加入100μL含10％CCK8的培养液，继续培养4h后在振荡器上振荡2min，使用酶标仪于450nm波长下测得OD值，采用公式计算细胞生存率评价细胞毒性：
Figure BDA0002768379930000121
如图10所示，CB-Br基本对GL261细胞无毒性，而DOX和DOXCB孵育GL261细胞48h的IC50值分别为0.00080178μg/mL和19.23μg/mL，提示GL261细胞对DOX很敏感，由于DOX和CB-Br之间结合影响了药物毒性，使得DOXCB对GL261毒性比DOX小得多，但仍存在一定肿瘤细胞杀伤效果。DOXCB为具备肿瘤化疗作用的硼俘获剂。
应用例2含硼多柔比星制剂(DOXCB)在GL261细胞核质分布情况
设置DOXCB孵育浓度为16μg/mL孵育GL261细胞6小时后分别用ICP-MS方法评估每百万个细胞内硼摄取量(n＝3)，同时应用细胞核提取试剂盒获取细胞核后用ICP-MS方法评估每百万个细胞核内硼摄取量(n＝3)。同时以相同硼摩尔量的CB-Br(0.8μg/mL)孵育细胞作为对照组。
如图11所示，CB-Br基下图结果可看出GL261细胞对对照制剂CB-Br基本无硼摄取，而对DOXCB制剂有大于20ng B/106cells摄取量(图12)，其中一半以上的硼元素位于细胞核内，制剂效果满足预期设计，适合进一步包裹于纳米制剂内实现体内肿瘤靶向递送。
应用例3含硼多柔比星制剂(DOXCB)在C6细胞核质分布情况
设置DOXCB孵育浓度为16μg/mL孵育GL261细胞6小时后分别用ICP-MS方法评估每百万个细胞内硼摄取量(n＝3)，同时应用细胞核提取试剂盒获取细胞核后用ICP-MS方法评估每百万个细胞核内硼摄取量(n＝3)。
如图13所示，C6细胞对DOXCB制剂有大于20ng B/106cells摄取量，其中一半以上的硼位于细胞核内，制剂效果满足预期设计，适合进一步包裹于纳米制剂内实现体内肿瘤靶向递送。
应用例4含硼多柔比星制剂(DOXCB)在GL261和C6细胞核质荧光分布情况
设置DOXCB孵育浓度为16μg/mL分别孵育GL261和C6细胞6h后，用PBS漂洗细胞3次，4％多聚甲醛室温固定0.5h，DAPI染色标记细胞核，在共聚焦显微镜下拍摄记录DOXCB在GL261和C6细胞核质荧光分布图。同时设置DOX对照组。
如图14所示，DOX红色荧光基本分布在GL261细胞核内，而DOXCB则大部分定位于细胞核内，少部分在细胞质中。图15说明DOX红色荧光基本分布在C6细胞核内，而DOXCB则大部分定位于细胞核内，少部分在细胞质中。DOXCB在以上两种肿瘤细胞系均表现一致的结果：可进入细胞核内，进而递送硼入细胞核，增强BNCT效果。
应用例5纳米硼俘获制剂(HA/PAMAM-CB)对GL261细胞的细胞毒性实验
取对数生长期的GL261细胞接种于96孔板中，每孔细胞数量为3×103，在37℃，5％CO2细胞培养箱中培养24h后撤除培养液，每孔加入200μL含药培养液(PAMAM和HA)，均设置8个等比浓度梯度，每个浓度6个复孔，最高浓度为800μM，置于细胞培养箱中继续孵育48h后撤除培养液，每孔加入100μL含10％CCK8的培养液，继续培养4h后在振荡器上振荡2min，使用酶标仪于450nm波长下测得OD值，采用公式计算细胞生存率评价细胞毒性：
Figure BDA0002768379930000131
如图16所示，低浓度下PAMAM对GL261细胞基本无毒性，而高浓度下由于PAMAM正电荷对细胞造成比较大毒性，IC50值为351.48μM。如图17所示，HA对GL261细胞基本无毒性，以此应用HA包裹PAMAM-CB降低其外周毒性，亦能增加硼俘获剂靶向递送至CD44高表达肿瘤细胞(如U87、C6、GL261、A549等)。
应用例6纳米硼俘获制剂(HA/PAMAM-CB)在C6和U87细胞核质荧光分布情况
将PAMAM溶解于PBS(pH＝7.4)，投入FITC反应过夜后透析12h，得到FITC标记的PAMAM(G2)，记为PAMAM(G2)-FITC，分别选取U87和C6细胞做模型细胞。FITC对照组浓度为1μg/mL，PAMAM(G2)-FITC浓度为20μg/mL，孵育时间有6h、12h和24h，细胞固定后DAPI染色标记细胞核，评估PAMAM在细胞核质分布情况。
如图18所示，PAMAM(G2)-FITC在6h时入胞入核明显，但12h和24h荧光亮度明显下降，可能易于被细胞外排。表明粒径偏小的PAMAM(G2)适合作为细胞核靶向制剂载体，但是应用过程中也应该注意制剂进入细胞核存在窗口时间。
应用例7树状高分子硼俘获剂(PAMAM-BPABOC)在U87细胞核质荧光分布情况
PAMAM-BPABOC、PAMAM(G2)和PAMAM(G4)物理包载荧光分子香豆素6，分别得到PAMAMBPABOC/Coumarin 6、PAMAM(G2)/Coumarin6和PAMAM(G4)/Coumarin 6。分别孵育U87细胞2h后用PBS漂洗3次，4％多聚甲醛固定细胞后DAPI染色标记细胞核，共聚焦显微镜下保存图片，评估各制剂在细胞核质分布情况。
如图19所示，粒径偏小的制剂PAMAMBPABOC/Coumarin 6和PAMAM(G2)/Coumarin 6细胞核内荧光更强，提示入核能力比Coumarin 6游离荧光剂对照和PAMAM(G2)/Coumarin 6制剂强。
应用例8树枝状聚乙烯亚胺硼俘获剂(PEICB)在U87细胞核质荧光分布情况
实施例4中的PEICB1、PEICB5和PEI分别溶解于PBS(pH＝7.4),投入FITC反应过夜后透析12h，得到FITC标记的制剂，记为PEICB1-FITC、PEICB5-FITC和PEI-FITC，选取U87细胞做模型细胞。FITC对照组浓度为1μg/ml，PEICB1-FITC和PEICB5-FITC均为20μg/ml，孵育时间有6h、12h和24h，细胞固定后DAPI染色标记细胞核，评估制剂在细胞核质荧光分布情况。
如图20～22所示，PEICB1-FITC(图20)、PEICB5-FITC(图21)和PEI-FITC(图22)，均有荧光分布细胞核内，这说明PEI可作为细胞核靶向硼俘获剂载体。
此外应理解，在阅读了本发明的上述描述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，其特征在于，所述具备细胞核靶向性的含硼制剂由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成；
所述制备方法包括步骤：
将树枝状聚乙烯亚胺溶于超纯水中，加入邻碳硼烷，超声8～10h后搅拌12～16h，离心取上清液，使用蒸馏水为透析液透析48～60h，最后过0.45μm水系滤膜，所得滤液即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
2.一种具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，其特征在于，所述具备细胞核靶向性的含硼制剂由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成；
所述制备方法包括步骤：
将树枝状聚乙烯亚胺和邻碳硼烷溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌8～10h后加入超纯水，继续搅拌12～16h后使用蒸馏水为透析液透析48～60h，最后过0.45μm水系滤膜，所得滤液即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
3.一种具备细胞核靶向性的含硼制剂的制备方法，其特征在于，所述具备细胞核靶向性的含硼制剂由邻碳硼烷和树枝状聚乙烯亚胺组成；
所述制备方法包括步骤：
将树枝状聚乙烯亚胺和邻碳硼烷溶解于氯仿中，旋转蒸发除尽氯仿后，加入超纯水水化，超声2～3h后使用蒸馏水为透析液透析8～60h，最后过0.45μm水系滤膜，所得滤液即为所述的具备细胞核靶向性的含硼制剂。
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