CN112876578A - 靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药学组合物的制备和应用 - Google Patents

靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药学组合物的制备和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药学组合物的制备和应用，包括亲水性葡聚糖羧基修饰后的衍生物骨架、FAP‑α响应的肽段连接臂和疏水基分子。该两亲性衍生物在水性溶液自组装形成纳米粒，并可以物理装载具有药理活性的分子用于肿瘤治疗。其主要特征在于：1）纳米粒到达病灶部位后，特定的肽段连接臂可被肿瘤相关成纤维细胞表面特异性高表达的FAP‑α酶切，从而使纳米粒被快速降解；2）通过物理装载的药理活性分子从解体的纳米粒中快速释放，能够有效杀死或抑制肿瘤相关成纤维细胞功能，从而削弱肿瘤基质物理屏障，和其他抗肿瘤制剂联用，有助于促进抗肿瘤制剂的渗透，从而有效提高抗肿瘤制剂的治疗效果。

Description

靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药 学组合物的制备和应用
技术领域
本发明属于药物制剂领域，涉及一种靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药学组合物的制备和应用。
背景技术
肿瘤的发生和发展是肿瘤细胞和其微环境相互作用的动态过程。肿瘤相关成纤维细胞(Cancer-associated fibroblasts，CAFs)是肿瘤微环境主要的组成成分，其通过分泌细胞因子对多种常见癌症均有促进作用，包括胰腺癌、卵巢癌、结直肠癌和乳腺癌等。此外，肿瘤相关成纤维细胞是细胞外基质(纤连蛋白、胶原蛋白和α平滑肌肌动蛋白)的主要生产者，在肿瘤细胞周围构成了致密的物理屏障，严重阻碍了临床化学治疗药物的渗透，造成化疗抵抗。因此，开发一种靶向肿瘤相关成纤维细胞、高效负载抗纤维化药物、响应性释药的纳米粒将极大地提高化疗疗效。
成纤维细胞激活蛋白(Fibroblast activation protein alpha，FAP-α)是肿瘤相关成纤维细胞表面膜结合的丝氨酸蛋白酶，在超过90％的实体肿瘤中特异性表达，而在正常组织中几乎不表达。FAP-α拥有二肽酶的活性，可以剪切具有甘氨酸-脯氨酸的多肽序列。因此，开发FAP-α响应的两亲性高分子材料，可以实现对肿瘤相关成纤维细胞的有效靶向，高效释放肿瘤治疗药物，抑制肿瘤相关成纤维细胞活性和肿瘤进展。Qianwen Yu等(Qianwen Yu，Yue Qiu，Jianping Li etal.Journal of Controlled Release[J]2020，321：564-575)报道了FAP-α响应的脂质体用于病灶部位的响应性快速释药，增强了化疗药物的抗肿瘤疗效。然而脂质体在制备生产过程中，成本高昂，且高度不稳定，对存储运输条件要求高。专利CN106729746B中发明了FAP-α响应的聚酰胺胺(PAMAM)纳米粒，实现肿瘤病灶的特异性释药。然而PAMAM对药物的负载能力有限，经常需要通过化学偶联负载活性药物分子，适用范围窄，极大地限制了其推广应用。因此，发明一种低成本、稳定性良好、适用范围广负载药物性能高的FAP-α响应的药物递送载体迫在眉睫。
聚合物两亲性高分子材料作为药物递送载体引发了广泛的关注，它同时由亲水和疏水链段组成，在水溶液中自发组装形成纳米粒，并且可以有效装载疏水药物，极大地提高药物溶解度和稳定性。此外，聚合物两亲性高分子材料还拥有以下突出优势(1)自组装形成的纳米粒粒径在纳米级，可以通过实体肿瘤增强的渗透和滞留效应(Enhanced permeationand retention，EPR)在肿瘤部位有效蓄积，实现对肿瘤病灶的被动靶向；(2)由于药物被包封在纳米粒内，避免了药物的全身性暴露，副作用显著降低；(3)可以根据需求进行结构设计，在肿瘤环境特定病灶条件(如pH、酶和还原环境等)刺激下响应性释药。
葡聚糖是两亲性高分子材料的理想骨架，生物相容性良好，并且可以抗蛋白吸附、躲避网状内皮系统的吞噬，拥有较长的体内循环时间。葡聚糖分子链上有着大量的活性羟基，易于接受化学修饰，衍生化潜力强。然而，由于缺乏响应性，两亲性葡聚糖形成的多核结构和疏水区域与难溶性药物的高相容性，使得纳米粒高度稳定，导致药物释放速度缓慢，阻碍了药效发挥。因此，针对葡聚糖开发一种刺激-响应型两亲性高分子载体十分必要，将实现药物在靶部位的快速释放，显著提高药效。
鉴于葡聚糖的生物相容性、良好的抗蛋白吸附能力、优秀的衍生化能力，本发明首次提出在葡聚糖骨架上分别引入羧基功能基团、含FAP-α响应的肽段的疏水基团，使其具有两亲性，在水性溶液中自组装为纳米粒，并负载具有药理活性的分子组装成纳米粒递药系统，在体内可以稳定地循环、有效蓄积于病灶，灵敏地响应肿瘤相关成纤维细胞表面特异性高表达的FAP-α剪切，快速释放出药物，用于增强肿瘤治疗疗效。
发明内容
本发明的目的是提供一种靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体，该两亲性衍生物在水溶液中可自组装形成纳米粒，制备工艺简单，无需使用化学试剂交联。该两亲性衍生物载体可高效负载难溶性的具有药理活性的分子用于肿瘤治疗，通过增强的渗透滞留效应到达肿瘤部位后，可以响应肿瘤相关成纤维细胞表面特异性高表达的成纤维细胞激活蛋白(Fibroblast activation alpha，FAP-α)剪切，使得药物从纳米粒中快速释放，极大提高药物对肿瘤相关成纤维细胞作用的选择性，显著抑制肿瘤相关成纤维细胞活性，削弱肿瘤基质，降低药物递送的物理屏障，增强联合使用的化疗制剂治疗效果。该载体具有载药量高、稳定性好、毒副作用低的特征。
本发明的另一个目的是提供上述载体的制备方法。
本发明还有一个目的是提供上述载体在制药中的应用。
技术方案：本发明提供一种肿瘤相关成纤维细胞响应的两亲性葡聚糖衍生物载体，该两亲性衍生物载体包括葡聚糖羧基修饰后的亲水性衍生物骨架、具有FAP-α响应性的肽段连接臂和疏水基分子。
Figure BDA0002909344210000031
具体地，上述的葡聚糖分子量为1000-1000000Da。
x为酸酐修饰段的重复单元数，y为疏水段的重复单元数；
上述修饰葡聚糖羧基化的酸酐小分子选自丁二酸酐、戊二酸酐和己二酸酐；n＝2，3，4；酸酐修饰段的摩尔取代度为1-50％。
上述FAP-α响应的肽序列连接臂为甘氨酸-脯氨酸(Gly-Pro)、丝氨酸-甘氨酸-脯氨酸(Ser-Gly-Pro)、苏氨酸-甘氨酸-脯氨酸-谷氨酰胺(Thr-Gly-Pro-Gln)和异亮氨酸-甘氨酸-脯氨酸-丙氨酸(Ile-Gly-Pro-Ala)等。
上述R1疏水基分子选自C8～C18脂肪胺或C8～C18脂肪酸、硬脂酸、脱氧胆酸的胺衍生物等；疏水段的取代度为1-50％。
本发明还提供上述靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体的制备方法，包括以下步骤：
1)通过酯化反应，将小分子酸酐接枝到亲水性葡聚糖骨架上，得到羧基化的葡聚糖中间体；
2)通过Boc保护FAP-α响应性肽段的胺，屏蔽活性胺位点，再与含胺的疏水基分子通过酰胺化反应进行偶联，得到Boc保护的肽段连接臂-疏水基偶联分子；
3)通过酰胺化反应，将脱去Boc保护后的肽段连接臂-疏水基偶联分子接枝到羧基化的葡聚糖中间体上，得到靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体。
步骤1)和步骤3)中反应使用溶剂为水、甲醇、二甲基亚砜、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、水与甲醇的混合溶剂、水与二甲基亚砜的混合溶剂或水与N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂；步骤2)中使用的溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环、水与1，4-二氧六环的混合溶剂。
更具体地，上述靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体的制备方法，包括以下步骤：
1)将葡聚糖溶于反应溶剂中，加入酸酐小分子，以4-二甲氨基吡啶(DMAP)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和1-羟基苯并三唑(HOBT)为活化剂进行酯化反应，以得到羧基化的葡聚糖中间体；
2)Boc保护的FAP-α响应性肽段和疏水基分子溶于反应溶剂中，以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和1-羟基苯并三唑(HOBT)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)为活化剂进行酰胺化反应，得到Boc保护的肽段连接臂-疏水基偶联分子；
3)羧基化的葡聚糖中间体和脱去Boc保护的肽段连接臂-疏水基偶联分子溶于反应溶剂中，以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和1-羟基苯并三唑(HOBT)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和4-二甲氨基吡啶(DMAP)为活化剂进行酰胺化反应，即得到靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物。
本发明另一方面提供一种纳米粒递药系统，该纳米粒递药系统包含上述两亲性葡聚糖衍生物载体和包载在两亲性葡聚糖衍生物中的具有药理活性的分子。
上述纳米粒递药系统中，纳米粒的粒径为10-1000nm；具有药理活性的分子为难溶于水的药物，选自TGF-β受体抑制剂、TGF-β/Smad信号通路抑制剂、Hedgehog通路抑制剂、NF-κB通路抑制剂、环氧合酶-2(COX-2)抑制剂、血小板衍生生长因子受体(PDGFR)抑制剂、血管内皮细胞生长因子受体(VEGFR)抑制剂中的一种或多种物质。
上述纳米粒递药系统的制备方法，包括以下步骤：
1)将靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体溶解或分散在水中，经过超声或高压均质制备得到纳米粒溶液；
2)将具有药理活性的分子用药学上可接受的有机溶剂溶解或分散后与纳米粒溶液混合，经过超声或高压均质后，除去有机溶剂和游离药物，制得纳米粒递药系统溶液。
步骤1)中，靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体质量为水质量的0.1％-3％；步骤2)所述的药学上可接受的有机溶剂指的是无强烈致癌性、无毒性并且在药学中常用的有机溶剂，选自甲醇、乙醇、丙酮、二甲基亚砜和N，N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上的混合溶剂；步骤2)所述的除去有机溶剂和游离药物的方法为溶剂挥发法、透析法或超滤法。
本发明还有一方面提供上述纳米粒递药系统在制备抗肿瘤药物中的应用。
本发明作用原理：
本发明所述的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体，其作用原理如下：该两亲性葡聚糖衍生物载体在水溶液中可自组装形成纳米粒，粒径在纳米级，可通过EPR效应靶向至肿瘤病灶。肿瘤相关成纤维细胞在实体肿瘤病灶中大量表达，且其表面特异性高表达成纤维细胞激活蛋白(FAP-α)，而肿瘤细胞、正常组织均不表达该蛋白。FAP-α具有二肽酶活性，可以特异性剪切甘氨酸-脯氨酸(Gly-Pro)后的分子片段。因此，上述纳米粒结构中包含肽序列连接臂的疏水段可被肿瘤相关成纤维细胞表面FAP-α特异性识别降解，两亲性结构被迅速破坏，纳米粒解组装。该纳米粒可以进一步包载药物，实现药物的靶向肿瘤相关成纤维细胞特异性递送。
本发明的有益效果：
1、本发明的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体合成工艺简单，条件温和，具有良好的生物相容性和稳定性，在生理环境中可以自组装形成纳米粒，可以有效响应FAP-α的剪切；
2、本发明提供的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体自组装形成的纳米粒可以有效装载难溶于水的具有药理活性的分子，形成纳米粒递药系统，该递药系统的粒径尺度均一，在10nm-1000nm，极大提高了难溶性药物的溶解性；该递药系统可通过EPR效应富集在肿瘤病灶，响应肿瘤相关成纤维细胞表面特异性高表达的FAP-α剪切，纳米粒解组装，通过物理装载的药理活性分子从解体的纳米粒中快速释放，能够有效杀死或抑制肿瘤相关成纤维细胞功能，从而削弱肿瘤基质物理屏障，和其他抗肿瘤制剂联用，有助于促进抗肿瘤制剂的渗透，从而有效提高抗肿瘤制剂的效果；
3、本发明提供的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体自组装形成的纳米粒递药系统，可以有效躲避生物体内网状内皮系统的捕捉，可用于静脉注射给药，同时具有被动和主动靶向性，是肿瘤治疗中药物制剂上的创新。
附图说明
图1为实施例6制备的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的体外药物释放实验结果图；
图2为实施例6制备的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统对肿瘤相关成纤维细胞的抑制效果评价，其中A为激光共聚焦结果，B为激光共聚焦荧光柱形图比较；
图3为实施例6制备的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统在Pan 02细胞/NIH3T3细胞混合瘤球模型中的促渗效果图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明加以进一步的说明，但下述实施例并不限制本专利的权利范围。
实施例1
羧基化葡聚糖-FAPα响应肽-十八胺(Dex-peptide-C18)的制备方法如下：
(1)将2000mg葡聚糖溶于二甲基亚砜，得到葡聚糖溶液；将380mg戊二酸酐、10mgDMAP加入葡聚糖溶液中，常温反应24h。反应液逐滴加入过量的冰乙醇中形成沉淀，收集沉淀物使用冰乙醇洗涤三次，用水复溶后，透析(MWCO＝7000)72h，冷冻干燥，即得羧基化葡聚糖中间体(Dex-COOH)；
(2)取132mgBoc保护的肽连接臂Boc-Ser-Gly-Pro，溶解于10mLDMF；先后加入108mg十八胺、55mgHOBT和77mgEDC，反应24h，加入适量水与反应液混合，使用乙酸乙酯提取产物，分别用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗涤三次，使用无水硫酸钠脱水并过滤后，通过旋转蒸发除去乙酸乙酯，得到白色固体产物Boc保护的肽连接臂-十八胺偶联物(Boc-Ser-Gly-Pro-C18)；
(3)取适量的Boc保护的肽连接臂-十八胺偶联物(Boc-Ser-Gly-Pro-C18)加入4M氯化氢乙酸乙酯溶液中，反应6h，旋转蒸发得到白色固体，即脱去Boc保护的Ser-Gly-Pro-C18中间体；冰浴条件下，取185mg步骤(1)中的羧基化葡聚糖中间体，溶解于10mL水中，分别加入170mgNHS和260mgEDC，活化30min；取31mgSer-Gly-Pro-C18中间体溶于适量甲醇中，逐滴加入水溶液中，搅拌反应24h；旋蒸除去甲醇，透析(MWCO＝7000)72h，冷冻干燥，即得羧基化葡聚糖-FAPα响应肽-十八胺(Dex-peptide-C18)。
实施例2
羧基化葡聚糖-FAPα响应肽-脱氧胆酸(Dex-peptide-DOCA)的制备方法如下：
(1)将2000mg葡聚糖溶于二甲基亚砜，得到葡聚糖溶液；将334mg丁二酸酐、10mgDMAP加入葡聚糖溶液中，常温反应24h。反应液逐滴加入过量的冰乙醇中形成沉淀，收集沉淀物使用冰乙醇洗涤三次，用水复溶后，透析(MWCO＝7000)72h，冷冻干燥，即得羧基化葡聚糖中间体(Dex-COOH)；
(2)将1000mg脱氧胆酸(DOCA)溶解于20mL四氢呋喃，分别加入381mgNHS和628mgDCC，反应12h后，抽滤除去白色沉淀，加入过量环己烷产生沉淀，通过抽滤收集白色沉淀，即得脱氧胆酸-活化酯中间体；取1000mg上述活化酯中间体溶解于5mLN，N-二甲基甲酰胺中，逐滴加入15mL乙二胺中，室温反应12h，加入过量水产生沉淀，通过抽滤收集沉淀，沉淀物使用水洗涤后，真空干燥，即得胺化脱氧胆酸中间体(DOCA-NH2)；
(3)取100mgBoc保护的肽连接臂Boc-Gly-Pro，溶解于10mLDMF；先后加入175mg步骤(2)中的胺化脱氧胆酸中间体、55mgHOBT和77mgEDC，反应24h，加入适量水与反应液混合，使用乙酸乙酯提取产物，分别用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗涤三次，使用无水硫酸钠脱水并过滤后，通过旋转蒸发除去乙酸乙酯，得到白色固体产物Boc保护的肽连接臂-脱氧胆酸偶联物(Boc-Gly-Pro-DOCA)；
(4)取适量的Boc保护的肽连接臂-脱氧胆酸偶联物(Boc-Gly-Pro-DOCA)加入4M氯化氢乙酸乙酯溶液中，反应6h，旋转蒸发得到白色固体，即脱去Boc保护的Gly-Pro-DOCA中间体；冰浴条件下，取183mg步骤(1)中的羧基化葡聚糖中间体，溶解于10mL水中，分别加入170mgNHS和260mgEDC，活化30min；取36mgGly-Pro-DOCA中间体溶于适量甲醇中，逐滴加入水溶液中，搅拌反应24h；旋蒸除去甲醇，透析(MWCO＝7000)72h，冷冻干燥，即得羧基化葡聚糖-FAPα响应肽-脱氧胆酸(Dex-peptide-DOCA)。
实施例3
羧基化葡聚糖-FAPα响应肽-月桂胺(Dex-peptide-C12)的制备方法如下：
(1)将2000mg葡聚糖溶于二甲基亚砜，得到葡聚糖溶液；将427mg己二酸酐、10mgDMAP加入葡聚糖溶液中，常温反应24h。反应液逐滴加入过量的冰乙醇中形成沉淀，收集沉淀物使用冰乙醇洗涤三次，用水复溶后，透析(MWCO＝7000)72h，冷冻干燥，即得羧基化葡聚糖中间体(Dex-COOH)；
(2)取167mgBoc保护的肽连接臂Boc-Ile-Gly-Pro-Ala，溶解于10mLDMF；先后加入74mg月桂胺、55mgHOBT和77mgEDC，反应24h，加入适量水与反应液混合，使用乙酸乙酯提取产物，分别用稀盐酸、碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗涤三次，使用无水硫酸钠脱水并过滤后，通过旋转蒸发除去乙酸乙酯，得到白色固体产物Boc保护的肽连接臂-月桂胺偶联物(Boc-Ile-Gly-Pro-Ala-C12)；
(3)取适量的Boc保护的肽连接臂-月桂胺偶联物(Boc-Ile-Gly-Pro-Ala-C12)加入4M氯化氢乙酸乙酯溶液中，反应6h，旋转蒸发得到白色固体，即脱去Boc保护的Ile-Gly-Pro-Ala-C12中间体；冰浴条件下，取188mg步骤(1)中的羧基化葡聚糖中间体，溶解于10mL水中，分别加入170mgNHS和260mgEDC，活化30min；取32mgIle-Gly-Pro-Ala-C12中间体溶于适量甲醇中，逐滴加入水溶液中，搅拌反应24h；旋蒸除去甲醇，透析(MWCO＝7000)72h，冷冻干燥，即得羧基化葡聚糖-FAPα响应肽-月桂胺(Dex-peptide-C12)。
实施例4
靶向肿瘤相关成纤维细胞的空白纳米粒的制备和表征
靶向肿瘤相关成纤维细胞的空白纳米粒的制备：将18mg实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物载体分别溶于3mL水，水溶液经探头超声(200W，30min)或高压均质(600bar，10次循环)后过0.8μm滤膜即得自组装的空白纳米粒。
粒径：使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径，结果见表1。
表1靶向肿瘤相关成纤维细胞的空白纳米粒的表征
Figure BDA0002909344210000081
实施例5
装载水飞蓟宾的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的制备和表征
(1)纳米粒递药系统可以采用以下(a)、(b)或(c)的方法制备，其中的两亲性葡聚糖衍生物载体选用实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物。
(a)探头超声法：水飞蓟宾6mg溶于乙醇，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液(对应表1中使用实施例2经探头超声法制备的自组装空白纳米粒溶液)中，探头超声(200w)30min，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载水飞蓟宾的纳米粒溶液。
(b)高压均质法：水飞蓟宾6mg溶于乙醇，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液中，高压均质(600bar，10次)，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载水飞蓟宾的纳米粒溶液。
(c)溶剂挥发法：水飞蓟宾6mg溶于二氯甲烷，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液中，搅拌12h，使得二氯甲烷挥发，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载水飞蓟宾的纳米粒溶液。
(2)纳米粒递药系统中载药纳米粒的粒径测定
使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径。
实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物装载水飞蓟宾的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒的理化性质见表2。
表2装载水飞蓟宾的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的表征
Figure BDA0002909344210000091
实施例6
装载槲皮素的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的制备和表征
(1)载药纳米粒的制备
槲皮素6mg溶于二甲基亚砜，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液(对应表1中使用实施例2经探头超声法制备的自组装空白纳米粒溶液)中，探头超声(200w)30min，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载槲皮素的纳米粒溶液。
(2)纳米粒递药系统中载药纳米粒的粒径测定
使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径。
实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物装载槲皮素的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒的理化性质见表3。
表3装载槲皮素的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的表征
Figure BDA0002909344210000101
实施例7
装载白藜芦醇的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的制备和表征
(1)载药纳米粒的制备
白藜芦醇6mg溶于甲醇，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液(对应表1中使用实施例2经探头超声法制备的自组装空白纳米粒溶液)中，探头超声(200w)30min，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载白藜芦醇的纳米粒溶液。
(2)纳米粒递药系统中载药纳米粒的粒径测定
使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径。
实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物装载白藜芦醇的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒的理化性质见表4。
表4装载白藜芦醇的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的表征
Figure BDA0002909344210000111
实施例8
装载常山酮的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的制备和表征
(1)载药纳米粒的制备
常山酮6mg溶于丙酮，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液(对应表1中使用实施例2经探头超声法制备的自组装空白纳米粒溶液)中，探头超声(200w)30min，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载常山酮的纳米粒溶液。
(2)纳米粒递药系统中载药纳米粒的粒径测定
使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径。
实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物装载常山酮的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒的理化性质见表5。
表5装载常山酮的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的表征
Figure BDA0002909344210000112
实施例9
装载积雪草苷的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的制备和表征
(1)载药纳米粒的制备
积雪草苷6mg溶于丙酮，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液(对应表1中使用实施例2经探头超声法制备的自组装空白纳米粒溶液)中，探头超声(200w)30min，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载积雪草苷的纳米粒溶液。
(2)纳米粒递药系统中载药纳米粒的粒径测定
使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径。
实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物装载积雪草苷的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒的理化性质见表6。
表6装载积雪草苷的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的表征
Figure BDA0002909344210000121
实施例10
装载姜酮酚的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的制备和表征
(1)载药纳米粒的制备
姜酮酚6mg溶于四氢呋喃，逐滴加入实施例4制得的自组装空白纳米粒溶液(对应表1中使用实施例2经探头超声法制备的自组装空白纳米粒溶液)中，探头超声(200w)30min，透析(MWCO＝7000)8～12h，3000rpm离心10min，经0.8μm滤膜过滤，即得装载姜酮酚的纳米粒溶液。
(2)纳米粒递药系统中载药纳米粒的粒径测定
使用Zetasizer 3000 HS instrument(Malvern Instrument，Malvern，UK)在633nm、25℃、He-Ne激光测定样品粒径。
实施例1～3制备的两亲性葡聚糖衍生物装载姜酮酚的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒的理化性质见表7。
表7装载姜酮酚的靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统的表征
Figure BDA0002909344210000131
实施例11
靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统体外药物释放
通过透析法评价载药纳米粒的体外释放情况，释放条件如下：释放介质为0.1％吐温80的PBS溶液，温度为37℃，摇床转速为100rpm。
取实施例6中制备得到的装载槲皮素纳米粒溶液(对应表3中使用实施例2制备的两亲性葡聚糖衍生物的纳米粒递药系统，简写为DPD/QUE)，装入透析袋(MWCO＝7000)中，加入1μg/mL的FAP-α进行孵育；未加FAP-α的装载槲皮素纳米粒溶液和槲皮素原料药溶液作为对照，同法进行操作。在预定时间(0，0.5，1，2，4，8，12，24，48，72h)取出1mL释放介质，并补足新鲜的空白介质。采用高效液相色谱法-紫外检测法进行分析，色谱柱为Inertsil ODS-SP C18(150mm×4.6mm，5μm)，流动相为甲醇/水/磷酸(50/48/2，v/v/v)混合溶剂，流速为1mL/min，柱温为25℃，检测波长372nm，进样量为20μL。根据检测结果绘制载药纳米粒的体外释放曲线，结果如图1所示。
槲皮素原料药溶液释药速率最快，释药平台最高达到80％以上；未加FAP-α的DPD/QUE载药纳米粒组在72h内释药速率缓慢，在约20％即达到平台；而FAP-α孵育的DPD/QUE载药纳米粒组展示出显著地释放速率和释放程度的提高。这是由于载药纳米粒中存在的FAP-α响应肽段被FAP-α剪切，纳米粒解组装，促进了槲皮素药物快速释放。
实施例12
靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统对肿瘤相关成纤维细胞的抑制效果评价
α-SMA是激活的肿瘤相关成纤维细胞的标志，本项下研究了靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统对肿瘤相关成纤维细胞的抑制效果。取处于对数生长期且生长状态良好的NIH 3T3细胞，使用0.25％胰酶消化，完全培养基终止消化，制备得到细胞悬液。接种在装有盖玻片的六孔板中，使用TGF-β刺激分化，37℃培养过夜。而后分别加入空白培养基、槲皮素原料药溶液、实施例6中制备得到的装载槲皮素纳米粒溶液(对应表3中使用实施例2制备的两亲性葡聚糖衍生物的纳米粒递药系统，简写为DPD/QUE)进行孵育24h。使用PBS洗涤孔板中各孔细胞3次，并使用4％多聚甲醛进行固定。接着使用0.2％Triton X-100进行通透，4％BSA室温封闭30min。洗涤后，与α-SMA的一抗于4℃孵育过夜。洗涤后，与Cy3标记的二抗室温孵育1h。细胞核使用DAPI进行染色。最终通过激光共聚焦显微镜进行阅片分析。
肿瘤相关成纤维细胞在不同处方孵育后免疫荧光图像如图2所示。仅使用培养基未加药物孵育的对照组的α-SMA表达含量最高，表示着肿瘤相关成纤维细胞较强的活力。槲皮素原料药溶液处理后的肿瘤相关成纤维细胞的α-SMA表达含量显著降低，与对照组存在显著性差异。DPD/QUE纳米制剂组展现出了与槲皮素原料药溶液相当的抑制效果，证明了靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统良好的体外药效结果。
实施例13
靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统在Pan 02细胞/NIH 3T3细胞混合瘤球模型中的促渗效果评价
取处于对数生长期且生长状态良好的Pan 02细胞和NIH 3T3细胞，使用0.25％胰酶消化，完全培养基终止消化，制备得到细胞悬液。计数后，按照1：2的比例将NIH 3T3细胞和Pan 02细胞混合，滴加在六孔板盖上，倒扣培养，待细胞聚集成球后，收集肿瘤球，分别加入实施例6中制备得到的装载槲皮素纳米粒溶液(对应表3中使用实施例2制备的两亲性葡聚糖衍生物的纳米粒递药系统，简写为DPD/QUE)和槲皮素原料溶液(溶解在完全培养基中)，孵育48h，完全培养基组作为对照(Control)。48h后，加入RBITC标记的人血清白蛋白积雪草苷纳米粒，孵育4h后，在激光共聚焦显微镜下使用Z-Stack功能进行渗透深度分析。
结果如图3所示，仅用完全培养基处理的肿瘤球的RBITC荧光信号渗透深度最浅，而槲皮素原料药溶液处理后的肿瘤球的RBITC荧光信号渗透深度最强，经DPD/QUE处理后的肿瘤球也显示出较强的RBITC荧光信号渗透能力。结果表明，靶向肿瘤相关成纤维细胞的纳米粒递药系统能显著促进人血清白蛋白积雪草苷纳米粒的渗透能力。增强的渗透效果，可能是由靶向肿瘤相关成纤维细胞纳米粒递药系统降解肿瘤基质，弱化渗透的物理屏障所带来的。
序列表
<110> 中国药科大学
<120> 靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体及其药学组合物的制备和应用
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 2
<212> PRT
<213> 人工序列(2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum)
<400> 1
Gly Pro
1
<210> 2
<211> 3
<212> PRT
<213> 人工序列(2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum)
<400> 2
Ser Gly Pro
1
<210> 3
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列(2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum)
<400> 3
Thr Gly Pro Gln
1
<210> 4
<211> 4
<212> PRT
<213> 人工序列(2 Ambystoma laterale x Ambystoma jeffersonianum)
<400> 4
Ile Gly Pro Ala
1

Claims (6)

1.一种靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体，其特征在于所述载体如下结构式所示：
Figure FDA0002909344200000011
上述的葡聚糖分子量为1000-1000000Da；
x为酸酐修饰段的重复单元数，y为疏水段的重复单元数；
酸酐小分子为丁二酸酐、戊二酸酐或己二酸酐；n＝2，3，4；酸酐修饰段的摩尔取代度为1-50％；
FAP-α响应的肽为Gly-Pro、Ser-Gly-Pro、Thr-Gly-Pro-Gln或Ile-Gly-Pro-Ala。
R1疏水基分子为C8～C18脂肪胺或C8～C18脂肪酸、硬脂酸、脱氧胆酸的胺衍生物；
疏水段的取代度为1-50％。
2.权利要求1所述的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过酯化反应，将小分子酸酐接枝到亲水性葡聚糖骨架上，得到羧基化的葡聚糖中间体；
2)通过Boc保护FAP-α响应性肽段的胺，使一段反应基团为羧基，与疏水基分子一段的胺基通过酰胺化反应进行共价连接，得到Boc保护的肽段连接臂-疏水基偶联分子；
3)将脱去Boc保护后的肽段连接臂-疏水基偶联分子通过酰胺化反应接枝到羧基化的葡聚糖中间体上，得到靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体。
3.根据权利要求2所述的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体的制备方法，其特征在于，步骤1)和步骤3)中反应使用溶剂为水、甲醇、二甲基亚砜、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、水与甲醇的混合溶剂、水与二甲基亚砜的混合溶剂或水与N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂；步骤2)中使用的溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环、水与1，4-二氧六环的混合溶剂。
4.根据权利要求1所述的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体在制备抗肿瘤药物中的应用，其特征在于，该载体负载具有药理活性的分子组装成纳米粒递药系统。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述纳米粒递药系统中，纳米粒的粒径为10-1000nm；所述的具有药理活性的分子为TGF-β受体抑制剂、TGF-β/Smad信号通路抑制剂、Hedgehog通路抑制剂、NF-κB通路抑制剂、环氧合酶-2抑制剂、血小板衍生生长因子受体抑制剂、血管内皮细胞生长因子受体抑制剂中的一种或多种。
6.一种纳米粒递药系统的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：
1)将权利要求1所述的靶向肿瘤相关成纤维细胞的两亲性葡聚糖衍生物载体溶解或分散在水中，经过超声或高压均质制备得到纳米粒溶液；
2)将权利要求4或5所述的具有药理活性的分子用药学上可接受的有机溶剂溶解或分散后与纳米粒溶液混合，经过超声或高压均质后，除去有机溶剂和游离药物，制得纳米粒递药系统溶液。
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