CN114712310A - 可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法及其应用,S1:骨靶向亲水材料PEG‑ALN的合成;S101:以聚乙二醇(NH2‑PEG(2000)‑COOH)、顺式乌头酸酐和阿仑膦酸钠为原料制备一系列不同量顺式乌头酸酐修饰的骨靶向亲水材料PEG‑ALN;S102:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和纯化,采用波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;S2:肺癌细胞靶向材料cRGD‑PAMAM的合成;S201:以G5代PAMAM、琥珀酸酐和cRGD为原料制备高效入胞靶向材料cRGD‑PAMAM。本发明中cRGDyk对肿瘤细胞过表达的αvβ3整合素受体的特异吸附性,增加纳米递送平台在到达骨肿瘤部位后被肿瘤细胞摄取的效率,受酸性肿瘤环境影响断裂的PEG‑ALN基团,导致PAMAM表面电荷屏蔽层失效,暴露大量的正电荷,从而极大增强药物载体的入胞效率。
Description
技术领域
本发明涉及医学治疗领域,具体为可高效入胞的智能骨靶向递送药物的 制备方法及其应用。
背景技术
肺癌是全世界范围内恶性肿瘤相关性死亡的主要原因之一,其发病率在 许多国家呈逐年上升趋势,在晚期肺癌患者中,骨骼是常见的转移部位,目 前化疗是肺癌骨转移的临床首选治疗方案,但是由于骨质硬度大、药物渗透 性低等特点,按传统给药方法很难使化疗药物有效递送至骨转移瘤部位,严 重影响了其抗肿瘤效果,且易增加药物的毒副作用,因此,开发安全有效的、 能特异性将药物递送至骨转移瘤的递药系统,对于治疗肺癌骨转移瘤具有重 要意义。
目前针对骨转移瘤的递药系统虽然提高了骨靶向性,但是大量化疗药物 却分布于骨组织部位,药物或者递送系统并不能脱离骨组织进而有效转运至 肿瘤细胞内发挥治疗作用,从而使其抑制骨转移瘤生长的作用不强。因此, 提高骨靶向递药系统入胞效率是有效治疗肺癌骨转移瘤的关键。
因此,有必要提供可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法及其应 用解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法及 其应用,以解决上述背景技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:可高效入胞的智能骨靶向 递送药物的制备方法,包括以下步骤:
S1:骨靶向亲水材料PEG-ALN的合成;
S101:以聚乙二醇(NH2-PEG(2000)-COOH)、顺式乌头酸酐和阿仑膦酸钠(ALN) 为原料制备一系列不同量顺式乌头酸酐修饰的骨靶向亲水材料PEG-ALN;
S102:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和纯化,采用 波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;
S2:肺癌细胞靶向材料cRGD-PAMAM的合成;
S201:以G5代PAMAM、琥珀酸酐和cRGD为原料制备高效入胞靶向材料 cRGD-PAMAM;
S202:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和固化,采用 波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;
S3:纳米粒DTX@RPPA的制备及其性能评价;
S301:称取一定量的DTX及cRGD-PAMAM溶于甲醇或者水,搅拌反应12h, 旋转蒸发除去甲醇,2000rpm离心5min,取上清获得DTX@cRGD-PAMAM,随 后将不同浓度PEG-ALN溶液逐滴加入到DTX@RP溶液,涡旋1min,静置30min, 即得纳米粒DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN,简写为DTX@RPPA;
S302:建立HPLC方法测定DTX的工作曲线,精密称取一定量的冻干纳米 粒,溶于一定量DMSO中,用适量乙腈稀释,充分振荡后取20μL,注入HPLC 系统进行分析,根据工作曲线计算乙腈溶液中DTX浓度,最后根据称量重量 可计算出DTX载药量;
S303:取分散于双蒸水中的各组纳米粒溶液2mL,用zeta电位及纳米粒 度分析仪测定纳米粒的粒径分布、Zeta电位以及多分散系数,取分散于双蒸 水中的各组纳米粒溶液适量滴至覆盖有支持膜的筛网上,自然干燥后,磷钨 酸染色,透射电镜下观察;
S304:称取一定量的纳米粒DTX@RPPA,充分溶于蒸馏水中,HPLC法测定 初始DTX含量,然后加入100mg的HA搅拌孵育,分别在30min、1h、2h 和4h于3000rmp离心10min,吸取上清液20μL注入HPLC系统检测DTX 含量,以DTX、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药纳米粒DTX@P 作为对照;
S305:将纳米粒DTX@RPPA分散于5mL pH为5.0、6.5和7.4的磷酸盐 缓冲液中,然后将含有纳米粒的缓冲液转移至透析袋中,置于50mL相同pH 值的磷酸盐缓冲液中避光透析,分别于1、2、3、4、5、12、24、48、96、120 h取出0.1mL透析袋外的溶液,同时补充0.1mL新的缓冲液,取出的溶液 样品用HPLC法测定DTX的含量,绘制体外累计释放曲线,以DTX、无PEG-ALN 修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药纳米粒DTX@P作为对照;
可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,该应用方法包括以下步骤:
S4:纳米粒DTX@RPPA的体外抗肿瘤活性研究;
S401:MTT法观察纳米粒DTX@RPPA在不同pH值条件下对A549的细胞毒 性;
S402:香豆素-6标记纳米粒,采用流式细胞仪观察在不同pH值条件下 A549细胞对纳米粒DTX@RPPA的摄取;
S5:纳米粒DTX@RPPA的体内抗肿瘤活性研究;
S501:建立裸鼠肺癌骨转移瘤模型;
S502:检测纳米粒DTX@RPPA对肺癌骨转移瘤裸鼠的治疗效果;
S503:检测纳米粒DTX@RPPA治疗对骨质的影响;
优选的,所述S301中还需要相同方法制备无PEG-ALN修饰的纳米粒 DTX@cRGD-PAMAM,简写为DTX@RP;制备单纯PAMAM载药纳米粒DTX@PAMAM, 简写为DTX@P,分别作为对照药物进行研究。
优选的,所述S401中取对数生长期的细胞,用0.25%的胰蛋白酶消化, 接种于96孔板,其细胞浓度1×104/mL,接种体积200μL。
优选的,所述S402中取对数生长期的细胞,用0.25%的胰蛋白酶消化, 接种于载有盖玻片的6孔板中,其细胞浓度为1×106/mL,体积为2mL。
优选的,所述S501中取对数生长期的A549细胞,经洗涤、消化、离心 后得到浓缩细胞,然后加入无血清DMEM培养液稀释细胞使其浓度达到1× 107/mL待用。
优选的,所述S502选取20天的荷瘤裸鼠,每组4只,随机分为6组, 分别为空白组、DTX组、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP组、单纯PAMAM载 药纳米粒DTX@P组和纳米粒DTX@RPPA组。
优选的,所述S503采用Micro-CT观察骨损伤情况。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中ALN对骨组织定位特异性强,能够选择性的浓集于骨骼中, 尤其是在骨损害部位的浓集性更强,DTX@cRGD-PAMAM-PEG相比,经过ALN修 饰后的DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN,可以更有效的在骨转移瘤部位蓄积 DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN可以避免或降低DTX的毒性作用,相较于DTX, DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN可以在肿瘤组织有效富集,且可以深入肿瘤内部发 挥抗肿瘤作用;
2、本发明中cRGDyk对肿瘤细胞过表达的αvβ3整合素受体的特异吸附 性,增加了该纳米递送平台在到达骨肿瘤部位后被肿瘤细胞摄取的效率,受 酸性肿瘤微环境影响断裂的PEG-ALN基团,导致PAMAM表面的电荷屏蔽层失 效,暴露出大量的正电荷,从而极大的增强了药物载体的入胞效率;
3、本发明中相比于DTX,DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN可以更好地抑制肿瘤 生长,这应当归功于DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN具有良好的骨靶向性,提高了 DTX在靶部位的蓄积,同时cRGDyk的存在提高了该纳米递送平台对肿瘤细胞 的靶向性,DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN能有效地降低DTX的全身毒性,相比于 DTX,DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN可以明显降低肿瘤细胞对骨的破坏以及侵袭, DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN具有明显的骨肿瘤靶向作用,它们显著增加了DTX 在骨转移瘤处蓄积,从而提高了DTX的抗肿瘤作用,有效减轻肿瘤对骨的破坏作用。
附图说明
图1为本发明中PEG-ALN的合成路线示意图;
图2为本发明中cRGD-PAMAM的合成路线示意图;
图3为本发明中DTX@cRGD-PAMMA-PEG-ALN的1H NMR图谱;
图4为本发明中DTX@cRGD-PAMMA-PEG-ALN的IR图谱;
图5为本发明中DLS(A)和TEM(B)测得粒径分布图;
图6为本发明骨靶向载体的HA吸附性结果图;
图7为本发明中DTX和载药纳米粒对PC-3细胞(A)、A549细胞的毒性 作用图;
图8为本发明中活体成像仪测定给药8h和24h后RPP-Cy7.5和 RPPA-Cy7.5的分布图;
图9为本发明中荷瘤裸鼠肿瘤体积变化曲线和肿瘤组织HE染色切片图
图10为本发明中荷瘤裸鼠肿瘤肢骨组织的CT、X-ray图;
图11为本发明中荷瘤裸鼠肿瘤肢骨组织的Trap染色结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行 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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做 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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位 置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化 描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的 方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、 “第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安 装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定连 接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连 接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部 的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构,对其实施例进行说明。
请参阅图1-2,可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法,包括以下 步骤:
S1:骨靶向亲水材料PEG-ALN的合成;
S101:以聚乙二醇(NH2-PEG(2000)-COOH)、顺式乌头酸酐和阿仑膦酸钠(ALN) 为原料制备一系列不同量顺式乌头酸酐修饰的骨靶向亲水材料PEG-ALN;
S102:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和纯化,采用 波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;
S2:肺癌细胞靶向材料cRGD-PAMAM的合成;
S201:以G5代PAMAM、琥珀酸酐和cRGDyk为原料制备高效入胞靶向材料 cRGD-PAMAM;
S202:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和固化,采用 波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;
S3:纳米粒DTX@RPPA的制备及其性能评价;
S301:称取一定量的DTX及cRGD-PAMAM溶于甲醇或者水,搅拌反应12h, 旋转蒸发除去甲醇,2000rpm离心5min,取上清获得DTX@/cRGD-PAMAM,随 后将不同浓度PEG-ALN溶液逐滴加入到DTX@RP溶液,涡旋1min,静置30min, 即得纳米粒DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN,简写为DTX@RPPA;
S302:建立HPLC方法测定DTX的工作曲线,精密称取一定量的冻干纳米 粒,溶于一定量DMSO中,用适量乙腈稀释,充分振荡后取20μL,注入HPLC 系统进行分析,根据工作曲线计算乙腈溶液中DTX浓度,最后根据称量重量 可计算出DTX载药量;
S303:取分散于双蒸水中的各组纳米粒溶液2mL,用zeta电位及纳米粒 度分析仪测定纳米粒的粒径分布、Zeta电位以及多分散系数,取分散于双蒸 水中的各组纳米粒溶液适量滴至覆盖有支持膜的筛网上,自然干燥后,磷钨 酸染色,透射电镜下观察;
S304:称取一定量的纳米粒DTX@RPPA,充分溶于蒸馏水中,HPLC法测定 初始DTX含量,然后加入100mg的HA搅拌孵育,分别在30min、1h、2h 和4h于3000rmp离心10min,吸取上清液20μL注入HPLC系统检测DTX 含量,以DTX、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药纳米粒DTX@P 作为对照;
S305:将纳米粒DTX@RPPA分散于5mL pH为5.0、6.5和7.4的磷酸盐 缓冲液中,然后将含有纳米粒的缓冲液转移至透析袋中,置于50mL相同pH 值的磷酸盐缓冲液中避光透析,分别于1、2、3、4、5、12、24、48、96、120 h取出0.1mL透析袋外的溶液,同时补充0.1mL新的缓冲液,取出的溶液 样品用HPLC法测定DTX的含量,绘制体外累计释放曲线,以DTX、无PEG-ALN 修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药纳米粒DTX@P作为对照;
可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,该应用方法包括以下步骤:
S4:纳米粒DTX@RPPA的体外抗肿瘤活性研究;
S401:MTT法观察纳米粒DTX@RPPA在不同pH值条件下对A549的细胞毒 性;
S402:香豆素-6标记纳米粒,采用流式细胞仪观察在不同pH值条件下 A549细胞对纳米粒DTX@RPPA的摄取;
S5:纳米粒DTX@RPPA的体内抗肿瘤活性研究;
S501:建立裸鼠肺癌骨转移瘤模型;
S502:检测纳米粒DTX@RPPA对肺癌骨转移瘤裸鼠的治疗效果;
S503:检测纳米粒DTX@RPPA治疗对骨质的影响;
S301中还需要相同方法制备无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@cRGD-PAMAM, 简写为DTX@RP;制备单纯PAMAM载药纳米粒DTX@PAMAM,简写为DTX@P,分别 作为对照药物进行研究。
S401中取对数生长期的细胞,用0.25%的胰蛋白酶消化,接种于96孔板, 其细胞浓度1×104/mL,接种体积200μL,置于孵箱中培养12h,弃去培养 液,随后分别加入pH为6.0、6.5和7.4磷酸盐缓冲液配制的新鲜培养液200 μL,其含有一定量的游离DTX和含有相同DTX浓度的不同纳米粒,孵育48h, 每孔加入20μL MTT溶液,继续培养4h后弃去培养液,每孔加入200μL 的DMSO。将培养板置于摇床振摇10min,酶标仪490nm处测定吸光度值, 细胞生存率%=(给药后的吸光度值/阴性对照的吸光度值)×100%,实验中 以DTX、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药的纳米粒DTX@P 作为对照。
S402中取对数生长期的细胞,用0.25%的胰蛋白酶消化,接种于载有盖 玻片的6孔板中,其细胞浓度为1×106/mL,体积为2mL,置于37度孵箱中 培养24h后,弃去培养液,随后分别加入pH为6.0、6.5和7.4磷酸盐缓冲 液配制的新鲜培养液2mL,其含有一定量游离DTX和含有相同DTX浓度的不 同纳米粒,孵育15min和3h后,弃去培养液,用37℃ pH7.4磷酸缓冲 盐溶液摇洗细胞3次,0.25%的胰酶消化细胞,收集细胞,1000r/min离心3 min,弃去上清液,用500μL pH7.4磷酸盐缓冲盐溶液重新悬浮收集到的细 胞,采用流式细胞仪测定A549细胞对药物的摄取,实验中以DTX、无PEG-ALN 修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药的纳米粒DTX@P作为对照。
S501中取对数生长期的A549细胞,经洗涤、消化、离心后得到浓缩细胞, 然后加入无血清DMEM培养液稀释细胞使其浓度达到1×107/mL,待用。参照 Chanda等人的方法,将裸鼠膝关节弯曲60°,然后用1mL的注射器吸取100 μL的上述细胞悬液,针头倾斜插入裸鼠胫骨骨髓腔内,将细胞注入。隔天观 察裸鼠接种部位的变化及其生存状态。
S502中选取20天的荷瘤裸鼠,每组4只,随机分为6组,分别为空白组、 DTX组、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP组、单纯PAMAM载药的纳米粒DTX@P 和纳米粒DTX@RPPA组,接种10天后尾静脉注射5.0mg DTX/kg的药物溶液, 每只注射量为200μL,每7天给药一次,给药三次,给药后每两天记录一次 裸鼠的体重,记录荷瘤裸鼠生存时间,并用游标卡尺记录肿瘤的大小。计算 公式:体积=LW2/2(L为肿瘤长直径,W为肿瘤短直径),实验结束后,各组裸鼠处死后分别取出心、肝、脾、肺、肾等器官,福尔马林固定,石蜡包埋, 行HE染色。
S503中采用Micro-CT观察骨损伤情况,实验结束后,处死各组荷瘤裸鼠, 取其右后肢,福尔马林固定48h后,用水冲洗干净,行Micro-CT拍片,观 察骨损伤情况。
实施例一
DTX@cRGD-PAMMA-PEG-ALN经冻干后得白色疏松状固体,采用1H NMR对聚 合物材料进行测定,结果如图3所示,从图中可以看出PEG的特征峰为3.64ppm [-(CH2O)n-],ALN的特征峰为2.97ppm[-NH-CH2-CH2-CH2-C(OH)P2-]。CA形 成的酸敏键在1.8ppm[-COCH=C(COOH)-]处有一个特征峰。PAMAM在2.2 ppm[-HNCH2CH2CO-]、2.7ppm[-CONHCH2CH2NH-]、3.2ppm[-CONHCH2CH2NH2]和 3.3ppm[-NHCH2CH2NHCO-]处有几个峰。cRGDyk在8.0ppm[-C6H5OH]处 有一个峰,利用IR对聚合物材料进行测定,结果如图4所示,其中1737cm-1处的特征峰是酯键C=O的伸缩振动,1618cm-1处的特征峰来自于酰胺键C=O 的伸缩振动,而1655cm-1的吸收峰则是ALN的氢键H-O-H所产生的,451和540的吸收峰是O-P-O的伸缩振动,1326的吸收峰是P=O的振动收缩,以上 结果证实合成聚合物为目标聚合物。
实施例二
DTX@cRGD-PAMMA-PEG-ALN粒径约为150nm左右,图5中从PDI值可以观 察到递送系统粒径分布均匀、Zeta电位适中,可以有效避免该载药纳米系统 之间发生聚集,保证该载药纳米系统的稳定性,cRGD-PAMMA-PEG-ALN具有较 高载药量和包封率,通过TEM进一步观察DTX@cRGD-PAMMA-PEG-ALN的形态, 从图5B中可以看出,载药载体呈球形且分散性良好。TEM测得载药纳米系统 的粒径均小于DLS测得的粒径,是因为DLS测得为纳米粒水合流体粒径。
实施例三
该载体的HA吸附性结果如图6所示,经过ALN修饰的纳米递送系统与HA 和骨组织共孵育后,该纳米递送平台与HA发生了吸附,且随着孵育时间的增 加,吸附率逐渐增加,表现出明显的时间依赖性,从图7中可以看出该载体 对A549细胞、RAW264.7细胞毒性具有明显的浓度依赖性,随着DTX浓度的增 大细胞存活率逐渐降低,相比于单纯的DTX,DTX@cRGD-PAMMA-PEG-ALN对A549 细胞的毒性更强,而该载药纳米递送系统对RAW264.7细胞的毒性较弱,明显 低于游离的DTX,在浓度为2mg/ml时的细胞存活率依然为80%以上,证明该 纳米递送平台对正常组织细胞不具有明显的细胞毒性。
实施例四
用活体成像仪观察RGD-PAMMA-PEG-ALN在各个脏器的分布与蓄积情况, 结果如图8所示,RPP-Cy7.5和RPPA-Cy7.5都在肝脏、肾脏和肿瘤部位富 集,其中RPPA-Cy7.5在尾静脉注射8小时后在肺内蓄积,静脉注射24小时 后肺荧光减弱消失,脑、心、脾、肺基本无荧光,尾静脉注射后8h肝脏荧光 高于尾静脉注射后24h,说明纳米给药系统无法避免肝脏首过效应,尾静脉注 射24小时后,肿瘤部位仍有大量荧光,证明纳米颗粒可以在肿瘤部位特异性 富集。
实施例五
图9a显示了各治疗组治疗后裸鼠癌组织的生长情况,从图中可以看出, 生理盐水治疗组癌组织体积较大,各治疗组癌组织体积减小。图9b显示了各 治疗组癌组织体积的变化,其中,DTX@RPP治疗组和DTX@RPPA治疗组癌组织 体积增长速度明显放缓,从图9中可以看出,对照组治疗后癌组织体积达到 1503.14mm3,DTX、DTX@RPP和DTX@RPPA均对骨转移性肺癌的生长有一定的抑 制作用,DTX对骨转移癌生长的抑制作用较弱,DTX@RPP和DTX@RPPA显着增 强了对骨转移肺癌生长的抑制作用,从肿瘤组织的H&E切片可以看出异常细 胞和异常细胞核的减少。
实施例六
图10bc为肺癌骨转移裸鼠CT和X-ray测量右后肢骨密度图,从图中可 以看出,与生理盐水组相比,DTX治疗组、DTX@RPP治疗组和DTX@RPPA治疗 组的骨密度均有所增加,与DTX治疗组相比,DTX@RPP治疗组和DTX@RPPA治 疗组的骨密度值均显着升高。DTX@RPPA治疗组的骨密度值优于DTX@RPP治疗 组,以上结果表明,DTX@RPPA可以显着降低骨转移肺癌对骨的损伤;图11为 裸鼠肺癌骨转移骨组织TRAP染色图像,结果表明,游离DTX、DTX@RPP和DTX@RPPA处理后,TRAP染色细胞数量明显减少,骨小梁骨折明显减少。提示 药物治疗可以减少骨组织中破骨细胞的数量,保护骨组织,减少癌细胞的侵 袭,此外,与DTX和DTX@RPP治疗组相比,DTX@RPPA治疗组骨组织中的破骨 细胞数量最少,提示DTX@RPPA可以抑制破骨细胞的活性,减少骨吸收,增加 肺癌骨转移的骨密度。
ALN对骨组织定位特异性强,能够选择性的浓集于骨骼中,尤其是在骨损 害部位的浓集性更强,结果显示,与DTX@RGD-PAMAM-PEG相比,经过ALN修 饰后的DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN,可以更有效的在骨转移瘤部位蓄积,结果显 示,荷瘤裸鼠给予DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN后,在各脏器的HE染色切片中均 未发现明显组织损伤,说明DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN可以避免或降低DTX的 毒性作用,相较于DTX,DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN可以在肿瘤组织有效富集, 且可以深入肿瘤内部发挥抗肿瘤作用。
cRGDyk对肿瘤细胞过表达的αvβ3整合素受体的特异吸附性,增加了该 纳米递送平台在到达骨肿瘤部位后被肿瘤细胞摄取的效率,受酸性肿瘤微环 境影响断裂的PEG-ALN基团,导致PAMAM表面的电荷屏蔽层失效,暴露出大 量的正电荷,从而极大的增强了药物载体的入胞效率。
通过观察裸鼠肿瘤体积、体重等指标评价DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN对裸 鼠骨转移瘤的治疗效果,相比于DTX,DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN可以更好地抑 制肿瘤生长,这应当归功于DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN具有良好的骨靶向性, 提高了DTX在靶部位的蓄积,同时cRGDyk的存在提高了该纳米递送平台对肿 瘤细胞的靶向性,裸鼠体重变化结果可以看出,DTX给药后裸鼠体重出现了异 常下降,而DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN给药后裸鼠未出现明显的体重异常,说 明DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN能有效地降低DTX的全身毒性,采用Micro-CT观察DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN对转移瘤处的骨的影响,结果显示,相比于DTX, DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN可以明显降低肿瘤细胞对骨的破坏以及侵袭,裸鼠骨 转移瘤模型证实,DTX@RGD-PAMAM-PEG-ALN具有明显的骨肿瘤靶向作用,它们 显著增加了DTX在骨转移瘤处蓄积,从而提高了DTX的抗肿瘤作用,有效减 轻肿瘤对骨的破坏作用。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节, 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实 现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且 是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨 在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法,包括以下步骤:
S1:骨靶向亲水材料PEG-ALN的合成;
S101:以聚乙二醇(NH2-PEG(2000)-COOH)、顺式乌头酸酐和阿仑膦酸钠(ALN)为原料制备一系列不同量顺式乌头酸酐修饰的骨靶向亲水材料PEG-ALN;
S102:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和纯化,采用波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;
S2:肺癌细胞靶向材料cRGD-PAMAM的合成;
S201:以G5代PAMAM、琥珀酸酐和cRGD为原料制备高效入胞靶向材料cRGD-PAMAM;
S202:采用透析以及冷冻干燥的方法对反应产物进行分离和固化,采用波谱学手段对反应产物的结构进行鉴定;
S3:纳米粒DTX@RPPA的制备及其性能评价;
S301:称取一定量的DTX及cRGD-PAMAM溶于甲醇或者水,搅拌反应12h,旋转蒸发除去甲醇,2000rpm离心5min,取上清获得DTX@cRGD-PAMAM,随后将不同浓度PEG-ALN溶液逐滴加入到DTX@RP溶液,涡旋1min,静置30min,即得纳米粒DTX@cRGD-PAMAM-PEG-ALN,简写为DTX@RPPA;
S302:建立HPLC方法测定DTX的工作曲线,精密称取一定量的冻干纳米粒,溶于一定量DMSO中,用适量乙腈稀释,充分振荡后取20μL,注入HPLC系统进行分析,根据工作曲线计算乙腈溶液中DTX浓度,最后根据称量重量可计算出DTX载药量;
S303:取分散于双蒸水中的各组纳米粒溶液2mL,用zeta电位及纳米粒度分析仪测定纳米粒的粒径分布、Zeta电位以及多分散系数,取分散于双蒸水中的各组纳米粒溶液适量滴至覆盖有支持膜的筛网上,自然干燥后,磷钨酸染色,透射电镜下观察;
S304:称取一定量的纳米粒DTX@RPPA,充分溶于蒸馏水中,HPLC法测定初始DTX含量,然后加入100mg的HA搅拌孵育,分别在30min、1h、2h和4h于3000rmp离心10min,吸取上清液20μL注入HPLC系统检测DTX含量,以DTX、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药纳米粒DTX@P作为对照;
S305:将纳米粒DTX@RPPA分散于5mL pH为5.0、6.5和7.4的磷酸盐缓冲液中,然后将含有纳米粒的缓冲液转移至透析袋中,置于50mL相同pH值的磷酸盐缓冲液中避光透析,分别于1、2、3、4、5、12、24、48、96、120h取出0.1mL透析袋外的溶液,同时补充0.1mL新的缓冲液,取出的溶液样品用HPLC法测定DTX的含量,绘制体外累计释放曲线,以DTX、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP、单纯PAMAM载药纳米粒DTX@P作为对照。
2.可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,该应用方法包括以下步骤:
S4:纳米粒DTX@RPPA的体外抗肿瘤活性研究;
S401:MTT法观察纳米粒DTX@RPPA在不同pH值条件下对A549的细胞毒性;
S402:香豆素-6标记纳米粒,采用流式细胞仪观察在不同pH值条件下A549细胞对纳米粒DTX@RPPA的摄取;
S5:纳米粒DTX@RPPA的体内抗肿瘤活性研究;
S501:建立裸鼠肺癌骨转移瘤模型;
S502:检测纳米粒DTX@RPPA对肺癌骨转移瘤裸鼠的治疗效果;
S503:检测纳米粒DTX@RPPA治疗对骨质的影响。
3.根据权利要求1所述的可高效入胞的智能骨靶向递送药物的制备方法,其特征在于:所述S301中还需要相同方法制备无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@cRGD-PAMAM,简写为DTX@RP;制备单纯PAMAM载药纳米粒DTX@PAMAM,简写为DTX@P,分别作为对照药物进行研究。
4.根据权利要求2所述的可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,其特征在于:所述S401中取对数生长期的细胞,用0.25%的胰蛋白酶消化,接种于96孔板,其细胞浓度1×104/mL,接种体积200μL。
5.根据权利要求2所述的可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,其特征在于:所述S402中取对数生长期的细胞,用0.25%的胰蛋白酶消化,接种于载有盖玻片的6孔板中,其细胞浓度为1×106/mL,体积为2mL。
6.根据权利要求2所述的可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,其特征在于:所述S501中取对数生长期的A549细胞,经洗涤、消化、离心后得到浓缩细胞,然后加入无血清DMEM培养液稀释细胞使其浓度达到1×107/mL待用。
7.根据权利要求2所述的可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,其特征在于:所述S502选取20天的荷瘤裸鼠,每组4只,随机分为6组,分别为空白组、DTX组、无PEG-ALN修饰的纳米粒DTX@RP组、单纯PAMAM载药的纳米粒DTX@P和纳米粒DTX@RPPA组。
8.根据权利要求2所述的可高效入胞的智能骨靶向递送药物的应用,其特征在于:所述S503采用Micro-CT观察骨损伤情况。
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