pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體及其制備方法技術

本發明專利技術公開一種pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，通式為T?PEGn?SS?PAMAM?(His)m，其中，T為腫瘤靶向配體，PAMAM為陽離子聚酰胺?胺樹狀大分子，PEG為聚乙二醇,?SS?為橋鍵二硫鍵，His為組氨酸，n為20?1000，m為1?4096。本發明專利技術還提供了一種pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體的制備方法。His的修飾可以增加載體的酸敏感性，增強PAMAM的質子海綿效應，使藥物快速從酸性的溶酶體中逃逸出來。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于生物醫藥
，更具體涉及一種pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體及其制備方法。
技術介紹
惡性腫瘤已經成為嚴重威脅人類健康的多發病和常見病，中國每年有220萬人因癌癥而死亡。國際癌癥研究機構預計，至2030年中國每年癌癥患者將達到500萬人，占到全球新增的20％以上。因此，對癌癥的預防和治療具有十分重要的意義。目前，對癌癥的治療有多種手段，包括手術治療、化學療法、放射療法、免疫療法、基因療法、中醫中藥療法等。其中化療是治療腫瘤的主要手段之一，但是由于化療藥物缺乏選擇性，在殺滅癌細胞的同時也會不可避免地損傷人體的正常組織細胞，產生較強的毒副作用。因此，提高抗腫瘤藥物的靶向性，增大藥物在腫瘤部位的富集，降低藥物本身帶來的毒副作用，對腫瘤的治療有重要的現實意義和臨床價值。聚酰胺-胺樹枝狀大分子(Polyamidoaminedendrimer，PAMAM)是目前研究最廣泛、最成熟的樹狀大分子之一，因其具有獨一無二的結構特性而受到廣泛的關注。PAMAM具有自己獨特的結構特征：首先，其內部具有疏水性的空腔，可以包裹疏水性的藥物分子，如阿霉素、紫杉醇等；其次，其末端有許多反應活性較強的氨基，通過修飾不僅可以連接多肽或抗體等生物活性物質，而且還可以通過酸敏感或還原敏感的化學鍵連接藥物分子；此外，PAMAM還具有穩定、無免疫原性和良好的生物相容性等優點。但是由于高代數的PAMAM會引起一定的細胞毒性和溶血毒性，所以通常在PAMAM表面對其進行PEG化的修飾，一方面可以減少其毒副作用，另一方面可進一步提高該載藥系統的親水性，從而延長藥物在血液中的循環時間，有助于藥物被動靶向于腫瘤組織，從而提高藥物治療效果。但是，經PEG修飾后的載體可能會在一定程度上降低藥物的釋放，且對PAMAM本身的酸敏感性及質子海綿效應造成一定的影響，這將降低藥物的抗腫瘤效果。因此，根據腫瘤胞內微環境的特點設計構建了一種pH氧化還原雙敏感的靶向納米給藥載體是十分必要的。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可根據腫瘤胞內微環境的特點，集主動靶向、長循環、pH氧化還原敏感、溶酶體逃逸等功能為一體的PAMAM靶向納米給藥載體及其制備方法。根據本專利技術的一個方面，提供了一種高效pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，通式為T-PEGn-SS-PAMAM-(His)m，其中，T為腫瘤靶向配體，PAMAM為陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子，PEG為聚乙二醇,-SS-為橋鍵二硫鍵，His為組氨酸，n為20-1000，m為1-4096。在一些實施方式中，所述陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子為以乙二胺為核的第1-10代聚酰胺-胺樹狀大分子。根據本專利技術的另一個方面，攜載藥物的高效pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，通式為T-PEGn-SS-PAMAM-(His)m/X，其中，T為腫瘤靶向配體，X為抗腫瘤藥物，PAMAM為陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子，PEG為聚乙二醇,-SS-為橋鍵二硫鍵，His為組氨酸，n為20-1000，m為1-4096。在一些實施方式中，所述腫瘤靶向配體為轉鐵蛋白或葉酸或多肽。。在一些實施方式中，所述抗腫瘤藥物為阿霉素。在一些實施方式中，所述陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子為以乙二胺為核的第1-10代聚酰胺-胺樹狀大分子。在一些實施方式中，陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子為以乙二胺為核的第4代聚酰胺-胺樹狀大分子。高效pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體的制備方法，包括如下步驟：(1)以二甲基甲酰胺為溶劑，以1-羥基苯并三氮唑(HOBt)、苯并三氮唑-N,N,N,N-四甲基脲六氟磷酸酯(HBTU)和N，N-二異丙基乙胺(DIPEA)為催化劑，使PAMAM與N-芴甲氧羰基-N'-三苯甲基-組氨酸(Fmoc-His(trt)-OH)進行反應制得PAMAM-His，反應如下：(2)以甲醇為溶劑，使PAMAM-His、3-(2-吡啶二巰基)丙酸N-羥基琥珀酰亞胺酯(SPDP)和一端巰基化的PEG(HS-PEG-OCH3)反應制得PEG-SS-PAMAM-His，反應如下：其中，n為20-1000，(3)將PEG-SS-PAMAM-His羧基化后與腫瘤靶向配體反應，超濾純化，冷凍干燥得T-PEGm-SS-PAMAM-(His)n，反應如下：其中，n為20-1000，m為1-4096。其有益效果為：①由于腫瘤細胞繁殖比正常的組織細胞要快很多，腫瘤血管產生大量的乳酸，導致腫瘤部位的pH值(6.5)比正常組織的pH值(7.4)低。此外，腫瘤細胞內各個細胞器之間的pH值也有差異，比如內涵體的pH值在5.0～6.5之間，而溶酶體的pH值在4.5～5.0之間。通過His的修飾，提高載體的pH敏感性，發揮質子海綿效應。谷胱甘肽(GSH)是細胞中含量最高的巰基化合物，同時也是生物化學反應中的一種重要還原劑，它可以對二硫鍵進行剪切，使二硫鍵發生斷裂。細胞內的胞漿中含有大量高濃度的GSH，通常為2～10mM，而在血液中僅存在少量低濃度的GSH(2～10μM)。此外，腫瘤組織中的GSH濃度是正常細胞和組織的4倍。本專利技術利用這種GSH濃度的巨大差異，提出的氧化還原敏感的載藥系統用于腫瘤部位的靶向藥物釋放。②本專利技術的載體不僅能顯著降低高代數PAMAM所引起的細胞毒性和溶血毒性，同時還能減少網狀內皮系統的攝取，延長血液中的滯留時間，從而有效的將藥物輸送至腫瘤組織。表面His的修飾可以增加載體的酸敏感性，增強PAMAM的質子海綿效應，使藥物快速從酸性的溶酶體中逃逸出來。載體在腫瘤細胞內低pH和高還原環境條件下，PAMAM內核打開，同時載體中的二硫鍵發生斷裂，PEG脫落，使藥物能夠快速有效的釋放，從而達到提高抗腫瘤藥物的治療效果和降低毒副作用的目的。③通過二硫鍵將PEG連接在PAMAM的表面，一方面可以顯著降低PAMAM的溶血毒性，延長聚合物在血液中的循環時間；另一方面在復合物進入腫瘤細胞內后，在高還原性的胞漿環境是二硫鍵斷裂,促進其包載的藥物迅速釋放，從而實現還原和pH雙重敏感釋藥的目的。二硫鍵與His的連接有助于藥物的釋放，腫瘤靶向配體的連接增強了其主動靶向性，從而發揮出明顯的抗腫瘤作用。④為了提高聚合物的靶向效率，增加腫瘤細胞對聚合物的攝取量，以含鐵蛋白質(Tf)為腫瘤靶向配體為例進行說明：本專利技術對聚合物載藥系統的表面進行了Tf修飾，TfR是與細胞增殖有關的一種跨膜糖蛋白，普遍存在于各類細胞中，由于癌細胞增殖較快，對鐵的需求量增大，導致癌細胞表面的TfR遠遠多于正常細胞，腫瘤細胞表面的TfR是正常細胞的2～7倍，腫瘤細胞表面TfR與Tf親和力是正常細胞的10倍～100倍。通過Tf與腫瘤細胞表面的TfR特異性的識別來促進細胞攝取，發揮其主動靶向作用，增加抗腫瘤效果。附圖說明圖1為PAMAM(A)、PAMAM-His(B)和PEG-SS-PAMAM-His(C)的1H-NMR圖；圖2為Tf-PEG-SS-PAMAM-His/DOX、PSSPH/DOX和PPH/DOX的體外釋放圖；圖3為Tf-PEG-SS-PAMAM-His/DOX、PSSPH/DOX、PPH/DOX和DOX的體外抗MCF-7細胞實驗的效果圖；圖4為Tf-PEG-SS-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，其特征在于，通式為T?PEGn?SS?PAMAM?(His)m，其中，T為腫瘤靶向配體，PAMAM為陽離子聚酰胺?胺樹狀大分子，PEG為聚乙二醇,?SS?為橋鍵二硫鍵，His為組氨酸，n為20?1000，m為1?4096。

【技術特征摘要】
1.pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，其特征在于，通式為T-PEGn-SS-PAMAM-(His)m，其中，T為腫瘤靶向配體，PAMAM為陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子，PEG為聚乙二醇,-SS-為橋鍵二硫鍵，His為組氨酸，n為20-1000，m為1-4096。2.根據權利要求1所述的高效pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，其特征在于，所述陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子為以乙二胺為核的第1-10代聚酰胺-胺樹狀大分子。3.攜載藥物的如權利要求1所述的pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，其特征在于，通式為T-PEGn-SS-PAMAM-(His)m/X，其中，T為腫瘤靶向配體，X為抗腫瘤藥物，PAMAM為陽離子聚酰胺-胺樹狀大分子，PEG為聚乙二醇,-SS-為橋鍵二硫鍵，His為組氨酸，n為20-1000，m為1-4096。4.根據權利要求3所述的攜載藥物的pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，其特征在于，所述腫瘤靶向配體為轉鐵蛋白或葉酸或多肽。5.根據權利要求3所述的pH氧化還原雙敏感的PAMAM靶向納米給藥載體，其特征在于，所述抗腫瘤藥物為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程麗芳，陳大為，宿露，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32