PSMA配体修饰聚乙二醇—聚己内酯胶束给药系统的构建及靶向前列腺癌的研究

发布时间：2018-05-16 08:10

本文选题：聚乙二醇-聚已内酯 + PSMA配体　；参考：《吉林大学》2015年博士论文

【摘要】：当前国内外对胶束纳米制剂的研究越来越多，与传统制剂相比其优势很多，但由于其不能达到特定部位实现药物的传递，使其不能充分发挥真正的功效，因而存在一定的局限性。主动靶向胶束传递系统则可在亲水表面引入一个配体，通过特异性作用结合到受体上，从而提高肿瘤细胞内的药物浓度，充分发挥胶束的特点治疗癌症。本文首先合成一种PSMA的小分子配体（SMLP），并使用质谱分析（massspectrometry，Ms）、氢核磁共振（H-nuclear magnetic resonance，1H NMR）技术进行了结构确证和表征。SMLP配体能与前列腺特异性膜抗原通过高效的氢键作用结合，并以PSMA蛋白为受体靶向到前列腺癌细胞表面。在这个前提下，我们利用开环聚合反应合成了一系列的PCL-mPEG和PCL-PEG-COOH共聚物，并用傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy，FT-IR）、氢核磁共振、凝胶渗透色谱（gel permeation chromatography，GPC）等分析手段对共聚物进行了结构确证与表征。氢核磁共振分析表明PCL-b-PEG共聚物的嵌段比例具有可控性，凝胶渗透色谱分析结果表明聚合物分子量分布窄(PDI均小于1.2)。最后，用NHS酯活化聚合物PCL-PEG-COOH上的羧基，制备聚合物PCL-PEG-NHS，再将小分子SMLP以生物共轭的方式连接到聚合物PCL-PEG-NHS上，成功地合成了聚合物PCL-PEG-SMLP。并通过红外光谱、氢核磁共振对产物进行了结构确证。以一系列共聚物PCL-mPEG和PCL-PEG-SMLP为载体材料，以多烯紫杉醇（DTX）为模型药物，利用薄膜水化辅以超声分散法进行了制备载药胶束的研究。对水化时间、超声时间、聚合物疏水嵌段长度等处方因素进行了详细的考察与筛选。研究结果表明：薄膜分散法制备的载药胶束粒径在150nm左右，并且粒径分布较宽；载药量最高的一组胶束为PCL12k-mPEG5k（8.9±0.7%）和PCL12k-PEG5k-SMLP（9.1±0.5%）。随后，以DTX为模型药物，进行了透析法制备载药胶束的研究。随着疏水链段分子量的增加，载药量也逐渐的增加。最高载药量的一组胶束DTX-PCL12k-mPEG5k(DTX-PMs1)和DTX-PCL12k-PEG5k-SMLP（DTX-PMs2）载药量分别为8.2%和8.4%。通过动态光散射测出一系列胶束平均粒径均小于55nm并且粒径分布（PDI）均小于0.05，这与透射电镜图片得出的结果一致。透析法与薄膜水化-超声分散法制备出的胶束相比，在载药量上差异很小。但透析法制备的胶束平均粒径更小，粒径分布更窄，并且制备胶束工艺流程简单，而薄膜水化-超声分散法制备胶束工艺流程相对复杂且易受多种因素影响。因而本文选取透析法作为制备胶束的工艺方法。通过短期载药稳定性实验发现：与其它载药胶束相比，DTX-PMs1和DTX-PMs2为载药稳定性最好的一组。以芘荧光探针法对一系列聚乙二醇-聚已内酯共聚物的临界聚集浓度进行了测定与比较，结果表明这些聚合物均具有较强的自组装趋势（CAC在0.1-0.6mg/L），但PMs1和PMs2的CAC值最低，与其它胶束相比具有更高的热力学稳定性。通过载药量、短期稳定性评价以及CAC值的大小，最终确定DTX-PMs1和DTX-PMs2为一组最优化处方。在体外释放研究中，对不同pH值释放介质中的DTX-PMs1和DTX-PMs2释放度进行比较。在pH7.4的释放介质中，DTX-PMs1和DTX-PMs2在72h内释放约80%所载的药物，与Taxotere相比具有良好的缓释效果；而在pH5.5的释放介质中，DTX-PMs1和DTX-PMs2释放速率略有加快，这有助于载体在肿瘤细胞处更快地释放药物（酸性环境）。在体外的靶向性研究中，在聚合物浓度50-500μg/mL的范围内，空白胶束PMs1（非靶向胶束）和PMs2（靶向胶束）对LNCaP细胞无明显毒性，，说明了胶束具有良好的生物相容性并且SMLP对细胞毒的测定无干扰。体外细胞毒实验的研究结果表明：分别将DTX-PMs2与DTX-PMs1在LNCaP细胞中孵育48h和72h后，两者的IC50值存在显著性差异(48h:0.87±0.27vs13.48±1.03μg/mL;72h:0.02±0.008vs1.35±0.54μg/mL)，这说明DTX-PMs2在SMLP的牵引下，有效地到达了作用部位，实现了靶向治疗。为了进一步证明载药胶束DTX-PMs2的靶向性，进行了细胞摄取实验，研究结果表明：同样聚合物浓度的PMs2与PMs1装载着等量的香豆素-6，在LNCaP中孵育4h后，前者的荧光强度比后者高出5倍。这些研究的结果均表明基于PEG-PCL-SMLP的新型靶向纳米药物传递系统显示了治疗前列腺癌的巨大潜力。
[Abstract]:Compared with the traditional preparation , the invention has the advantages of more and more research on the micelle nano - preparations at home and abroad , and has a certain limitation due to the fact that the invention can not achieve the delivery of the drug at a specific site , so that the invention can not fully play the real efficacy , and therefore , the active targeting micelle delivery system can introduce a ligand on the hydrophilic surface , and bind to the receptor by specific action , thereby improving the drug concentration in the tumor cell and fully exerting the characteristics of the micelle to treat cancer .

A series of PCL - mPEG and PCL - PEG - COOH copolymers were synthesized by means of FT - IR , 1H NMR and gel permeation chromatography .

In this paper , a series of copolymer PCL - mPEG and PCL - PEG - SMLP were used as carrier materials . The preparation of drug - carrying micelle was carried out by means of membrane hydration and ultrasonic dispersion . The results showed that the particle size of carrier micelle prepared by membrane dispersion was about 150 nm , and the particle size distribution was wide .
A series of micelle DTX - PCL12k - mPEG5k ( DTX - PMs1 ) and DTX - PCL12k - PEG5k - SMLP ( DTX - PMs2 ) prepared by dialysis were studied .
However , in the release medium of pH 5.5 , the release rate of DTX - PMs1 and DTX - PMs2 is slightly increased , which contributes to the faster release of the drug ( acidic environment ) at tumor cells .

In vitro targeting study , there was no obvious toxicity of PMs1 ( non - targeted micelle ) and PMs2 ( targeted micelle ) in the range of polymer concentration of 50 - 500 渭g / mL . The results showed that the IC50 values were significantly different ( 48h : 0.87 卤 0.27 vs 13.48 卤 1.03 渭g / mL ; 72h : 0.02 卤 0.008 vs 13.48 卤 1.03渭g / mL ; 72h : 0.02 卤 0.008 vs1 . 35 卤 0.54 渭g / mL ) . The results of these studies showed that the novel targeting nano drug delivery system based on PEG - PCL - SMLP demonstrated the great potential for treating prostate cancer .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R943

【共引文献】