阿霉素多肽结合物长效递释系统的研究

发布时间：2020-05-17 02:03

【摘要】：靶向制剂可以极大地提高药物在肿瘤部位的分布,减轻药物的毒副作用,但是在病灶部位存留时间短,以及潜在的从肿瘤组织的渗漏,导致其依旧需要频繁给药,且存在引发脉管炎等风险,增加病人的痛苦。因此,如何提高靶向递释系统在肿瘤部位的驻留时间,减少给药次数成为靶向制剂的一个挑战。本课题依据前期研究基础,原创性设计阿霉素多肽结合物(Doxorubicin peptide conj ugates,DPCs),在对其自组装机制研究基础上,寻找定向调控策略,使其在体外中性环境中自组装构建形成50-100nm的纳米粒,静脉注射进入体内后,通过EPR效应浓集于肿瘤部位,在肿瘤微环境下,该纳米粒响应性地聚集组装,形成更大的微米级别的聚集体,避免渗漏,使药物驻留于肿瘤部位,形成的聚集体在肿瘤部位缓慢解组装释放出抗肿瘤药物阿霉素(doxorubicin,DOX),长久性地发挥杀伤肿瘤,减少给药次数。在课题组前期研究基础上,本研究首先设计具有逐级分步组装的自组装序列KIGLFRWR。并对其理化性质、自组装功能及安全性进行评价。其电荷在pH值为10.5时由正电荷翻转为负电荷,PI值约为10.5。利用芘荧光分光光度法测定其临界聚集浓度,结果显示,其临界聚集浓度为43.2 μM。对其组装形貌研究结果显示:多肽首先聚集形成50 nm左右的纳米粒,随着组装时间的延长,纳米粒进一步组装聚集形成微米级交联纤维状聚集体。对自组装多肽的体外溶血性研究结果显示,实验浓度下,多肽溶血率远低于5%,具有良好的安全性。接下来,本文以酸酐为连接键将模型药物阿霉素与多肽偶联,制备多肽药物结合物DPCs,系统表征其最佳吸收波长、临界聚集浓度等理化性质。对其随时间变化,形貌变化的过程进行系统研究,考察自组装体系中的组装作用力与组装形貌的关系,并利用各种阻断剂以及全波长扫描图谱进行研究,结果显示氢键、π-π作用是组装的主要驱动力,DPCs分子间的静电斥力过强时能够抑制DPCs分子的进一步自组装,因为溶液的pH会影响DPCs分子的质子化程度,从而影响分子间的静电斥力大小,因此DPCs分子的组装只能在适宜的pH体系下,实验结果显示在pH 5-8范围内,DPCs分子具有良好的组装能力。本论文第四章,在对DPCs自组装形貌和作用力的研究基础上,成功设计了一种酸响应性功能性材料(Functional polylysine grafts,FPG),FPG作为酸响应性的壳分子,能够通过静电作用力阻断阿霉素多肽结合物纳米粒(Doxorubicin peptide conj ugate Nano particles,DPC-NPs)间的组装作用力实现调控其自组装形貌的目的。我们首先设计了FPG的合成路线,通过MALDI-TOF确证其分子量,并对其溶血安全性、酸响应性等功能进行初步评价,接下来研究利用FPG调控DPC-NPs自组作用力与形貌的关系,成功构建出能够在体外自组装形成稳定胶束结构的功能性阿霉素多肽结合物纳米粒(Functional doxorubicin peptide conj ugate nano particles,FDPC-NPs),粒径大小50-100 nm,在体外,FDPC-NPs具有良好的安全性、稳定性,在模拟肿瘤弱酸性条件下FPG能够响应性地发生电荷翻转,在静电力作用下构成FDPC-NPs的FPG壳分子与DPC-NPs核结构发生分离,分离后的DPC-NPs进一步自组装聚集形成更大的纤维状聚集体DPC-NFs。通过体外释放实验证明,所构建的FDPC-NPs具有良好的酸响应性缓释功能。此外,体外细胞药效实验表明,FDPC-NPs具有与原药相当的抗肿瘤活性,为体内发挥抗肿瘤药效提供研究基础。最后,我们以DOX溶液为参比制剂,考察FDPC-NPs在肿瘤、肝脏、心脏、肾脏、脾脏、肺及脑中的分布情况,从而评价FDPC-NPs的肿瘤靶向性和长效驻留释药的功能。结果表明,尾静脉注射FDPC-NPs后能够显著增强DOX在肿瘤组织中的富集,计算FDPC-NPs组的相对摄取率比DOX组增加30倍,显著提高药物对肿瘤组织的靶向性。此外,在心、肾中的分布也较DOX组有所降低,有利于降低DOX的心肾毒性。综上,本课题原创性地设计自组装多肽KIGLFRWR,通过化学载药的方式构建出具有组装功能的DPCs分子,研究DPCs组装作用力与形貌的关系,设计出具有肿瘤微环境酸响应性的功能性材料FPG,通过分子间静电力实现对DPC-NPs间π-π堆积作用的阻断,构建出能够在体外稳定的FDPC-NPs,在肿瘤弱酸性条件下能够发挥长滞留和响应性释药的作用。在H22-肝癌小鼠模型上不仅能够提高药物的肿瘤靶向性,还能够延长DOX在肿瘤组织的持续时间。为通过设计自组装多肽药物结合物分子并调控其组装形貌构建长效抗肿瘤递释系统治疗肝癌提供有益的借鉴。
【图文】：

图１－１不同种类氨基酸及其相互作用力类型用于设计多肽组装构建纳米递ｇ．邋１－１邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｌａｓｓｅｓ邋ｏｆ邋ａｍｉｎｏ邋ａｃｉｄｓ邋ａｎｄ邋ｔｈｅｉｒ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ邋ｆｏｒ邋ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ邋ｓｅｌｆ－ｐｅｐｔｉｄｅｓ邋ｔｏ邋ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ邋ｄｍｇ邋ｄｅｌｉｖｅｒｙ邋ｓｙｓｔｅｍｓ．逡逑

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【学位授予单位】：南京中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R943

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本文编号：2667738