一种靶向细胞穿膜肽光敏剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种靶向细胞穿膜肽光敏剂及其制备方法和应用，本发明专利技术涉及的靶向细胞穿膜肽光敏剂具有更高的靶向性，可以利用针对于鳞癌肿瘤细胞胞膜的靶向细胞穿膜肽和鳞癌肿瘤细胞胞膜上的转运蛋白相互作用，从而使光敏剂分子更好地进入和富集于鳞癌肿瘤细胞当中。本发明专利技术涉及的靶向细胞穿膜肽光敏剂可以激活鳞癌细胞内的PERK‑eIF信号通路诱导肿瘤细胞产生自噬，并且可以通过诱导自噬效应来促进鳞癌肿瘤细胞的死亡。本发明专利技术提升了肿瘤细胞对光敏剂的摩尔吸光率，更加充分地将光转换为细胞毒性物质，且本发明专利技术涉及的靶向细胞穿膜肽光敏剂更加符合肿瘤细胞的生物学特性，对鳞癌细胞靶向性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向细胞穿膜肽光敏剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种靶向细胞穿膜肽光敏剂及其制备方法和应用。
技术介绍
细胞穿膜肽是一类能携带不同生物活性物质透过细胞膜进入细胞内甚至细胞核当中而不损坏膜结构的一种短肽分子，其长度一般不超过30个氨基酸。细胞穿膜肽可以携带包括蛋白质、氨基酸、多肽、核酸和寡聚核苷酸等在内的多种物质进入细胞内，并且其穿膜能力不依赖经典的胞吞作用。目前，经过对天然细胞穿膜肽的化学结构和生物性质的研究，已经逐渐掌握了细胞穿膜肽的一些共有特性，比如：细胞穿膜肽富含精氨酸、赖氨酸等碱性氨基酸残基和其二级结构皆具有α-螺旋的空间构象。目前利用这些特性，已人工合成了穿透力更强、效率更高的人工穿膜肽，并且成功地携带药物大分子进入细胞发挥生物学活性。但是，目前还有对于将细胞穿膜肽同光敏剂分子相连接，来提高用于医学治疗的光敏剂的靶向性和治疗效果的报道。光动力疗法(PhotodynamicTherapy，PDT)是近20年发展起来的一种可以应用于一种杀灭恶性肿瘤细胞的无创治疗方法。光敏剂是光动力治疗中的核心组成部分，光敏剂具有光化学活性，在一般状况下光敏剂本身安全无毒的，在特定的波长范围内，光敏剂分子吸收光子能量进行化学结构的转变或者产生化学效应，能够对肿瘤进行有效的抑制甚至杀灭。在光动力杀灭肿瘤细胞的过程中，可以通过对光照部位的严密控制，从而实现定向地消灭原发和复发肿瘤，很少损伤正常组织，毒副作用小。但是，到目前为止，开发的光敏剂尚存在不足之处，例如摩尔吸光率较低，不能充分地将光转换为细胞毒性物质；光敏剂不能有效地富集在特定的肿瘤细胞当中；光敏剂对于不同类型的肿瘤细胞的靶向性较差等。如中国专利技术，申请号：201210169784.1；授权公告号：CN103193782B采用的光敏剂叶绿酸钠盐及其衍生物，均没有结合肿瘤的生物学特性进行修饰和改造，使其在肿瘤治疗的靶向性和有效性上存在提升的空间；再如论文(方倩.苯并吩恶嗪类(O、S、Se)水溶性光敏剂的合成与光学性能研究[D].中南大学，2012.)中研究的含硒原子苯并吩恶嗪类光敏剂虽然具有高效的光动力效应，但也只是由工业染料直接改造获得的高效光敏剂，没有能够针对不同的疾病和用途更好地适应生物学特点。细胞凋亡是细胞是细胞死亡的主要机制之一，能被许多不同的信号诱导产生。很早以前就有人提出，肿瘤不仅是细胞增生异常引起的疾病，同时也是细胞死亡过低(应当死亡而未死亡)引起的。因此设法在肿瘤中诱导细胞凋亡成为一种新的治疗肿瘤的靶点。内质网是具有重要功能的细胞器，是真核细胞蛋白质合成，钙离子贮存以及脂肪质生成的主要场所。内质网的功能状态对蛋白质折叠、成熟及运转至关重要。细胞状态的改变可以干扰内质网的正常功能，使内质网功能紊乱，蛋白质出现错误折叠并与未折叠蛋白在腔内聚集，以及钙平衡紊乱都将引起内质网应激。PERK-eIF2α信号通路是内质网应激中的3条重要信号之一，活化PERK-eIF2α信号通路，能提高Bip(GRP78)和CHOP(GADD153)蛋白的表达，使细胞产生内质网应激，增加促凋亡和氧化蛋白的产物，诱导细胞凋亡。利用PDT通过凋亡途径来治疗肿瘤有着许多优点，在有些癌症中,可以通过促进肿瘤细胞的凋亡达到治疗肿瘤的作用，在有些癌症中,可以通过抑制细胞凋亡达到治疗肿瘤的目，细胞凋亡也可以增强以细胞信号转导为靶点的抗肿瘤药物作用等。因此利用光敏剂如何控制光动力治疗过程中的凋亡，提高光动力的疗效是一个值得研究的课题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，提高光敏剂药物的靶向性，升高肿瘤细胞对光敏剂的摩尔吸光率，更加充分地将光转换为细胞毒性物质。本专利技术的技术方案是，提供一种靶向细胞穿膜肽光敏剂，所述穿膜肽光敏剂的结构式为：其中R基团为：羧基、羟基、甲基、乙基、乙酰基、苯基中的任意一种。本专利技术进一步提供上述穿膜肽光敏剂的制备方法，包括以下步骤：分别将含硒苯并吩恶嗪类化合物和穿膜肽溶解，按硒苯并吩恶嗪类化合物和穿膜肽的摩尔比为1:5-8进行反应，得到穿膜肽光敏剂，反应式如下：优选地，将含硒苯并吩恶嗪类化合物在45℃-52℃的条件下溶解于丙酮或乙醇溶液中。优选地，将穿膜肽在pH为6.8-7.2的条件下溶解于DMSO溶液中。优选地，反应4-6小时后，使用截留分子量为8000-12000的透析袋去除未反应的小分子和杂质。本专利技术还提供上述穿膜肽光敏剂在制备治疗皮肤疾病的药物中的应用。优选地，所述皮肤疾病为基底细胞癌、鳞状细胞癌、恶性黑素瘤、湿疹样癌和帕哲病。靶向细胞穿膜肽光敏剂的激发光源可以为：超音波照射发生器、光发射电子管、激光电子管、燃料激光、卤族金属灯、闪光灯、机械滤过的荧光光源、日光或机械滤过的日光、或白热线光源中的一种或多种。光激发包括光敏剂的组合物时，对光强度没有限制，光强度减弱时适当的延长照射时间或增加照射次数；光强度强时，适当的减少照射时间或减少照射次数来调整光敏剂的光活化。光激发包括光敏剂的组合物时，最好适当的把控光强度，强度太弱或太强都会影响到光活化程度，光太强会引起正常皮肤组织的损伤等不良效果，光太弱无法渗透靶组织，对光敏剂不能起到光活化的作用。因此，激发光源的光波长范围是580～650nm，光强度的最佳范围是0.5～10J/cm2。除照射强度外，对照射时间也没有限制。要想达到效果好且对正常皮肤无损伤的条件，除了有最佳的照射光强度外，照射同样也有最佳照射时间，最佳照射时间为5min～15min，光照射次数为1次。靶向细胞穿膜肽光敏剂中可以包含可接受的赋形剂或辅料。所述辅料或赋形剂包括但不限于甘露醇、亚硫酸氢钠、淀粉、糊精粉、无水乙醇、注射用水、糖粉、乳糖、羟丙甲纤维素、硬脂酸镁、蔗糖、聚维酮K30。靶向细胞穿膜肽光敏剂以液体、半固体、固体或者气雾剂形态使用。例如水溶性或者非溶性浑悬液、溶液、乳剂(包括膏霜)、软膏、凝胶、浆液、栓剂、片剂、胶囊或者细微喷雾剂等形态被使用。本专利技术的有益效果是：本专利技术涉及的靶向细胞穿膜肽光敏剂，提升了肿瘤细胞对光敏剂的摩尔吸光率，更加充分地将光转换为细胞毒性物质。同时具有更高的靶向性，本专利技术涉及的靶向细胞穿膜肽光敏剂更加切合肿瘤细胞的生物学特性，采用穿膜肽与癌细胞表面蛋白相互作用，使光敏剂分子更好地进入和富集于鳞癌肿瘤细胞当中，对鳞癌肿瘤细胞的靶向性更好。根据以A-431细胞进行的体外实验，本专利技术涉及的靶向细胞穿膜肽光敏剂可以通过激活鳞癌细胞内的PERK-eIF信号通路来诱导肿瘤细胞产生自噬，并且可以通过诱导自噬效应来促进鳞癌肿瘤细胞的死亡。附图说明图1表示靶向细胞穿膜肽光敏剂的化学结构式。图2表示靶向细胞穿膜肽光敏剂的氢谱。图3表示靶向细胞穿膜肽光敏剂的碳谱。图4表示A431鳞癌细胞流式细胞图。图5表示凋亡相关蛋白WesternBlot结果图。图6表示内质网应激相关蛋白WesternBlot结果图。图7表示凋亡和内质网应激相关蛋白免疫细胞荧光结果图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1穿膜肽光敏剂的制备方法：包括以下步骤：将含硒苯并吩恶嗪类化合物在45℃-52℃的条件下溶解于丙酮或乙醇溶液中；将穿膜肽在pH为6.8-7.2的条件下溶解于DMSO溶液中。按硒苯并吩恶嗪类化合物和穿膜肽的摩尔比为1:5-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种靶向细胞穿膜肽光敏剂，其特征在于，所述穿膜肽光敏剂的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种靶向细胞穿膜肽光敏剂，其特征在于，所述穿膜肽光敏剂的结构式为：其中R基团为：羧基、羟基、甲基、乙基、乙酰基、苯基中的任意一种。2.一种如权利要求1所述的穿膜肽光敏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：分别将含硒苯并吩恶嗪类化合物和穿膜肽溶解，按硒苯并吩恶嗪类化合物和穿膜肽的摩尔比为1:5-8进行反应，得到穿膜肽光敏剂，反应式如下：3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将含硒苯并吩恶嗪类化合物在45℃-52℃的条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄进华，康健，陈静，王臻，柳岸，宋相志，郭克华，鲁建云，谭丽娜，曾庆海，周细平，马思祺，吴梦媛，周海洋，吴凤宇，张博，
申请(专利权)人：中南大学湘雅三医院，
类型：发明
国别省市：湖南,43