一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法技术方案

本发明专利技术属生物医药技术和纳米医学技术领域，涉及一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法。本发明专利技术以干细胞为细胞载体，通过细胞内吞内载纳米前药，制备的抗肿瘤靶向系统，其通式为：Stem cells—(RGD-PPCD)n。其中纳米前药具有靶向、缓释与酸敏释放特性，干细胞载体可以远程靶向肿瘤原发灶及转移灶。经体外实验结果表明，载药后的干细胞可保持其分裂增殖能力和肿瘤迁移特性，所构建的体系稳定，能保证药物以纳米前药的形式存在于细胞中达数天，且可对药物进行缓慢释放；体内实验结果表明，与原药和纳米前药相比，所构建的干细胞靶向系统可显著延长荷瘤动物的生存期，能保持荷瘤动物正常的神经行为学特征，发挥其高效、安全和持久的抗肿瘤疗效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属生物医学和纳米医学
，涉及一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法。
技术介绍
据统计报道，目前，恶性肿瘤依然是威胁人类健康的严重疾病，其死亡率(37.0％)仅次于心脏病，居死因的第二位。其主要原因是由于肿瘤在发病早期向周围正常组织浸润性生长而形成卫星病灶，手术切除后容易复发和恶性程度增高，且对放、化疗有一定抵抗性，机体有功能的正常增殖细胞群受到严重伤害，等，因此恶性肿瘤患者的生存期未获得有效延长。纳米技术的出现为药物向肿瘤的有效输送提供了机遇，但是其仍存在如体内循环系统不稳定；难以穿越生理屏障，从而无法有效蓄积达到治疗浓度；难以穿透肿瘤实质等问题。朱赛杰等(专利号：CN101879313B)以高载药量的聚乙二醇化聚酰胺—胺树枝状大分子(PEG-PAMAM)为纳米载体，通过酸敏键(Cis-acotonicanhydride，CA)将阿霉素(Doxorubicin，DOX)与载体共价连接，合成了具有被动靶向和肿瘤部位定位释药功能的PEG-PAMAM-cis-aconityl-DOX(PPCD)大分子纳米前药；进一步以RGD环肽为靶向头基修饰PPCD，可获得具有主动靶向功能的RGD-PPCD。两种纳米前药在循环系统和正常组织中几乎不释药，在肿瘤和细胞内弱酸性环境下缓慢释放出阿霉素，显著降低了阿霉素的毒性，延长了动物的生存期；尽管如此，纳米前药对靶向和深入肿瘤组织的程度难有突破性提高，无法达到理想的肿瘤靶向效力。目前以间充质干细胞和神经干细胞为靶向载体的研究主要集中在肿瘤的基因治疗方面。间充质干细胞(MSCs)具有较好的迁移能力和抗肿瘤作用，可用作细胞载体。有实验表明MSCs进入人体内后，会优先聚集到肿瘤基质或伤口内：经静脉或瘤内注射后，采用病毒载体转染基因的MSCs分布于肿瘤组织内及边界，未发现在正常器官的分布；瘤内MSCs表达的抗癌因子(INF、IL、TRAIL、CX3CL1和CCL5)显著提高了实验动物的生存时间，抑制了肿瘤生长。除此之外，MSCs无伦理学限制，易于分离和体外培养，具有低免疫源性和内因性突变率，无神经毒性或致瘤性。目前，以MSCs为载体的肿瘤治疗方案已应用于乳腺癌及其肺转移模型、卵巢癌及其转移模型、肝癌及其转移模型、脑胶质瘤、胰腺癌、结直肠癌、卡波西肉瘤和肾癌等多种恶性肿瘤的实验模型中(唐志强等：肿瘤，2010，30(11)：980-983)，并取得了良好的治疗效果。神经干细胞(NSCs)属于多能干细胞，自身具有抗肿瘤作用，作为细胞载体具有稳定和肿瘤趋向的特点。静脉注射NSCs能有效穿过血脑屏障(透过率远高于纳米粒)，且能迁移遍布于脑肿瘤组织和癌细胞浸润区域，并未发现在正常脑组织的分布，表现出对脑胶质瘤极强的趋向性；颅内注射基因转染的NSCs后，NSCs遍布整个肿瘤，且随肿瘤向其他部位迁移；NSCs在肿瘤及浸润区表达的抗癌细胞因子发挥了强大的抗肿瘤作用。然而，病毒载体的安全性一直备受争议，转染过程也可能使致瘤基因、转染基因插入干细胞基因组位点，从而引发基因组断裂，干细胞发生恶变，这些都限制了干细胞的进一步应用和临床试验。近来有研究尝试以MSCs为细胞载体通过细胞内吞或膜表面结合方式装载化疗药物(阿霉素和紫杉醇)。这些研究发现：结合后的MSCs仍具有自身的细胞活性和多向分化功能；MSCs装载药物后仍可以定位于脑胶质瘤及其浸润区，提高药物靶向肿瘤的效力。但是干细胞装载小分子化疗药物难以实现对药物的酸敏性释放，释放后的小分子化疗药物依然存在被泵出肿瘤实质的问题，失去了特异性靶向作用；化疗药物的过早排出也难以保证干细胞2至4天迁移到肿瘤组织的时间需要，从而影响药物的瘤内有效蓄积，降低了靶向与抗肿瘤效果。鉴于上述现状，本申请的专利技术人拟提供一种更为稳定高效的肿瘤靶向递药系统，将纳米前药的靶向和酸敏释放特性与干细胞极强的肿瘤趋向性相结合，构建内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，以期克服纳米前药和干细胞载体各自的不足，实现药物在肿瘤内部定位而有效的蓄积。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，尤其是该内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统及其制备方法和该系统在肿瘤靶向治疗中的用途。具体而言，本专利技术提供了一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，是以干细胞为细胞载体，通过细胞内吞法，装载纳米前药，制备肿瘤靶向系统，所述的靶向系统具有通式：Stemcells—(RGD-PPCD)n其中，Stemcells为干细胞，所述干细胞为间充质干细胞和神经干细胞；所述的间充质干细胞和神经干细胞可为人源性的间充质干细胞和人源性的神经干细胞。RGD-PPCD为基于树枝状聚合物的多功能抗肿瘤纳米前药；所述的抗肿瘤纳米前药为实验室前期研究产物(专利号：CN101879313B)，其具有通式：RGD-PEG-Dendrimer-DOX其中，RGD为RGDyC，RGDyK，RGDfC，RGDfK等含有RGD序列的环状多肽，其结构中含有游离巯基或游离氨基；PEG为分子量为1000～10000Da的双功能聚乙二醇，其一端含有马来酰亚胺基，另一端含有羟基琥珀酰亚胺活化酯；Dendrimer为表面带氨基的树枝状聚合物，如整数代的聚酰胺-胺树枝状聚合物(PAMAM)，聚丙烯亚胺树枝状聚合物(PPI)和树枝状聚赖氨酸(PLL)等；DOX为阿霉素。本专利技术的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统经实验，结果显示：干细胞装载纳米前药后依旧具有较高的肿瘤趋向性和渗透性，稳定性可达5天及以上，释放呈现缓释特性，与原药和纳米前药相比，内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统显著延长了动物生存期，保持荷瘤动物正常的神经行为学特征，从而显著增强抗肿瘤作用和降低毒副作用。本专利技术制备的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，既具有纳米前药的优点，即酸敏释药特性和RGD环肽修饰所具有的主动靶向性；又具有干细胞载体的特性，即可以克服生理屏障，定向趋化到肿瘤原发灶和转移灶。干细胞内载纳米前药，一方面避免了病毒载体的使用，不会导致基因的恶变，具有更好的安全性；另一方面可以使药物以纳米前药的形式稳定存在于细胞载体中，到达肿瘤组织后释放，从而实现纳米前药深入肿瘤实质内部发挥靶向与缓释作用，以获得活性药物于肿瘤组织内的特异性蓄积，发挥安全、高效的抗肿瘤作用。本专利技术采用如下技术方案实现本专利技术和达到上述专利技术目的。1、纳米前药对干细胞的毒性考察采用MTT细胞活力检测法，孵育时间为1～96h，药物浓度为10-6～107μg/mL，检测阿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，该靶向系统以干细胞作为细胞载体，装载纳米前药，装载方式为细胞内吞法，其具有以下通式：Stemcells—(RGD‑PPCD)n其中，Stemcells为干细胞；RGD‑PPCD为基于树枝状聚合物的阿霉素纳米前药。

【技术特征摘要】
1.一种内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，该靶向系统以干细胞作为细
胞载体，装载纳米前药，装载方式为细胞内吞法，其具有以下通式：
Stemcells—(RGD-PPCD)n其中，Stemcells为干细胞；
RGD-PPCD为基于树枝状聚合物的阿霉素纳米前药。
2.根据权利要求1所述的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，所述的干
细胞为间充质干细胞或神经干细胞。
3.根据权利要求2所述的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，所述的间
充质干细胞为人源性的间充质干细胞；所述的神经干细胞为人源性的神经干细胞。
4.根据权利要求3所述的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，所述的人
源性的间充质干细胞来源于人的骨髓、脂肪、骨实质、滑膜、肌肉、肺、肝、胰腺、胎盘、
羊水、脐带或脐带血；所述的人源性的神经干细胞来源于人的脑、脊髓、骨髓、脂肪、脐带
血或脐带组织。
5.根据权利要求3或4所述的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，所述
的人源性的间充质干细胞来源于人的骨髓；所述的人源性的神经干细胞来源于人的脑组织。
6.根据权利要求1所述的内载纳米前药的干细胞肿瘤靶向系统，其特征在于，所述的基
于树枝状聚合物的阿霉素纳米前药，其具有下述通式：
RGD-PEG-Dendrimer-DO...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜嫣嫣，张晓风，姚森，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31