一种基质金属蛋白酶响应性聚合物药物载体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有式(I)所示结构的高分子药物载体及其制备方法和应用，本发明专利技术提供的聚合物药物载体用于担载药物，得到的高分子药物能够在肿瘤组织中高表达的基质金属蛋白酶(MMP)作用下，增加肿瘤药物对于药物的内吞，提高药效，而且生物安全性较高。

Matrix metalloproteinase responsive polymer drug carrier and preparation method and application thereof

The present invention provides a formula (I) shown in polymeric drug carrier structure and preparation method and application thereof, the invention provides polymer drug carrier for carrying drugs, drug polymer matrix metalloproteinase can be highly expressed in tumor tissues (MMP) under the action of increasing cancer drugs for endocytosis drugs, improve efficacy, and higher biological safety.

【技术实现步骤摘要】
一种基质金属蛋白酶响应性聚合物药物载体及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子药物领域，尤其涉及一种基质金属蛋白酶响应性聚合物药物载体及其制备方法和应用。
技术介绍
两亲性嵌段聚合物可在水溶液中自组装成胶束，并已被广泛应用于包封疏水性抗癌药物。与小分子抗癌药相比，聚合物载药胶束能够改善药物的药代动力学和提高药物在肿瘤部位的富集从而显著提高药物的生物利用度，减少毒副作用。具有生物相容性的可降解聚合物胶束在药物运载方面取得了巨大的成功，有些已被批准进入临床应用或者正在进行临床试验。例如，相比于溶剂型紫杉醇(PTX)，Genexol-PM(聚乙二醇-b-聚D，L-丙交酯)(PEG-PDLLA)聚合物负载的PTX制剂显示出了更好的疗效和较低的毒性，在韩国已被批准用于治疗转移性乳腺癌和非小细胞肺癌。此外，还有其他的两亲性嵌段聚合物胶束正在临床试验中，如NK105，NK911，NK012，SP1049C，BIND014。然而，另一方面，聚合物胶束的血液长循环和较高的肿瘤富集(例如PEG-覆盖的表面)也阻碍了肿瘤细胞的内吞作用。这对于大多数需要被细胞内吞才能起作用的抗癌药物来讲是个不利的方面。为了解决这个问题，各种响应性的智能聚合物药物递送系统被设计来进一步提高疗效，但目前为止进入临床阶段的聚合物药物递送系统仍然十分稀少。聚合物本身复杂的结构和未知的系统毒性限制了其进一步的临床化。因此，提供一种毒性小，易得且疗效好的聚合物药物是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种基质金属蛋白酶(MMP)响应性聚合物药物载体及其制备方法和应用，本专利技术提供的聚合物药物载体不仅易得，而且担载药物后得到的聚合物药物疗效高且毒性小。本专利技术提供了一种基质金属蛋白酶响应性高分子药物载体，具有式(I)所示结构，其中，m为40～230，n为30～120；所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG或GPLGVRG。优选的，所述m为80～150。优选的，所述n为50～100。本专利技术还提供了一种基质金属蛋白酶响应性高分子药物载体的制备方法，包括：1)将PEG-N3与alkynyl-Pep反应，得到末端为氨基的PEG-Pep，所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG或GPLGVRG；2)将末端为氨基的PEG-Pep与D，L-丙交酯反应，得到具有式(I)所示结构的高分子药物载体；其中，m为40～230，n为30～120。优选的，所述步骤1)反应的催化剂为溴化亚铜和N，N，N′，N，′N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)。优选的，所述步骤2)反应的催化剂为辛酸亚锡、乙酸亚锡、二氧化钛和氯化铝中的一种或几种。本专利技术还提供了一种高分子药物，包括高分子药物载体和抗肿瘤药物；其中，所述高分子药物载体为本专利技术所述的高分子药物载体。优选的，所述抗肿瘤药物为紫杉醇、喜树碱、顺铂、氮芥和阿霉素中的一种或几种。本专利技术还提供了一种本专利技术所述的高分子药物的制备方法，包括：将本专利技术所述的高分子药物载体、抗肿瘤药物、溶剂和缓冲溶液反应，得到高分子药物。优选的，所述缓冲溶液为pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液(PBS)。与现有技术相比，本专利技术提供了一种具有式(I)所示结构的高分子药物载体，本专利技术提供的聚合物药物载体用于担载药物，得到的高分子药物能够增加肿瘤药物对于药物的内吞，提高药效，而且生物安全性较高；实验结果表明，本专利技术提供的高分子药物与现有的该分子药物相比，疗效提高了16倍；且药物安全。附图说明图1为本专利技术所述的聚合物载体的合成路线图；图2为实施例制备得到的PEG-GPLGVRGDG-NH2和PEG-GPLGVRGDG-PDLLA的GPC图；图3为PEG-GPLGVRGDG-NH2和PEG-GPLGVRGDG-PDLLA的1HNMR图；图4为以芘作为荧光探针，高分子药物浓度与其在激发光光谱中波长在339nm和332nm处的强度的比值(I339/I332)的相关图；图5为本专利技术提供的聚合物药物的粒子尺寸表征结果；图6为用1μg/mL的MMP-2和P1共同培养不同时间的凝胶渗透色谱(GPC)结果；图7为P1纳米粒子、P2纳米粒子、P3纳米粒子与MMP-2分别共同培养后的PEG释放结果；图8为在MMP-2的存在下P1纳米粒子、P2纳米粒子、P3纳米粒子的大小的变化图；图9为MMP-2处理之前和之后的P1纳米粒子的透射电子显微镜(TEM)图像；图10为MMP-2不存在下的PTX释放曲线；图11为MMP-2存在下的PTX释放曲线；图12为4T1细胞的流式细胞术结果；图13为本专利技术所述的高分子药物的激光共聚焦显微镜(CLSM)图像；图14为空白胶束的细胞毒性评价结果；图15为在不同PTX浓度的不同高分子药物的细胞毒性的评价；图16为静脉注射PTX负载的P1，P2或P3后，在血液中与PTX含量在不同时间下的变化；图17为12和24小时静脉注射后PTX在主要器官和肿瘤内的定量分析结果；图18为负载1，1′-dioctadecyl-3，3，3′，3′-tetramethylindotricarbocyanineiodide(DIR)荧光分子的纳米粒子静脉注射后在体内生物分布图；图19为静脉注射PTX负载的纳米粒子和小分子PTX后肿瘤大小的变化结果；图20为在第24天从不同处理组收集的典型肿瘤的照片；图21为肿瘤切片的苏木精-伊红(H&E)染色的结果和末端脱氧核苷酸转移酶染色(TUNEL)荧光图像；图22为小鼠体重变化；图23为心脏，肝，脾，肺，肾H&E染色，分别对应于PBS，PTX，P1，P2和P3的静脉注射。具体实施方式本专利技术提供了一种高分子药物载体，具有式(I)所示结构，其中，m为40～230，n为30～120；所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG(甘氨酸-脯氨酸-亮氨酸-甘氨酸-缬氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-甘氨酸)或GPLGVRG(甘氨酸-脯氨酸-亮氨酸-甘氨酸-缬氨酸-精氨酸-甘氨酸)。按照本专利技术，所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRG或GPLGVRGDG；所述m优选为80～150，更优选为100～140，最优选为110～130，最优选为113～120；所述n优选为50～110，更优选为60～100。本专利技术还提供了一种高分子药物载体的制备方法，包括：1)将端基叠氮化化的聚乙二醇与炔基功能化的多肽反应，得到末端为氨基的PEG-Pep；所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG或GPLGVRG；2)将末端为氨基的PEG-Pep与D，L-丙交酯反应，得到具有式(I)所示结构的高分子药物载体；其中，m为40～230，n为30～120。按照本专利技术，本专利技术还将端基叠氮化化的聚乙二醇(PEG-N3)与炔基功能化的多肽(alkynyl-Pep，其中炔基连接在初始的甘氨酸上)反应，得到末端为氨基的PEG-Pep，；本专利技术对反应的条件没有特殊要求，本领域公知的方法均可；其中，所述反应的催化剂优选为溴化亚铜和N，N，N′，N，′N″-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)；所述反应的溶剂优选为DMF；所述反应的温度优选为30～60℃；更优选为40～50℃；此外，本专利技术中，Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG或GPLGVRG。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基质金属蛋白酶响应性高分子药物载体，具有式(I)所示结构，

【技术特征摘要】
1.一种基质金属蛋白酶响应性高分子药物载体，具有式(I)所示结构，其中，m为40～230，n为30～120；所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG或GPLGVRG。2.根据权利要求1所述的高分子药物载体，其特征在于，所述m为80～150。3.根据权利要求1所述的高分子药物载体，其特征在于，所述n为50～100。4.一种基质金属蛋白酶响应性高分子药物载体的制备方法，包括：1)将端基叠氮化化的聚乙二醇与炔基功能化的多肽反应，得到末端为氨基的PEG-Pep，所述Pep的氨基酸序列为GPLGVRGDG或GPLGVRG；2)将末端为氨基的PEG-Pep与D，L-丙交酯反应，得到具有式(I)所示结构的高分子药物载体；其中，m为40～230，n为30～120。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛治伸，赵凯杰，尹伟，柯文冬，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34