具有增强的神经结合选择性的环状肽、与所述环状肽结合的纳米颗粒和此二者用于实时体内神经组织成像的用途制造技术

本文描述环状肽、与环状肽结合的纳米颗粒和使用所述环状肽和/或所述与环状肽结合的纳米颗粒进行手术中神经组织成像的方法。

Cyclic peptides with enhanced neuronal binding selectivity, nanoparticles bound to the cyclic peptide and the use of the two for real-time tissue imaging in vivo

In this paper, we describe cyclic peptides, nanoparticles bound to cyclic peptides, and methods for intraoperative neural tissue imaging using the cyclic peptides and / or the nanoparticles bound with cyclic peptides.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强的神经结合选择性的环状肽、与所述环状肽结合的纳米颗粒和此二者用于实时体内神经组织成像的用途相关申请案交叉参考本申请案主张2014年12月15日提出申请的美国临时申请案第62/092,191号的权益，所述文件的全部内容以引用方式并入本文中。政府支持本专利技术是在政府支持下在国家卫生研究院(NationalInstituteofHealth)所授予的许可号NIHNCIU54CA199081-01下作出。
本专利技术大体来说涉及环状肽与环状肽结合的纳米颗粒和使用所述环状肽和/或所述与环状肽结合的纳米颗粒进行手术中神经组织成像的方法。
技术介绍
许多手术程序携带意外神经损害或横断的风险，此可产生大量问题(例如慢性疼痛或瘫痪)。已研究在手术期间使用近红外(NIR)药剂来突出显示神经组织，由此增强外科医生避免切割或损害所突出显示神经组织的能力。举例来说，已使用诸如二苯乙烯基苯和噁嗪等分子，但其缺乏有效用于人类和其它哺乳动物中的手术中应用所需的结合特性和/或光谱性质。惠特尼(Whitney)等人通过将噬菌体展示方法应用于切下的鼠类周边神经而鉴别出若干神经结合多肽(惠特尼M.A.；克里斯普J.L.(Crisp,J.L.)；阮L.T.(Nguyen,L.T.)；弗里德曼B.(Friedman,B.)；格罗斯L.A.(Gross,L.A.)；斯坦巴克P.(Steinbach,P.)；钱R.Y.(Tsien,R.Y.)；阮Q.T.自然生物技术(Nat.Biotech.)2011,29,352)。随后使用荧光团或NIR染料标记序列，且在体外和在体内评估结合。较背景提供最高对比的序列为17残基多肽NP41(图1A)。需要对神经组织具有增强的选择性且对于手术中应用具有改良光谱性质的神经结合剂。
技术实现思路
本文描述环状肽、与环状肽结合的纳米颗粒和使用所述环状肽和/或所述与环状肽结合的纳米颗粒进行手术中神经组织成像的方法。在一个方面中，本专利技术涉及一种神经结合肽偶联物，其包括：环状肽、纳米颗粒、荧光剂和连接体部分。在另一方面中，本专利技术涉及一种神经结合肽偶联物，其包括：线性多肽、纳米颗粒、荧光剂和连接体部分。在某些实施例(任一方面)中，纳米颗粒包括：基于二氧化硅的核心；位于核心内的荧光剂；环绕核心的至少一部分的二氧化硅壳体；附接到纳米颗粒的连接体部分；和任选地1到20个附接到经聚合物涂覆的纳米颗粒的肽配体。在某些实施例(任一方面)中，纳米颗粒为超小颗粒(举例来说，平均直径小于100nm、例如小于50nm、例如小于30nm、例如小于20nm、例如小于10nm)(举例来说，其中超小纳米颗粒为C点或C’点)。在某些实施例(任一方面)中，连接体部分包括一个或多个选自由以下组成的群组的成员：聚乙二醇(PEG)、PEG2和氨基甲酸对氨基苄基氧基酯(PABC)(举例来说，其中连接体部分具有2到50个原子)。在某些实施例中，连接体部分包括一个或多个描述于美国专利申请案第14/722,307号(2015年5月27日提出申请，公开为美国专利申请公开案第US2015/0343091号，所述文件的全部内容以引用方式并入本文中)的连接体部分。在某些实施例中，环状肽通过连接体部分结合到纳米颗粒。在某些实施例(任一方面)中，荧光剂包括青色素染料(例如Cy5或Cy5.5)。在某些实施例(任一方面)中，神经结合肽偶联物具有5到20个氨基酸残基和/或15原子到60原子大环。在某些实施例(任一方面)中，神经结合肽偶联物具有17个氨基酸残基和/或51原子大环。在某些实施例中，环状肽包括肽序列NTQTLAKAPEHT。在某些实施例中，大环是通过头对尾环化肽或通过在序列内部引入共价键来形成。在某些实施例中，环状肽包括选自由以下组成的群组的肽序列：TYTDWLNFWAWP、KSLSRHDHIHHH和DFTKTSPLGIH。在另一方面中，本专利技术涉及包括肽序列NTQTLAKAPEHT的环状肽。在另一方面中，本专利技术涉及包括选自由以下组成的群组的肽序列的环状肽：TYTDWLNFWAWP、KSLSRHDHIHHH和DFTKTSPLGIH。在另一方面中，本专利技术涉及一种环状肽组合物，其包括：荧光剂；和包括肽序列NTQTLAKAPEHT的环状肽。在另一方面中，本专利技术涉及一种环状肽组合物，其包括：荧光剂；和包括选自由以下组成的群组的肽序列的环状肽：TYTDWLNFWAWP、KSLSRHDHIHHH和DFTKTSPLGIH。在某些实施例中，环状肽包括大环。在某些实施例中，大环是通过头对尾环化肽或通过在序列内部引入共价键来形成。在另一方面中，本专利技术涉及一种包括具有如图1B或图4A-4H中所展示的结构的环状肽的环状肽组合物。在某些实施例中，环状肽附接到纳米颗粒。在某些实施例中，环状肽通过连接体部分共价或非共价附接到纳米颗粒。在某些实施例中，环状肽经官能化。在任一上述方面的某些实施例中，组合物另外包括放射标记。在另一方面中，本专利技术涉及一种成像方法，其包括：向个体投与包括任一上述方面的组合物的调配物且使组合物选择性结合到个体的神经组织；将个体组织曝露于激发光；和检测由组合物的荧光剂发射的光以产生图像且显示图像。在某些实施例中，从神经组织发射的光强于从周围组织发射的光(举例来说，神经对肌肉信号比至少为2)，从而神经组织可与周围组织目测区分。在某些实施例中，从神经组织发射的光可至少早在向个体(例如其中个体为动物，例如其中个体为人类)投与调配物后15分钟检测到。在某些实施例中，从神经组织发射的光可至少晚在向个体(例如其中个体为动物，例如其中个体为人类)投与调配物后1小时(例如至少1小时、至少2小时、至少3小时或至少4小时)检测到。在某些实施例中，投与包括在手术暴露之后将调配物局部施加到毗邻转移性淋巴结或原发性肿瘤或在其附近的周边神经干中。在某些实施例中，所述方法包括将调配物局部施加到周边神经干(例如在手术暴露之后毗邻转移性淋巴结或原发性肿瘤或在其附近)，从而使得调配物的组合物从神经干扩散到神经组织的较小分支，且检测由组合物的荧光剂发射的光以产生神经组织的较小分支的图像。在某些实施例中，经静脉内(通过I.V.)投与调配物。在某些实施例中，局部投与调配物。在某些实施例中，在手术程序期间将个体组织曝露于激发光。在某些实施例中，图像为视频和/或静止图像和/或实时视频。在某些实施例中，在实施于个体上的手术程序期间向外科医生显示图像。在另一方面中，本专利技术涉及一种成像方法，其包括：将个体组织曝露于激发光，其中已向个体投与包括任一上述方面的组合物的调配物；和检测由组合物的荧光剂发射的光。在某些实施例中，检测步骤包括检测由组合物的荧光剂发射的光以产生图像且显示图像。在某些实施例中，所述方法进一步包括向个体投与组合物的步骤。在某些实施例中，从神经组织发射的光强于从周围组织发射的光(举例来说，神经对肌肉信号比至少为2)，从而神经组织可与周围组织目测区分。在某些实施例中，从神经组织发射的光可至少早在向个体(例如其中个体为动物，例如其中个体为人类)投与调配物后15分钟检测到。在某些实施例中，从神经组织发射的光可至少晚在向个体(例如其中个体为动物，例如其中个体为人类)投与调配物后1小时(例如至少1小时、至少2小时、至少3小时或至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种神经结合肽偶联物，其包括：环状肽；纳米颗粒；荧光剂；和连接体部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.15 US 62/092,1911.一种神经结合肽偶联物，其包括：环状肽；纳米颗粒；荧光剂；和连接体部分。2.一种神经结合肽偶联物，其包括：线性多肽；纳米颗粒；荧光剂；和连接体部分。3.根据权利要求1或2所述的神经结合肽偶联物，其中所述纳米颗粒包括：基于二氧化硅的核心；位于所述核心内的所述荧光剂；环绕所述核心的至少一部分的二氧化硅壳体；附接到所述纳米颗粒的所述连接体部分；和任选地，1到20个附接到所述经聚合物涂覆的纳米颗粒的肽配体。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其中所述纳米颗粒是超小颗粒(举例来说，平均直径小于100nm、例如小于50nm、例如小于30nm、例如小于20nm、例如小于10nm)(举例来说，其中所述超小纳米颗粒为C点或C’点)。5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其中所述连接体部分包括一个或多个选自由以下组成的群组的成员：聚乙二醇PEG、PEG2和氨基甲酸对氨基苄基氧基酯PABC(举例来说，其中所述连接体部分具有2到50个原子)。6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其中所述环状肽通过所述连接体部分结合到所述纳米颗粒。7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其中所述荧光剂包括青色素染料(例如Cy5或Cy5.5)。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其具有5到20个氨基酸残基和/或15原子到60原子大环。9.根据权利要求8所述的神经结合肽偶联物，其具有17个氨基酸残基和/或51原子大环。10.根据权利要求1、3到9中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其中所述环状肽包括肽序列NTQTLAKAPEHT。11.根据权利要求10所述的神经结合肽偶联物，其中大环是通过头对尾环化所述肽或通过在所述序列内部引入共价键来形成。12.根据权利要求1、3到9中任一权利要求所述的神经结合肽偶联物，其中所述环状肽包括选自由以下组成的群组的肽序列：TYTDWLNFWAWP、KSLSRHDHIHHH和DFTKTSPLGIH。13.一种环状肽，其包括肽序列NTQTLAKAPEHT。14.一种环状肽，其包括选自由以下组成的群组的肽序列：TYTDWLNFWAWP、KSLSRHDHIHHH和DFTKTSPLGIH。15.一种环状肽组合物，其包括：荧光剂；和包括肽序列NTQTLAKAPEHT的环状肽。16.一种环状肽组合物，其包括：荧光剂；和包括选自由以下组成的群组的肽序列的环状肽：TYTDWLNFWAWP、KSLSRHDHIHHH和DFTKTSPLGIH。17.根据权利要求13到16中任一权利要求所述的组合物，其中所述环状肽包括大环。18.根据权利要求17所述的组合物，其中所述大环是通过头对尾环化所述肽或通过在所述序列内部引入共价键来形成。19.一种环状肽组合物，其包括具有如图1B或图4A到4H中所展示的结构的环状肽。20.根据权利要求19所述的组合物，其中所述环状肽附接到纳米颗粒。21.根据权利要求20所述的组合物，其中所述环状肽通过连接体部分共价或非共价附接到所述纳米颗粒。22.根据权利要求19所述的组合物，其中所述环状肽经官能化。23.一种成像方法，其包括：向个体投与包括根据权利要求1到22中任一权利要求所述的组合物的调配物且使所述组合物选择性结合到所述个体的神经组织；将所述个体的组织曝露于激发光；和检测由所述组合物的所述荧光剂发射的光以产生图像且显示所述图像。24.根据权利要求23所述的成像方法，其中从所述神经组织发射的光强于从周围组织发射的光(举例来说，神经对肌肉信号比至少为2)，从而所述神经组织可与所述周围组织目测区分。25.根据权利要求24所述的成像方法，其中从所述神经组织发射的光可至少早在向所述个体(例...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·S·布拉德伯里，巴内·游，乌尔里希·维斯纳，陈培明，马凯，斯尼哈尔·G·帕特尔，达尼埃拉·卡拉萨瓦·扎诺尼，
申请(专利权)人：纪念斯隆凯特琳癌症中心，康奈尔大学，
类型：发明
国别省市：美国,US