一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统及其制备方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，所述药物递送系统由间充质干细胞外泌体和脂质体通过杂化融合构建而成。本发明专利技术系统兼具肿瘤被动靶向性和主动靶向性，肿瘤靶向效率显著提高，全身毒副作用降低，能够应用在药物制备方面中，特别是抗癌药物中。

【技术实现步骤摘要】
一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统及其制备方法和应用
本专利技术属于药物
，涉及肿瘤靶向药物递送系统，尤其是一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统及其制备方法和应用。
技术介绍
根据国际癌症研究机构(IARC)最新统计数据，2018年，全球1810万肿瘤新发病例，960万死亡病例，而我国肿瘤发病率、死亡率均为世界之首。在肿瘤化疗中，抗癌药物的靶向效率不高，全身毒副作用强是最突出的问题，甚至是三分之一病人死亡的直接或间接原因，因而需充分利用肿瘤和正常组织之间的差异，进行肿瘤特异性治疗，降低对正常组织的毒性。脂质体(liposome)是由人工制备的磷脂双分子层闭合囊泡，粒径在60～200nm之间，其能够利用肿瘤组织高渗透滞留效应(EPR效应)，即肿瘤被动靶向作用，改善药物的体内分布，提高药物在肿瘤部位的富集量，降低全身毒副作用。目前为止，已有多个脂质体制剂在国内外上市，并在临床应用中得到肯定，如阿霉素脂质体长春新碱脂质体及伊立替康脂质体等。脂质体也是组合药物研究中常采用的搭载形式，如长春新碱与阿霉素双载药脂质体，阿霉素与P-gp抑制剂槲皮素双载药脂质体等。水溶性药物可包载于脂质体内水相，脂溶性药物包载于磷脂双分子层间。然而，脂质体不具有肿瘤组织的主动靶向能力，其进入体循环后易与Apo-E结合，继而被网状内皮系统吞噬，优先分布于肝脏、脾脏。将人工合成、可与肿瘤高表达受体发生特异性结合的靶头修饰于脂质体表面，能够赋予其一定主动靶向肿瘤组织的能力，但能够人工合成的仅为几类已有确切研究效果的靶头，十分有限。外泌体(exosome)是指由细胞分泌具有生物活性的囊泡，其直径一般为30～150nm，含有母体细胞中的多种生物分子。已有研究表明外泌体在人体生理病理过程中发挥着重要作用，参与血管再生、细胞迁移、免疫应答及肿瘤的发生发展等过程，承担着细胞之间分子递送、信息交流的任务。因其性质尚具有很多未知性，外泌体成为近年来生命科学领域的国际研究热点。外泌体作为内源性囊泡，具有天然的分子转运特性和良好的生物相容性,已有研究表明其可用于递送化学药物(如阿霉素、吉西他滨、卡铂、5-氟尿嘧啶等)、蛋白质、肽配基和RNA等多种药物。外泌体的药物递送应用也存在一定的技术难题。目前，外泌体通过转染母细胞包载RNA类药物的技术较为成熟，然而，对于细胞毒性药物来说，将高浓度的药物与母细胞一起培养，对于母细胞具有杀伤作用，显著影响含药外泌体的分泌；直接将药物载入外泌体常用电穿孔法，往往会对外泌体膜或药物的完整性造成影响。对于细胞毒性药物的载药能力低，是外泌体作为肿瘤药物递送系统研究亟待解决的瓶颈问题。如何利用脂质体和外泌体的优势，而克服各自的局限性？研究发现，在特定条件下构成膜结构的磷脂分子能够发生重排，实现囊泡间的杂化融合。脂质体与外泌体均为磷脂双分子层膜闭合囊泡，且粒径范围相近，YukoT.Sato等将Raw264.7细胞外泌体、高表达HER2受体的CMS7外泌体与PEG链修饰的脂质体通过冻融循环进行杂化融合，成功制备杂化载体，并进行了细胞摄取能力评价。这一研究说明利用脂质体和外泌体形成杂化载体在技术上是可行的，然而，该研究尚未涉及杂化载体对于抗肿瘤药物的包载和靶向递送，所选用的外泌体种类亦不具有肿瘤趋向性。不同细胞分泌的外泌体具有不同的功能特性。间充质干细胞是一类存在于成体，含多项分化潜能的非造血干细胞，其表面表达有CD105、CD73、CD44、MHC类分子等，具有免疫原性低、肿瘤趋向性及实体瘤穿透能力强等特点。间充质干细胞来源的外泌体同样具有间充质干细胞的某些特性，如能够避免与调理素蛋白、抗体、凝血因子等产生相互作用,从而逃避网状内皮系统的吞噬，延长体内循环时间，还可趋近聚集于肿瘤的原发和转移部位。目前尚无间充质干细胞来源外泌体的肿瘤趋向性机制研究，也无利用其肿瘤趋向性靶向递送抗肿瘤药物的研究。肿瘤治疗的预后差，绝大多数是因为肿瘤耐药性导致。多药联合应用在癌症治疗领域占据越来越重要的地位，如不同作用靶点的药物联用，不同作用机制的药物联用等。自2014年FDA批准了达拉菲尼(Dabrafenib，BRAF抑制剂)和曲美替尼(Trametinib，MEK抑制剂)组合治疗BRAFV600突变阳性的黑色素瘤，联合用药成为癌症治疗的发展趋势。2016年美国临床肿瘤学会报道这种组合疗法对BRAFV600E突变的NSCLC也呈现很强的临床疗效，这种从抗癌药物中寻找潜在的组合方式成为癌症研究之一，如两种化疗药5-azacytidine(DNMT1抑制剂)和butyrate(HDAC抑制剂)组合能有效靶向乳腺癌干细胞。通过检索，发现如下几篇与本专利技术专利申请相关的公开文献：CN107913408A公开了一种外泌体-核酸适配体脂质体复合载药系统及其制备方法和应用；CN107980004A公开了用于医治疾病的外泌体的用途。期刊文献：MeiLu,etal.Comparisonofexosome-mimickingliposomeswithconventionalliposomesforintracellulardeliveryofsiRNA.InternationalJournalofPharmaceutics,2018(550):100-113.公开了制备模拟外泌体的脂质体将VEGFsiRNA递送至上皮细胞，可提高转染效率。MasatoNishio,etal.Real-timeassayforexosomemembranefusionwithanartificiallipidmembranebasedonenhancementofgramicidinAchannelconductance.BiosensorsandBioelectronics,2020(150):11918.公开了一种基于gramicidinA通道电导增强的人工脂膜与外体膜融合的实时检测技术。通过对比，本专利技术专利申请与上述公开文献存在本质的不同。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统及其制备方法和应用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，所述药物递送系统由间充质干细胞外泌体和脂质体通过杂化融合构建而成。而且，所述间充质干细胞外泌体来源于动物的骨髓间充质干细胞、骨骼肌间充质干细胞、骨外膜间充质干细胞、骨小梁间充质干细胞、脐带间充质干细胞或胎盘间充质干细胞。而且，所述脂质体为由胆固醇类成分、磷脂材料组成的磷脂双分子层闭合囊泡；其中，所述胆固醇类成分选自胆固醇或其衍生物；所述磷脂材料选自蛋黄卵磷脂、大豆卵磷脂、1-硬脂酰-溶血磷脂酰胆碱、蛋黄磷脂酰甘油、二棕榈酰磷脂酰胆碱、氢化大豆磷脂酰胆碱、培化磷脂酰乙醇胺、二芥酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油、二油酰基磷脂酰胆碱、二油酰基磷脂酰乙醇胺、(2,3-二油酰基-丙基)-三甲胺中的一种或两种以上混合物。而且，所述杂化间充质干细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，其特征在于：所述药物递送系统由间充质干细胞外泌体和脂质体通过杂化融合构建而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，其特征在于：所述药物递送系统由间充质干细胞外泌体和脂质体通过杂化融合构建而成。


2.根据权利要求1所述的杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，其特征在于：所述间充质干细胞外泌体来源于动物的骨髓间充质干细胞、骨骼肌间充质干细胞、骨外膜间充质干细胞、骨小梁间充质干细胞、脐带间充质干细胞或胎盘间充质干细胞。


3.根据权利要求1所述的杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，其特征在于：所述脂质体为由胆固醇类成分、磷脂材料组成的磷脂双分子层闭合囊泡；
其中，所述胆固醇类成分选自胆固醇或其衍生物；
所述磷脂材料选自蛋黄卵磷脂、大豆卵磷脂、1-硬脂酰-溶血磷脂酰胆碱、蛋黄磷脂酰甘油、二棕榈酰磷脂酰胆碱、氢化大豆磷脂酰胆碱、培化磷脂酰乙醇胺、二芥酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油、二油酰基磷脂酰胆碱、二油酰基磷脂酰乙醇胺、(2,3-二油酰基-丙基)-三甲胺中的一种或两种以上混合物。


4.根据权利要求1所述的杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统，其特征在于：所述杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统呈囊泡状，其粒径分布中，中位径在60～200nm；
或者，所述多重载药杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统能够包含几种脂溶性药物，或脂溶性药物组合水溶性药物，或几种水溶性药物。


5.一种如权利要求1至4任一项所述的杂化间充质干细胞外泌体药物递送系统的制备方法，其特征在于：步骤如下：
S1将胆固醇类成分和磷脂材料按照重量比5-20：80-95溶解于有机溶剂中，再加入脂溶性抗肿瘤药物，水浴35-55℃，使胆固醇类成分和磷脂材料均匀溶解；
S2水浴条件下，旋转抽真空，除去有机溶剂，使容器内壁上形成蜂窝状薄膜，置于真空干燥箱放置8-12h；
S3取步骤S2得到的薄膜，加入溶解有水溶性抗肿瘤药物的pH缓冲溶液，水浴40-60℃，旋转，使薄膜全部溶解；
S4超声或均质，制备中位径在60～200nm的载药脂质体；
S5利用载体内外pH梯度变化的制备技术，在步骤S4所得载药脂质体的基础上继续加载具有强酸弱碱盐特性或强碱弱酸盐特性的水溶性药物，制备多重载药脂质体；
S6培养间充质干细胞，收集培养过程中剩余的液体培养基，将其进行离心操作后得外泌体沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明媛，郁彭，李双双，李媛，郭娜，杜春阳，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12