含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物及其合成方法和应用，所述聚合物具有式Ⅰ结构，该共聚物以聚乙二醇为亲水端，以TAT作为主动穿膜递送单元，以多巴结构作为疏水端。本发明专利技术制备的接枝共聚物可以用于包裹阿霉素形成纳米胶束药物，再加入铁离子通过多巴和铁离子之间形成配位键进行交联，形成核交联的阿霉素胶束药物。本发明专利技术制备的核交联胶束制备方法简便，胶束能够在血液循环过程中保持稳定，能够实现穿膜肽的靶向性，并在肿瘤细胞溶酶体内实现pH触发的药物释放。

【技术实现步骤摘要】
含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物及其合成方法和应用
本专利技术属于生物医药技术、纳米医药及新材料领域，具体涉及含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物的合成以及应用于增强肿瘤细胞内吞及溶酶体pH控制的药物释放的智能纳米胶束载体。
技术介绍
化疗作为恶性肿瘤临床治疗的主要方法之一，普遍存在易产生耐药性、选择性差、毒副作用大等共性问题。因为小分子抗肿瘤药物通常会通过静脉注射或口服给药，经全身循环后杀死病变部位的肿瘤细胞。而这些传统的给药方法存在许多不足，如小分子治疗药物在体内代谢速度快、半衰期短等。因此只有很少一部分药物能够到达病变部位，严重影响了药物的治疗效果。同时由于肿瘤细胞对药物的摄取效率较低，通常需要多次给药才能维持药物的最佳浓度。因此往往会引起耐药性和严重的全身毒副作用。利用实体瘤的高渗透和长滞留效应(EPR效应)，智能纳米药物传递系统能够在肿瘤组织富集，同时利用肿瘤组织与人体正常组织的微环境差异，在肿瘤微环境作用下快速解体，迅速释放出抗肿瘤药物，实现药物的定点控制释放，抑制肿瘤细胞增殖。然而，非交联的纳米药物传递系统在血液长循环过程中稳定性较差，受到血液的稀释作用和高剪切力，容易解体，不能够有效在肿瘤组织富集，同时容易提前渗出药物，产生毒副作用，降低治疗效果。因此通过核交联策略稳定纳米胶束，可以提高纳米药物传递系统在血液循环过程中的稳定性及药物传递能力。穿膜肽CPPs是一类具有主动跨膜运输作用的小分子多肽，它可以有效地携带纳米药物或各种大分子物质进入细胞，并且不会破坏细胞膜的完整性。尽管穿膜肽能够有效的携带药物及各种大分子进入细胞，但是穿膜肽是一种非特异性的小分子多肽，能穿透肿瘤细胞也能穿透正常细胞，没有选择性，从而限制了穿膜肽在纳米药物靶向传递系统中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足而提出的。制备了一种接枝穿膜肽、多巴和还原可离去PEG的接枝共聚物，利用三价铁离子与多巴可形成酸敏感配位键，从而驱动接枝共聚物发生纳米尺度自组装的原理，构建核可逆交联的载带阿霉素等抗肿瘤药物而得到纳米胶束药物；该胶束药物对肿瘤可实现主动智能响应：长效循环经EPR效应充分富集于肿瘤组织→二硫键对肿瘤组织还原环境响应断裂脱去PEG壳→裸露出的穿膜肽克服P糖蛋白对药物的泵出作用而主动递送药物入溶酶体→在溶酶体酸性环境下三价铁/多巴配位键裂解→交联核崩解快速释药足剂量抗肿瘤药物而“杀死”肿瘤细胞。实现本专利技术目的的具体技术方案是：一种含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG的接枝共聚物，具有式I结构：其中，x＝10-30％，y＝10-20％，z＝5-10％，d＝50-70％，m＝71。一种所述含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物的合成方法，该方法包括以下具体步骤：步骤1：将L-天冬氨酸溶于无水环丁砜，加入磷酸用于催化反应，在氮气的保护下，170℃加热回流12h，并用油水分离器去除产物水。待反应结束后，趁热过滤掉反应液中的不溶物，反应液用冰甲醇重沉淀三次，过滤、干燥后得白色固体产物聚琥珀酰亚胺(PSI)；步骤2：将PSI溶解于DMF中，再缓慢将其滴加到装有乙二胺的烧瓶中，PSI与乙二胺的摩尔比为5：18，连续搅拌反应10小时后，减压蒸干以除去过量的乙二胺和DMF，所得固体用甲醇溶解，乙醚重沉淀三次，过滤得淡粉色固体聚氨乙基天冬氨酸(P(ae-Asp))；步骤3：将P(ae-Asp)与mPEG-SS-NHS摩尔比4:1溶于去离子水中，室温反应24h，反应液透析、冻干得到白色固体mPEG-SS-g-P(ae-Asp)；将6-马来酰亚胺基己酸活性酯与mPEG-SS-g-P(ae-Asp)以1:5的摩尔比溶于DMF，室温反应12h后，反应液透析、冻干得到白色固体mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA；将多巴酸与mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA以1:3的摩尔比溶于DMF中，氮气保护下室温反应12h后，反应液透析、冻干得到浅灰色固体mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA-DA；将穿膜肽(TAT)与mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA-DA以1:10的摩尔比溶于DMF和水的混合溶剂中，室温反应12h后，反应液透析、冻干得到浅灰色固体mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA-DA-TAT。具有式I结构：其中，x＝10-30％，y＝10-20％，z＝5-10％，d＝50-70％，m＝71。一种所述含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物用于制备药物载体的应用。所述药物为脂溶性药物。所述载体为核交联纳米胶束。优选为pH敏感型核交联纳米胶束载体。所述脂溶性药物为阿霉素、SN38或紫杉醇。所述核交联纳米胶束以聚乙二醇为亲水层，内部带有穿膜肽作为主动递送单元，可脱卸PEG壳层的存在使穿膜肽具有靶向性，主动穿膜递送纳米药物实现增强的细胞内吞；其内部由是多巴构成的疏水内核，疏水内核在加入铁离子后通过多巴胺和铁离子之间形成配位键进行交联，该配位键能够响应肿瘤细胞溶酶体内酸性微环境，实现溶酶体pH敏感释药。其中，所述肿瘤细胞包括乳腺癌细胞、耐药乳腺癌细胞、肝癌细胞、肺癌细胞等；优选地，为耐药乳腺癌细胞。本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供了一种含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物及其合成方法和应用，该聚合物以聚乙二醇为亲水端，内部带有穿膜肽作为主动递送单元，多巴结构作为疏水端。本专利技术制备的含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物可以用于包裹阿霉素形成载药纳米胶束，再加入铁离子通过多巴胺和铁离子之间形成配位键进行交联，形成核交联的阿霉素胶束药物。本专利技术制备的核交联胶束制备方法简便，核交联策略能够抵抗血液的无限稀释效应，在血液循环中保持稳定，有利于其在肿瘤组织富集；该pH敏感核交联胶束表面具有可脱卸PEG壳层，因此在长效循环过程能克服穿膜肽的非选择性；而二硫键对肿瘤组织胞外还原环境响应可断裂脱去PEG壳层，裸露穿膜肽，实现主动递送增强的细胞内吞；进入肿瘤细胞后，可在细胞溶酶体内实现pH敏感的药物释放，同时对肿瘤细胞较强的抑制活性。附图说明图1为本专利技术所述含含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA-DA-TAT的1HNMR谱图；图2为核交联阿霉素纳米胶束药物的结构示意图；图3为核交联空胶束的粒径分布(DLS)图；图4为核交联空胶束的形貌(TEM)图；图5为核交联空胶束经PBS稀释100倍后的粒径分布(DLS)图；图6为未交联空胶束经PBS稀释100倍后的粒径分布(DLS)图；图7为核交联阿霉素纳米胶束药物的粒径分布(DLS)图；图8为核交联阿霉素纳米胶束药物的形貌(TEM)图；图9为核交联阿霉素纳米胶束药物在不同pH条件下的累积药物释放曲线图；图10为MCF-7/ADR细胞对核交联阿霉素纳米胶束药物的细胞吞噬行为荧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物，其特征在于，具有式I结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物，其特征在于，具有式I结构：



其中，x＝10-30％，y＝10-20％，z＝5-10％，d＝50-70％，m＝71。


2.一种权利要求1所述含穿膜肽、多巴和还原可离去PEG接枝共聚物的合成方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：
步骤1：将L-天冬氨酸溶于无水环丁砜，加入磷酸用于催化反应，在氮气的保护下，170℃加热回流12h，并用油水分离器去除产物水；待反应结束后，趁热过滤掉反应液中的不溶物，反应液用冰甲醇重沉淀三次，过滤、干燥后得白色固体产物聚琥珀酰亚胺即PSI；
步骤2：将PSI溶解于DMF中，再将其滴加到装有乙二胺的烧瓶中，PSI与乙二胺的摩尔比为5∶18，连续搅拌反应8小时后，减压蒸干以除去过量的乙二胺和DMF，所得固体用甲醇溶解，乙醚重沉淀三次，过滤得淡粉色固体聚氨乙基天冬氨酸即P(ae-Asp)；
步骤3：将P(ae-Asp)与活化的mPEG-SS-COOH摩尔比4∶1溶于去离子水中，室温反应24h，反应液透析、冻干得到白色固体mPEG-SS-g-P(ae-Asp)；将6-马来酰亚胺基己酸活性酯与mPEG-SS-g-P(ae-Asp)以1∶5的摩尔比溶于DMF，室温反应12h后，反应液透析、冻干得到白色固体mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA；将多巴酸与mPEG-SS-g-P(ae-Asp)-MCA以1∶3的摩尔比溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：余家会，张玉柳，黄钰淑，徐艳昀，何洋，全昊，夏小燕，韦清瑜，姜星，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31