深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物制造技术

本发明专利技术涉及一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向癌细胞破坏线粒体的纳米药物及其制备方法，以及该纳米药物的聚合物载体及其制备方法。该纳米药物上的叔胺氧化物可以与红细胞膜结合，搭红细胞便车进行血液传输；达到肿瘤后纳米药物从红细胞上脱附下来，再与癌细胞膜结合启动转胞吞作用进入肿瘤；肿瘤间质的酸性微环境诱使pH响应地释放拉罗替尼阻断肿瘤神经支配介导癌细胞饥饿；部分纳米药物在转胞吞过程中靶向进入线粒体，在线粒体内ROS响应地释放出喜树碱和肉桂醛，以喜树碱抑制呼吸作用和破坏线粒体NDA，与肉桂醛诱导的放大线粒体氧化应激高效地破坏线粒体；以阻断神经支配介导的饥饿治疗促进破坏线粒体的抗肿瘤效果，高效地杀死癌细胞。效地杀死癌细胞。

【技术实现步骤摘要】
深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物


[0001]本专利技术涉及一种纳米药物及其聚合物载体，尤其涉及一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物，本专利技术还涉及该纳米药物及该纳米药物聚合物载体的制备方法。

技术介绍

[0002]化疗是临床上多种癌症最有效的治疗方法，不幸地是化疗药物具有严重的毒副作用。癌症种类多，发病率和死亡率高，迫切需要开发新的高效抗肿瘤药物。构建聚合物载体，负载化疗药物制备纳米药物，利用纳米药物的形式来传输化疗药物是提高化疗药物抗肿瘤效果的有效途径。近来研究表明，体内实施的纳米药物肿瘤富集少和肿瘤渗透性能差是制约纳米药物抗肿瘤效果的关键因素(Nature Reviews Materials，2016，1，16014.)。如何提高纳米药物的肿瘤富集和肿瘤渗透性能是亟待解决的问题。提高纳米药物血液传输稳定性和血液循环时间，赋予纳米药物主动识别进入肿瘤的性能是提高纳米药物肿瘤富集的有效途径。富集到肿瘤的纳米药物只有能够递送到肿瘤内部才能彻底消灭肿瘤和阻止肿瘤复发，如何提高纳米药物的肿瘤渗透性能是需要进一步解决的问题。
[0003]转胞吞递送是一种主动跨细胞的药物递送方式，通过阳离子介导的电荷吸附或肿瘤渗透肽启动，经小窝蛋白介导的内吞作用进入癌细胞，再由小窝蛋白介导的外泌行为排出癌细胞，可以实现跨细胞传输和在肿瘤内的深层递送(Nature Nanotechnology，2019，14，799
‑
809.)。近来研究发现两性离子结构的聚叔胺氧化物具有与细胞膜可逆结合的性能，在纳米药物表面修饰聚叔胺氧化物可以使纳米药物与红细胞膜结合，进而搭红细胞的便车进行血液传输，实现长血液循环时间，到达肿瘤部位后纳米药物可以从红细胞上脱附下来，继而粘附在癌细胞膜上诱导快速地转胞吞作用进入肿瘤，实现肿瘤富集和深层递送(Biomaterials，2021，277，121128.)。
[0004]精确递送化疗药物到药物起作用的亚细胞靶点可以进一步提高纳米药物的抗肿瘤效果。线粒体是重要的亚细胞器，是细胞的能量工厂和细胞内活性氧(ROS)的主要产生位点，在细胞分化、信号传导、新陈代谢、凋亡控制、多药耐药性发展和癌细胞转移中起着非常重要的作用(Journal of Nanobiotechnology，2021，19(1)，152)。因此，构建纳米药物靶向破坏癌细胞的线粒体，可以有效地杀死癌细胞。然而线粒体致密的双膜结构和高的膜负电位会阻止癌细胞内化疗药物和大分子的进入。传统阳离子型带正电荷的配体，虽然可以靶向进入线粒体，但是血液循环时间短、肿瘤富集差。幸运地是，近来研究发现中性荧光团7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸具有优秀的线粒体靶向和定位能力(European Journal of Medicinal Chemistry，2019，170，45
‑
54.)。
[0005]然而神经细胞和癌细胞的相互作用促进肿瘤的发生和发展(Nature Reviews Cancer，2020，20，143
‑
157.)，使单靶向癌细胞的纳米药物无法取得理想的抗肿瘤效果。癌细胞分泌神经生长因子(NGF)促进肿瘤的神经形成，导致大多数实体瘤处于神经支配的肿
瘤微环境(BMC Cancer，2014，14，484.)。神经细胞通过分泌神经递质传递神经信号，促进癌细胞的生长、增殖、血管化和侵袭(Biochim Biophys Acta，2011，1816，105
‑
18.)。饥饿的癌细胞上调NGF的分泌，通过NGF与神经细胞表面的原肌球蛋白受体激酶
‑
A(TRK
‑
A)结合传导NGF信号，促进神经细胞生长和肿瘤的神经支配，进而饥饿的癌细胞以神经细胞轴突分泌的神经递质作为营养物质实现增殖和存活(Cell，2020，183，1202
‑
1218.)。阻断肿瘤的神经支配可以切断神经细胞和癌细胞的相互联系，阻断癌细胞的营养供应。因此，构建深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物，通过阻断肿瘤神经支配切断癌细胞的营养供给促进靶向破坏癌细胞线粒体的抗肿瘤效果，实现高效地肿瘤治疗。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状提供一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物聚合物载体。
[0007]本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状提供一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物聚合物载体的制备方法。
[0008]本专利技术所要解决的第三个技术问题是提供一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物。
[0009]本专利技术所要解决的第四个技术问题是提供一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物的制备方法。
[0010]本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：设计一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物聚合物载体(K)，该聚合物载体(K)的结构式如下：
[0011][0011][0013]结构式中的n为5
‑
2272的整数，m和k为5
‑
1000的整数。
[0014]本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：提供一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物聚合物载体的制备方法，其特征在于包括如下合成步骤：
[0015](1)、
①
将双端氨基化的聚乙二醇进行除水干燥；往7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸中加入缩合剂活化羧基，将活化的溶液加入到干燥的双端氨基化的聚乙二醇中反应，处理反应液得聚合物(A)；
②
往(A)溶液中加入碱，冰浴搅拌下加入丙烯酰氯反应，处理反应液得聚合物(B)；
[0016](2)、
①
往硫辛酸溶液中加入缩合剂活化羧基，再加入N，N
’‑
二乙基丙二胺进行反应，处理反应液得产物(C)；
②
往(C)溶液中加入双氧水进行反应，处理反应液得产物(D)；
③
往(D)溶液中加入还原剂进行反应，处理反应液得产物(E)；
[0017](3)、
①
往肉桂醛中加入催化量的酸进行活化，再加入半胱胺盐酸盐进行充分反应，随后再加入碱反应，处理反应液得产物(F)；
②
往(F)溶液中加入碱，冰浴搅拌下加入丙烯酰氯进行反应，处理反应液得产物(G)；
[0018](4)、
①
往硫辛酸溶液中加入缩合剂活化羧基，再加入2
‑
乙烯氧基乙醇进行反应，处理反应液得产物(H)；
②
往(H)溶液中加入4
‑
甲基苯磺酸吡啶和拉罗替尼进行反应，处理反应液得产物(I)；往本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深层递送阻断肿瘤神经支配和靶向破坏癌细胞线粒体的纳米药物聚合物载体(K)，该聚合物载体(K)的结构式如下：结构式中的n为5
‑
2272的整数，m和k为5
‑
1000的整数；该聚合物载体(K)的特征在于端基键合靶向线粒体的中性配体7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸，以7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸共轭的聚乙二醇为亲水性链段，疏水性链段为活性氧(ROS)响应的片段，疏水性链段的侧链上键合叔胺氧化物和pH响应的拉罗替尼共轭物。2.一种权利要求1所述聚合物载体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、
①
将双端氨基化的聚乙二醇进行除水干燥；往7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸中加入缩合剂活化羧基，将活化的溶液加入到干燥的双端氨基化的聚乙二醇中反应，处理反应液得聚合物(A)，所述7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸与缩合剂的物质的量之比为1∶1～4，所述双端氨基化的聚乙二醇与7
‑
(二乙氨基)香豆素
‑3‑
甲酸的物质的量之比为1∶1～1.5；
②
往(A)溶液中加入三乙胺，冰浴搅拌下加入丙烯酰氯反应，处理反应液得聚合物(B)，所述(A)与三乙胺与丙烯酰氯的物质的量之比为1∶1～2∶1～2；(2)、
①
往硫辛酸溶液中加入缩合剂活化羧基，再加入N，N
’‑
二乙基丙二胺进行反应，处理反应液得产物(C)，所述硫辛酸与缩合剂的物质的量之比为1∶1～2，所述硫辛酸与N，N
’‑
二乙基丙二胺的物质的量之比为1∶1～2；
②
往(C)溶液中加入双氧水进行反应，处理反应液得产物(D)，所述(C)与双氧水的物质的量之比为1∶1～20；
③
往(D)溶液中加入还原剂进行反应，处理反应液得产物(E)，所述(D)与还原剂的物质的量之比为1∶1～20；(3)、
①
往肉桂醛中加入催化量的酸进行活化，再加入半胱胺盐酸盐进行充分反应，随后再加入碱进行反应，处理反应液得产物(F)，所述肉桂醛与半胱胺盐酸盐与碱的物质的量之比为1∶2～4∶2～4；
②
往(F)溶液中加入碱，再加入丙烯酰氯进行反应，处理反应液得产物(G)，所述(G)与碱和丙烯酰氯的物质的量之比为1∶2～4∶2～4；(4)、
①
往硫辛酸溶液中加入缩合剂活化羧基，再加入2
‑
乙烯氧基乙醇进行反应，处理反应液得产物(H)，所述硫辛酸与缩合剂与2
‑
乙烯氧基乙醇的物质的量之比为1∶1～2∶1～2；
②
往(H)溶液中加入4
‑
甲基苯磺酸吡啶和拉罗替尼进行反应，处理反应液得产物(I)，所述(H)与4
‑
甲基苯磺酸吡啶与拉罗替尼的物质的量之比为1∶2～4∶1～1.5；
③
往(I)中加入还原剂进行反应，处理反应液得产物(J)，所述(I)与还原剂的物质的量之比为1∶1～20；(5)、往(B)溶液中依次加入(E)、(G)和(J)和催化剂碱在氮气保护下进行反应，处理反应液得聚合物载体(K)，所述(B)与(E)与(G)与(J)与碱的物质的量之比为1∶5～1000∶10～2000∶5～1000∶15～3000；上述步骤涉及的各结构式如下
3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐龙，郑芬，刘凯歌，张善铭，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：