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基于阳离子自由基的基因递送系统的制备及其在胰腺癌治疗中的应用技术方案

技术编号:40512190 阅读:26 留言:0更新日期:2024-03-01 13:28
本发明专利技术公开了一种基于阳离子自由基的基因递送系统的制备及其在胰腺癌治疗中的应用。本发明专利技术合成了一系列吡咯化合物,其结构式如式I或式III所示;然后对这些化合物进行筛选,发现2,5‑二甲基‑1‑苯基‑1H‑吡咯衍生物在酸性环境下迅速转化为红‑近红外发射的吡咯自由基阳离子(P·+),说明吡咯自由基分子具有优异的生物成像能力。本发明专利技术进一步将吡咯自由基阳离子P6·+作为线粒体靶向功能化基因载体,通过静电吸附的方式与KRAS siRNA结合,自组装形成P6@siKRAS双功能纳米颗粒,能够有效地诱导胰腺癌细胞中mutp53和致癌KRAS蛋白的同时降解,为胰腺癌提供了一种新的治疗策略。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米生物医学领域,特别涉及一种基于阳离子自由基的基因递送系统的制备及其在胰腺癌治疗中的应用


技术介绍

1、胰腺癌是一种恶性程度极高的消化系统肿瘤,早期诊断困难,一旦发病,进展迅速,总体手术切除率低、术后复发率或转移发生率高,预后极差,总体5年生存率仅为4.1%,被称为“癌中之王”。以吉西他滨为基础的传统核苷类似物化疗药物是胰腺癌治疗的中流砥柱,但其作用有限。

2、近年来,随着肿瘤分子(egfr、igf和vegf等信号转导通路相关分子)靶向药物的研究不断深入,虽初步在胰腺癌辅助治疗及晚期胰腺癌治疗中获益,但对胰腺癌生存期的改善仅有6个月。终究其原因,首先,胰腺癌是一种在遗传学上具有挑战性的复杂疾病,平均每个肿瘤细胞存在63个不同的基因突变。基因的异质性或靶标分子的不确定性使胰腺癌非常难治,许多新药的研制难以获得成功。当前免疫疗法在许多实体瘤中的有效应用正在改变肿瘤治疗的格局,也给胰腺癌患者带来了希望。然而,独特的肿瘤微环境导致了胰腺癌与其他实体肿瘤相比具有抗原特异性低、抗原暴露差、肿瘤微环境中缺乏效应t细胞浸润且免疫细胞受到各种细胞及细胞因子的抑制等特点,最终导致了胰腺癌的免疫治疗效果欠佳。

3、胰腺癌除了高度异质性、丰富的间质组织,复杂的基因突变更是胰腺癌药物研发面临的一大挑战。研究显示,胰腺癌患者高频体系突变基因包括kras(83.2%)、tp53(70.6%)、cdkn2a(28.8%)、smad4(23.0%)、arid1a(12.8%)和cdkn2b(8.9%)。大部分患者携带rtk/ras/mapk信号通路突变(90.7%)。已有研究表明kras致癌突变在胰腺癌致瘤性生长的开始、进展和维持中起着关键的遗传驱动作用。kras的激活突变导致gtpase活性丧失,导致下游促增殖和促生存通路持续激活,包括raf/mek/erk和pi3k/akt。尽管针对kras癌蛋白的靶向治疗进行了40年的研究,但直到最近,针对krasg12c突变的共价抑制剂amg510才于2021年5月获得fda的批准。尽管如此,kras癌基因中各种密码子突变的存在导致多种形式的kras突变蛋白,这对有效靶向其他kras突变提出了巨大挑战。tp53突变是pdac中第二常见的基因改变。研究表明大约70%的pdac病例表现为tp53热点错义突变,导致tp53肿瘤抑制功能丧失。此外,携带p53热点突变的小鼠比p53杂合或无突变的小鼠表现出更具侵略性,这表明突变型p53(mutp53)发挥了功能获得功能。已有文献表明突变型p53与突变kras致癌信号轴之间的存在紧密的联系,共同促进胰腺癌的生长,转移和免疫排斥。因此,针对多个关键驱动癌基因因素的联合治疗方法可能为胰腺癌治疗带来希望。


技术实现思路

1、本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种吡咯自由基分子。

2、本专利技术的另一目的在于提供所述吡咯自由基分子的制备方法。

3、本专利技术的再一目的在于提供所述吡咯自由基分子的应用。

4、本专利技术的目的通过下述技术方案实现:

5、一种吡咯自由基分子,其结构式如式i或式iii所示:

6、

7、其中,r1为-h或-och3;r2为-h或-och3;r3为-h、-och3、-br或-f。

8、所述的吡咯自由基分子,优选为p-3och3、p-och3、p6-br、p6-f和p6中的至少一种,其结构式如式iv~式viii所示:

9、

10、所述的吡咯自由基分子的制备方法,包括如下步骤:

11、s1、将苯胺类化合物与2,5-己二酮溶于四氢呋喃中,加入碘作为催化剂,室温搅拌反应,再加入过量海波溶液后继续搅拌反应,待反应结束后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥有机相,旋蒸除去溶剂,柱层析纯化残留物,得到如式i所示的吡咯自由基分子;

12、s2、将草酰氯在冰浴条件下滴加到n,n-二甲基甲酰胺中,然后加入二氯甲烷溶解产生的白色固体,再加入步骤s1中得到的吡咯自由基分子和过量氢氧化钠水溶液,室温搅拌反应,待反应结束后用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥有机相,旋蒸除去溶剂,柱层析纯化残留物,得到如式ii所示的中间产物;

13、s3、将s2中得到的中间产物溶解到甲醇中,在冰浴条件下加入硼氢化钠,搅拌反应,待反应结束后旋蒸除去甲醇,洗涤,收集不溶固体冻干,得到如式ⅲ所示的吡咯自由基分子。

14、步骤s1中所述的苯胺类化合物优选为3,4,5-三甲氧基苯胺、4-甲氧基苯胺、4-溴苯胺和4-氟苯胺中的至少一种。

15、步骤s1中所述的苯胺类化合物、2,5-己二酮、碘和海波的摩尔比为5:6~10:0.5:10~20;优选为5:6:0.5:10。

16、步骤s1中所述的四氢呋喃的用量为按每毫摩尔苯胺类化合物配比10~20毫升四氢呋喃计算;优选为按每毫摩尔苯胺类化合物配比10毫升四氢呋喃计算。

17、步骤s1中所述的室温搅拌反应的时间为36~48小时;优选为36小时。

18、步骤s1中所述的海波溶液的浓度优选为1mmol/ml。

19、步骤s1中所述的继续搅拌反应的时间为1~2小时;优选为1小时。

20、步骤s1和s2中所述的用饱和食盐水洗涤的次数为3次以上。

21、步骤s1中所述的柱层析为200~300目硅胶柱柱层析,所用的洗脱液由石油醚和乙酸乙酯按体积比为8:1混合得到。

22、步骤s2中所述的草酰氯、n,n-二甲基甲酰胺、吡咯自由基分子和氢氧化钠的摩尔比为4:4:4:5~10。

23、步骤s2中所述的二氯甲烷的用量为按每毫摩尔草酰氯配比5毫升二氯甲烷计算。

24、步骤s2中所述的室温搅拌反应的时间为1~2小时。

25、步骤s2中所述的柱层析为200~300目硅胶柱柱层析,所用的洗脱液由石油醚和乙酸乙酯按体积比为4:1混合得到。

26、步骤s3中所述的中间产物优选为2,5-二甲基-1-苯基-1h-吡咯-3-甲醛。

27、步骤s3中所述的中间产物与硼氢化钠的摩尔比为1:2~4;优选为1:2。

28、步骤s3中所述的甲醇用量为按每毫摩尔中间产物配比4~15毫升甲醇计算。

29、步骤s3中所述的洗涤为采用超纯水洗去残留的无机盐。

30、步骤s3中所述的室温搅拌反应的时间为2~3小时;优选为2小时。

31、一种阳离子自由基分子,通过上述吡咯自由基分子加入到盐酸溶液中,经超声处理后冷冻干燥获得。

32、所述的盐酸溶液为ph=1±0.1的盐酸溶液;优选为ph=1的盐酸溶液。

33、所述的盐酸溶液的用量为按每毫克吡咯自由基分子配比0.08毫升盐酸溶液计算。

34、所述的超声处理的功率为40khz。

35、所述的超声处理的时间为1~1.5小时;优选为1小时。

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【技术保护点】

1.一种吡咯自由基分子,其特征在于,结构式如式I或式III所示:

2.根据权利要求1所述的吡咯自由基分子,其特征在于:所述的吡咯自由基分子为P-3OCH3、P-OCH3、P6-Br、P6-F和P6中的至少一种,其结构式如式IV~式VIII所示:

3.权利要求1或2所述的吡咯自由基分子的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的吡咯自由基分子的制备方法,其特征在于:

5.一种阳离子自由基分子,其特征在于:通过权利要求1或2所述的吡咯自由基分子加入到盐酸溶液中,经超声处理后冷冻干燥获得。

6.一种含有吡咯自由基分子的纳米颗粒,其特征在于:通过将权利要求1或2所述的吡咯自由基分子和葫芦[7]脲加入到水中,经水浴超声获得。

7.一种自组装双功能纳米颗粒,其特征在于:通过将KRAS siRNA和权利要求6所述的含有吡咯自由基分子的纳米颗粒加入到水中,经室温孵育后离心收集获得;其中,KRAS siRNA的核苷酸序列如下:

8.权利要求1~2任一项所述的吡咯自由基分子、权利要求5所述的阳离子自由基分子、权利要求6所述的含有吡咯自由基分子的纳米颗粒和权利要求7所述的自组装双功能纳米颗粒中的至少一种在制备生物成像剂、基因递送载体和/或治疗胰腺癌的药物中的应用。

9.权利要求1~2任一项所述的吡咯自由基分子、权利要求5所述的阳离子自由基分子、权利要求6所述的含有吡咯自由基分子的纳米颗粒和权利要求7所述的自组装双功能纳米颗粒中的至少一种在制备降解突变p53蛋白、降解KRAS蛋白和/或下调KRAS基因的表达水平的产品中的应用。

10.权利要求1~2任一项所述的吡咯自由基分子、权利要求5所述的阳离子自由基分子、权利要求6所述的含有吡咯自由基分子的纳米颗粒和权利要求7所述的自组装双功能纳米颗粒中的至少一种在制备化疗药物增敏剂中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种吡咯自由基分子,其特征在于,结构式如式i或式iii所示:

2.根据权利要求1所述的吡咯自由基分子,其特征在于:所述的吡咯自由基分子为p-3och3、p-och3、p6-br、p6-f和p6中的至少一种,其结构式如式iv~式viii所示:

3.权利要求1或2所述的吡咯自由基分子的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

4.根据权利要求3所述的吡咯自由基分子的制备方法,其特征在于:

5.一种阳离子自由基分子,其特征在于:通过权利要求1或2所述的吡咯自由基分子加入到盐酸溶液中,经超声处理后冷冻干燥获得。

6.一种含有吡咯自由基分子的纳米颗粒,其特征在于:通过将权利要求1或2所述的吡咯自由基分子和葫芦[7]脲加入到水中,经水浴超声获得。

7.一种自组装双功能纳米颗粒,其特征在于:通过将kras sirna和权利要求6所述的含有吡咯自由基分子的纳米颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员:张云娇钱洁颖杨振宇张旺
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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