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近年来,靶向药物传递系统(TDDS)作为一种提高药物疗效、减少全身副作用的方法被广泛应用。本研究中,利用肿瘤部位特点,构建双重靶向药物传递系统。首先是构建pH敏感型胶束,利用酸性肿瘤环境增加药物在肿瘤部位的释放,其次是利用肿瘤细胞膜表面暴露的磷脂酰丝氨酸(PS),用PS结合肽(PSBP-6)修饰pH敏感型混合胶束(由聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PDLLA)和聚乙二醇-聚组氨酸(PEG-PHIS)构成),紫杉醇(PTX)作为模型药物,制备主动靶向肿瘤细胞的混合胶束。经测定混合胶束载药量和包封率分别为7.9%和83.5%,混合胶束在pH5.0,6.5,7.4时的体外释放量分别为78.1,56.8,51.4%,表明其为酸触发型药物释放。与未修饰的混合胶束相比,PSBP-6修饰的混合胶束在HeLa细胞系中表现出明显增强的体外细胞毒性和更高的细胞摄取。药代动力学、体内组织分布和荧光成像研究表明,PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS混合胶束具有更长的血液循环时间,更高的肿瘤部位累积。这些结果表明,PS作为一种新的靶点是有优势的,所构建的靶向混合胶束在化疗药物的肿瘤靶向治疗方面具有广阔的应用前景。从四个方面开展实验:
首先,以Boc-His(DNP)-OH·isopropanol和甲氧基聚乙二醇胺为原料,采用开环聚合法合成嵌段共聚物PEG-PHIS,以HCOO-PEG-PDLLA为原料,多肽PSBP-6作为主动靶向配体,采用酰化反应合成另一种嵌段共聚物PSBP-6-PEG-PDLLA。利用核磁共振氢谱进行化学结构确认,证实合成成功。
其次,以紫杉醇(PTX)为模型药物,利用透析法制备载药混合胶束PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS和PTX/PEG-PDLLA/PEG-PHIS,激光纳米粒度仪测得两种胶束的粒径及粒径分布(PDI)分别为220±10nm,0.17±0.03;210±8nm,0.13±0.04。高效液相色谱法(HPLC)检测两种胶束载药量,包封率分别为7.9±1.28%,83.5±4.82%;8.2±0.87%,85.4±4.68%。芘荧光探针法测得PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS的临界胶束浓度(CMC)为4μg/ml,体外释放实验测得PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS在pH5.0、6.5和7.4时的体外释放量分别为78.1%、56.8%和51.4%,证实其为酸敏感型混合胶束。
再次,以泰素(Taxol)为对照,利用细胞毒性实验研究PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS和PTX/PEG-PDLLA/PEG-PHIS的体外抗肿瘤活性,结果显示两种混合胶束的IC50分别为0.149±0.010和0.227±0.036,均低于Taxol的IC50值0.353±0.064,表明该混合胶束体系显著提高药物抗肿瘤活性。采用流式细胞仪检测经配体修饰的混合胶束摄取效率,激光共聚焦显微镜观察细胞摄取效率及机制,结果表明网格蛋白介导的内吞在混合胶束入胞途径发挥重要作用。激光共聚焦观察胶束溶酶体逃逸情况,在酸性细胞器内载体PHIS片段质子化导致胶束结构破坏,胀破溶酶体,提高药物在细胞质内的释放和分布,进一步提高治疗效应。
最后,通过药代动力学、组织分布及小动物活体成像实验考察载药胶束体内分布及抗肿瘤活性。尾静脉注射Taxol和PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS,记录血药浓度随时间变化,计算药代动力学参数,PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS和Taxol的消除半衰期(t1/2)分别为3.418±0.624h和0.840±0.153h,清除率分别为0.210±0.020L/h和0.860±0.128L/h,表明混合胶束体系延长了紫杉醇的血液循环时间,从而更加持久的发挥药效;组织分布记录混合胶束在肿瘤部位及各脏器的累积量,结果显示相对于Taxol,PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS在肿瘤部位累积更多;小动物活体成像实验也证实了PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS在肿瘤部位的累积更多,且消除更慢,表明胶束具有良好靶向性和稳定性。
首先,以Boc-His(DNP)-OH·isopropanol和甲氧基聚乙二醇胺为原料,采用开环聚合法合成嵌段共聚物PEG-PHIS,以HCOO-PEG-PDLLA为原料,多肽PSBP-6作为主动靶向配体,采用酰化反应合成另一种嵌段共聚物PSBP-6-PEG-PDLLA。利用核磁共振氢谱进行化学结构确认,证实合成成功。
其次,以紫杉醇(PTX)为模型药物,利用透析法制备载药混合胶束PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS和PTX/PEG-PDLLA/PEG-PHIS,激光纳米粒度仪测得两种胶束的粒径及粒径分布(PDI)分别为220±10nm,0.17±0.03;210±8nm,0.13±0.04。高效液相色谱法(HPLC)检测两种胶束载药量,包封率分别为7.9±1.28%,83.5±4.82%;8.2±0.87%,85.4±4.68%。芘荧光探针法测得PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS的临界胶束浓度(CMC)为4μg/ml,体外释放实验测得PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS在pH5.0、6.5和7.4时的体外释放量分别为78.1%、56.8%和51.4%,证实其为酸敏感型混合胶束。
再次,以泰素(Taxol)为对照,利用细胞毒性实验研究PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS和PTX/PEG-PDLLA/PEG-PHIS的体外抗肿瘤活性,结果显示两种混合胶束的IC50分别为0.149±0.010和0.227±0.036,均低于Taxol的IC50值0.353±0.064,表明该混合胶束体系显著提高药物抗肿瘤活性。采用流式细胞仪检测经配体修饰的混合胶束摄取效率,激光共聚焦显微镜观察细胞摄取效率及机制,结果表明网格蛋白介导的内吞在混合胶束入胞途径发挥重要作用。激光共聚焦观察胶束溶酶体逃逸情况,在酸性细胞器内载体PHIS片段质子化导致胶束结构破坏,胀破溶酶体,提高药物在细胞质内的释放和分布,进一步提高治疗效应。
最后,通过药代动力学、组织分布及小动物活体成像实验考察载药胶束体内分布及抗肿瘤活性。尾静脉注射Taxol和PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS,记录血药浓度随时间变化,计算药代动力学参数,PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS和Taxol的消除半衰期(t1/2)分别为3.418±0.624h和0.840±0.153h,清除率分别为0.210±0.020L/h和0.860±0.128L/h,表明混合胶束体系延长了紫杉醇的血液循环时间,从而更加持久的发挥药效;组织分布记录混合胶束在肿瘤部位及各脏器的累积量,结果显示相对于Taxol,PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS在肿瘤部位累积更多;小动物活体成像实验也证实了PTX/PSBP-6-PEG-PDLLA/PEG-PHIS在肿瘤部位的累积更多,且消除更慢,表明胶束具有良好靶向性和稳定性。