肿瘤组织酶敏感的高分子键合药4-arm PEG-AANL-DOX的合成表征及其应用

作     者：孙环娇 

作者单位：湘潭大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张雪飞

授予年度：2015年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 10[医学] 

主      题：高分子键合药 阿霉素 legumain 酶敏感 毒副作用 

摘      要：临床广泛使用的小分子抗癌药阿霉素存在靶向性差、体内血液循环半衰期短、药物利用率低、系统毒性大等问题。而基于高分子载体的纳米药物传输体系相对于小分子抗癌药而言,在癌症治疗方面主要具有以下优势:可调的物理化学性质、提高药物溶解度、延长循环时间、降低毒副作用、基于肿瘤EPR效应的被动靶向并且容易进行化学修饰和功能化。根据药物担载的机制可将高分子型纳米载体分为三类包括通过共价键合的高分子键合药、通过疏水作用制备的聚合物胶束、通过物理包裹的聚合物囊泡。其中通过载体与药物共价键相互作用的高分子键合药,其对环境变化具有较强的稳定性,需要在特定的环境释放有效药物。然而许多高分子键合药由于过于稳定阻碍药物释放,影响疗效,甚至阻碍其在人体的应用。本论文基于肿瘤微环境的特性,通过小分子药物与高分子载体之间的共价相互作用,设计并制备了一种新型具有应用前景的肿瘤微环境特异性legumain蛋白酶敏感的阿霉素高分子键合药物,旨在提高药物对肿瘤的治疗效果同时减少化疗药物可能引起的毒副作用。本论文首先通过使用丁二酸酐将四臂聚乙二醇羧基化,然后用NHS将其活化后与酶敏感间隔基丙氨酸-丙氨酸-天冬酰胺-亮氨酸(AANL)的氨基端发生缩合反应得到4-arm PEG-AANL,最后在PyBOP的催化作用下与阿霉素缩合得到包含酶敏感间隔基的高分子键合前药(4-arm PEG-AANL-DOX)。同时制备了无酶敏感性的键合药4-arm PEG-DOX作为对照。并用1H NMR、GPC、MALDI-TOF对合成产物进行结构表证;动态光散射(DLS)检测结果显示4-arm PEG-AANL-DOX能在水溶液中自组装成粒径31.6±10.82 nm的胶束。体外控制释放实验结果显示,在偏酸性的肿瘤微环境中,legumain蛋白酶能够有效促进4-arm PEG-AANL-DOX的释放;激光共聚焦结果显示,在肿瘤细胞环境中4-arm PEG-AANL-DOX比4-arm PEG-DOX更容易释放药物,并促进药物进入肿瘤细胞;体外细胞毒性实验显示4-arm PEG-AANL-DOX对肿瘤细胞MDA-MB-435和MCE-7有较强的抑制细胞生长能力,但基本没有抑制正常细胞L929细胞的生长;离体阿霉素荧光成像结果表明4-arm PEG-AANL-DOX与游离阿霉素和4-arm PEG-DOX相比具有更强的靶向能力;体内抑瘤实验和安全性评价研究表明4-arm PEG-AANL-DOX具有良好的血液相容性,更重要的是其对肿瘤生长有明显的抑制作用,并且基本无毒副作用,这些特征均显示此legumain酶敏感型高分子键合药有可能成为潜在的多功能协同化高分子纳米载体以应用于癌症治疗领域。