一种紫草素靶向递送胶束及其制备方法和用途

本发明涉及药物领域，具体涉及一种紫草素靶向递送胶束及其制备方法和 用途。

背景技术：

1、三阴性乳腺癌(tnbc)是一种高度侵袭性、经常复发且预后差的乳腺癌亚 型。目前可用的药物由于缺乏有效的靶点，导致tnbc被认为是不治之症。因此， tnbc治疗迫切需要新的治疗策略。线粒体是一种细胞器，已被证实影响肿瘤发 生的几乎所有步骤，是开发抗癌药物的一个有希望的靶点。就tnbc而言，肿瘤 细胞中最常见的代谢表型是线粒体型，其次是谷氨酰胺分解和糖酵解型。此外， tnbc的进展伴随着线粒体生物合成的增强，而线粒体生物合成的抑制有效地降 低了tnbc细胞的侵袭和转移能力。因此，这些临床研究提示线粒体靶向药物治 疗可能是克服非靶向tnbc的潜在策略。

2、三苯基膦(tpp)这种阳离子化合物，通常被用作介导纳米颗粒线粒体靶向 性的特异性配体。据报道，其在线粒体膜负电位引导下协助纳米粒穿过膜孔，促 进纳米颗粒在线粒体中的积累。然而，开发tpp修饰的线粒体靶向纳米颗粒的主 要障碍是克服循环中的消除以最大限度地扩大肿瘤病灶分布。在存在生物流体 的情况下，阳离子纳米颗粒表面形成“蛋白质冠”，通常导致纳米颗粒通过网状 内皮系统(res)或单核吞噬细胞系统(mps)从循环中清除。几十年来，人们 提出了许多策略来克服这些挑战，例如通过在纳米颗粒表面掺入聚乙二醇(peg) 来逃避免疫监视，并结合肿瘤细胞靶向部分以促进纳米颗粒在肿瘤中的积累。然 而，越来越多的证据显示聚乙二醇化和配体介导的主动靶向策略存在局限性，包括反复注射聚乙二醇化纳米颗粒容易诱导抗聚乙二醇免疫反应以及由于不可控 修饰导致的主动靶向效率低下。

3、紫草素(sk)是从紫草根中提取的主要活性成分，由于对多种癌症具有强 大的抑制活性，成为一种很有前途的抗癌候选药物。sk干扰线粒体能量产生和 ros生成，导致凋亡的诱导。研究发现，sk在体外和活体内都能有效抑制tnbc 细胞的生长和转移，这表明sk是治疗tnbc的一种有吸引力的生物活性化合物。 然而，sk具有较高的亲脂性，容易被氧化和聚合，导致稳定性差和口服生物利 用度低。因此，为实现tnbc的最佳抗癌效果，有必要开发一种协助sk克服体内 屏障并在肿瘤病变处特别是细胞线粒体部位实现特异性积聚的递送材料，从而 更有效的发挥紫草素的抗癌作用。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，一方面，本发明提供一种紫草素靶向胶束， 所述胶束由红细胞膜或经改性的红细胞膜包覆含负载紫草素(简称sk)的阳离 子纳米颗粒，所述负载紫草素的阳离子纳米颗粒中，紫草素与嵌段共聚物tpp- pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2、mpegn3-pclm3的pcl端形成疏水内核， peg在中间形成亲水层。

2、根据本发明的实施方案，所述红细胞膜或经改性的红细胞膜在tpp的静电 吸附力作用下在外侧形成具有仿生功能的壳。未结合红细胞膜的tpp具有对线 粒体的靶向功能。

3、根据本发明的实施方案，tpp即pph3br-(ch2)4-cooh的缩写。tpp通过羧 基与nh2-pegn1-pclm1经缩合反应相连。所述tpp-pegn1-pclm1如下结构所示：

4、

5、所述tpp-pegn1-pclm1中，n1选自1000-5000，优选的，为2000-3500，例 如为2000；m1选自5000-10000，优选的，为5000-8000，例如为6600；

6、根据本发明的实施方案，所述tpp-pegn2-hyd-pclm2如下结构所示：

7、

8、所述tpp-pegn2-hyd-pclm2中，n2选自1000-5000，优选的，为2000-3500， 例如为3400；m2选自5000-10000，优选的，为5000-8000，例如为6600。

9、所述mpegn3-pclm3结构如下所示：

10、

11、n3选自1000-5000，优选的，为2000-3500，例如为2000；m3选自2000- 10000，优选的，为5000-8000，例如为6600。

12、根据本发明的实施方案，所述经改性的红细胞膜为通过fa-pegn4-fa改性 的红细胞膜；其中fa代表叶酸，所述fa-pegn4-fa结构如下所示：

13、

14、其中，n4选自500-8000，优选的，为1000-5000，例如为1000，2000，3400。

15、根据本发明的实施方案，所述经改性的红细胞膜(红细胞膜简写为rbcm) 的制备方法包括如下步骤：

16、使用具有不同peg长度的fa-pegn4-fa与rbcm以1:1的质量比孵育。优 选的，在37℃下预混合20-40min，可使fa-pegn4-fa插入rbcm的外膜。

17、根据本发明的实施方案，所述经改性的红细胞膜的制备方法具体包括如下 步骤中的一步或多步：

18、(a1)收集红细胞并分离红细胞膜，并在pbs(1x)中重新悬浮；

19、(b1)改性前，对rbcm进行超声波浴处理(200w)4-10分钟；

20、(c1)使用fa-pegn4-fa与rbcm以1:1的质量比孵育，在37℃下预混合 20-40min，可使fa-pegn4-fa插入rbcm的外膜；

21、(d1)超滤去除未结合的fa-pegn4-fa。

22、根据本发明的实施方案，在孵化之前，通过bca蛋白质分析试剂盒定量 rbcm的蛋白质浓度；所述蛋白质浓度为1.5mg/ml；

23、根据本发明的实施方案，所述fa-pegn4-fa溶解在dmso中，浓度为50- 100mg/ml，例如为80mg/ml。

24、根据本发明的实施方案，所述tpp-pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2的 制备方法包括如下步骤：

25、(a2)将tpp和edcl分别溶解于有机溶剂a中；

26、(b2)将hobt溶解于有机溶剂b中；

27、(c2)将步骤(a)和(b)的溶液加入反应容器，并在室温下搅拌20-60分 钟；

28、(d2)将nh2-pegn1-pclm1(0.86g，0.1mmol)或nh2-pegn2-hyd-pclm2溶 解于有机溶剂b中并逐滴添加到步骤(c)所得溶液中，在室温、氮气下搅拌过 夜；

29、(e2)将步骤(d)所得反应混合液用去离子水透析(mwco，3500da)12- 36小时并冷冻干燥，即获得tpp-pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2。

30、根据本发明的实施方案，所述有机溶剂a选自二甲基亚砜，丙酮中的一种 或两种；有机溶剂b选自四氢呋喃，丙酮中的一种或两种。

31、根据本发明的实施方案，所述负载紫草素的阳离子纳米颗粒中，所述tpp- pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2、mpegn3-pclm3的质量比为1-10：1-10： 1-10；优选的，为1:1:2。

32、根据本发明的实施方案，所述负载紫草素的阳离子纳米颗粒采用如下方法 制备：

33、(a3)将所述tpp-pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2、mpegn3-pclm3和 sk溶解于有机溶剂c中，并在搅拌下注入去离子水；

34、(b3)在室温下搅拌0.2-1小时，蒸发溶液以去除有机溶剂，离心超滤10- 40min，通过0.45μm-0.8μm过滤器分离并去除未利用的sk。

35、根据本发明的实施方案，所述有机溶剂c选自丙酮，二甲基亚砜、四氢呋 喃中的一种或多种；所述嵌段聚合物tpp-pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2、 mpegn3-pclm3的总和质量与sk的质量比值为1:10-50，优选为1:15-25，例如 为1:20；所述sk与有机溶剂的质量体积比为1:1-4mg/ml，例如为1:2mg/ml。 所述离心超滤优选用amicon ultra-15管(mwco100kda)对得到的溶液进行 3次3500×g离心超滤。

36、根据本发明的实施方案，所述红细胞膜或经改性的红细胞膜包覆采用如下 方案：

37、(a4)将负载紫草素的阳离子纳米颗粒加入所述红细胞膜或经改性的红细 胞膜溶液的pbs溶液中，旋转20-40秒，并在37℃下培养20-40min；

38、(b4)对溶液进行超声处理；

39、(c4)使用挤出机通过200nm聚碳酸酯膜挤出以接收thtm/sk@rbcm和 thtm/sk@fp-rbcm。

40、根据本发明的实施方案，所述超声条件为在水浴超声波200w，4-6分钟条 件下；所述负载紫草素的阳离子纳米颗粒与所述红细胞膜或经改性的红细胞膜 的质量比为10-80:1，优选为10:1。

41、又一方面，本发明提供所述紫草素靶向胶束的制备方法，所述制备方法包括 如下步骤：

42、(1)制备嵌段共聚物tpp-pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2；优选的， 采用如前文所述方法；

43、(2)采用嵌段共聚物tpp-pegn1-pclm1、tpp-pegn2-hyd-pclm2、mpegn3- pclm3制备负载紫草素的阳离子纳米颗粒；优选的，采用如前文所述方法；

44、(3)采用红细胞膜或经改性的红细胞膜包覆所述负载紫草素的阳离子纳米 颗粒；优选的，采用如前文所述方法。

45、又一方面，本发明提供所述紫草素靶向胶束在制备治疗癌症的药物中的应 用。

46、又一方面，本发明提供所述紫草素靶向胶束在制备抑制癌症细胞中线粒体 生物合成的药物中的应用。

47、根据本发明的实施方案，所述癌症包括上皮细胞源性的癌症，例如选自乳腺 癌、基底细胞癌、腺癌、胃肠癌、唇癌、口腔癌、食管癌、小肠癌、胃癌、结肠 癌、肝癌、膀胱癌、胰腺癌、卵巢癌、宫颈癌、肺癌、皮肤癌、前列腺癌和肾细 胞癌；优选的，所述乳腺癌为三阴乳腺癌。

48、有益效果

49、本发明通过有效的递送载体体系，可以将紫草素活性成分有效富集在治疗 靶点，有利于提高临床治疗效果和顺应性，增效减毒。