专利名称：一种酶促式断裂peg化脂质材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制备脂质体的新型的PEG化脂质材料，具体涉及酶促式断裂PEG 化脂质材料。
背景技术：
经过多年的研究与发展，脂质体已广泛用作抗癌药物的载体。美国FDA目前已批准脂质体制剂用于恶性肿瘤的临床治疗，如阿霉素脂质体，柔红霉素脂质体等(Davis，Μ. Ε. , Chen, Ζ. G，Shin, D. Μ. ，Nanoparticle therapeutics: An emerging treatment modality for cancer. Nat. Rev. Drug Discov. 2008, 7, 771-782·)。另外随着基因药物治疗的发展，脂质体在肿瘤的基因治疗领域中也充当着重要的载体角色。然而普通脂质体在肿瘤治疗的应用过程中存在以下问题传统的脂质体在体内很容易被网状内皮系统(RES)快速清除，在体内循环时间短从而不容易达到肿瘤部位(G. L. Scherphofj J. D.，H. H. Spanjerj J. T. P. Derksenj F. H. Roerdink.，Uptake and Intracellular Processing of Targeted and Nontargeted Liposomes by Rat Kupffer Cells In Vivo and In Vitro. Ann. NY. Acad. Sci· 1985, 446 368 - 384.);传统脂质体在体内易聚集于肝和脾，而靶向到肿瘤组织的药物较少，特定靶向性不强；另外，传统脂质体的稳定性较差。研究表明，聚乙二醇(PEG)修饰脂质体可以显著地解决传统脂质体存在的弊端。 经在脂质体膜层嵌入PEG，利用PEG的强亲水性和柔软性而在脂质体表面形成水分子层， 阻断体内生物素等分子与脂质体结合，避免了脂质体被免疫系统吞噬，大大延长脂质体体内消除半衰期(Papahadjopoulos D, A. T. , Gabizon A, Mayhew E, Matthay K, Huang SKj Lee KDj Woodle MCj Lasic DDj Redemann C，et al.，Sterically stabilized liposomes: improvements in pharmacokinetics and antitumor therapeutic efficacy. Proc Natl Acad Sci USA. 1991 88, 11460-4.)，继而通过 EPR 效应聚集于肿瘤(H. Maedaj T. S·，T. Konno., Mechanism of tumor targeted delivery of macromoIecuIar drugs, including the EPR effect in solid tumor and clinical overview of the prototype polymeric drug SMANCS. J. Control. Release 2001,74, 47 - 61·)。另外， 在亲水性PEG的保护下，脂质体之间的聚集减小，从而在储存期的稳定性增强。PEG修饰脂质体虽然可以很好地提高脂质体在体内的性能，但是PEG也抑制了脂质体和肿瘤细胞之间的相互作用，使基因的转染效率或抗癌药物治疗效果降低(S. Misharj P. I，M. E. Davis. , PEGylation signi cantly affects cellular uptake and intracellular traf eking of non-viral gene delivery particles. Eur. J. Cell Biol 2004, 97-111·)。因此PEG在修饰脂质体的应用中遇到了进退两难的局面，需要适当的策略来解决这个难题(Hiroto Hatakeyamaj H. A. , Hideyoshi Harashimaj A multifunctional envelope type nano device (MEND) for gene delivery to tumours based on theEPR effect: A strategy for overcoming the PEG dilemma. Advanced Drug Deli very Reviews 2011，似152 - 160.)。首先，最直接的方式是在PEG化的载体上连接一个主动靶向配体，从而提高载体和靶细胞之间的选择性、结合力以及摄取。但是延伸的PEG长链仍可能会影响配体与细胞受体的结合。另一种策略是利用体内微环境的一些特征移除载体上的 PEG长链。已有研究者报道通过改变PEG与脂质体材料之间的化学键，利用人的生理或病理条件使PEG链在循环过程中或到达靶部位后从脂质体表面脱落，以提高脂质体所携载的药物或基因进入细胞的数量。与传统长循环材料不同，可断裂PEG-脂质衍生物通常经二硫键、乙烯醚键或肽键等连接PEG与脂溶性材料，其断裂的方式一般为硫解、酸解或酶解。目如研究最多的是_■硫键连接的PEG与脂质衍生物。Maeda等(Maeda T, F. K. , A reduction-triggered delivery by a liposomal carrier possessing membrane-permeable ligands and a detachable coating. Colloids Surf B Biointerfaces 2006, 49 (I), 15-21.)通过二硫键连接聚乙二醇与二油酰磷脂酰乙醇胺 (PEG-S-S-DOPE)修饰脂质体。实验证明加入还原剂半胱氨酸会使二硫键断裂，脂质体的内化变得相对容易。但是二硫键在体内会很快断裂，限制了二硫键的应用。研究报道(ShinJ, S. P. , Thompson DH. , Acid-triggered release via dePEGylation of DOPE liposomes containing acid-labile vinyl ether PEG-lipids. J Control Release 2003,^7, 187-200.)将酸敏感的PEG-脂质材料修饰的包封钙黄绿素的脂质体与不同pH值的缓冲溶液孵育，结果表明随pH值降低，钙黄绿素释放量增加， 说明所合成的PEG-脂质材料具有在酸环境下脱PEG的特性。但是体内环境复杂，pH值多变。酸敏感的PEG-脂质材料在体内的特性不易控制。Zhang等(Zhang JX, Z. S.， Mullah N, Pechar M, Allen TM. , Pharmaco attributes of dioIeoylphosphatidylet hanolamine/cholesterylhemisuccinate liposomes containing different types of cleavable lipopolymers. Pharmacol Res 2004, 49, 185-98.)以甘氛酸-苯丙氛酸-亮氨酸-甘氨酸-氨基乙醇片段连接PEG与DSPE，以可酶解的四肽作为断裂的位点，合成的 PEG-GFLG-DSPE四肽连接物与普通二硫键相比则表现出较高的体内稳定性和蛋白水解断裂的敏感性。小肽片段在体内很容易被一些内源性物质降解，以达到脱掉PEG链段的目的。为了克服现有技术中PEG衍生化的脂质的一系列缺陷，尤其是在肿瘤治疗时，避免被网状内皮系统(RES)快速清除，增加其在体内循环时间，从而促进达到肿瘤部位,增加其肿瘤组织的特定靶向性，提出了本发明。
发明内容
本发明的目的之一提供一种新型的PEG化脂质材料，以解决PEG修饰脂质体时遇到的问题。本发明的目的之一提供一种PEG修饰的胆固醇类脂材料，其比PEG修饰的磷脂类脂材料更稳定。本发明的目的之一提供一种PEG修饰的胆固醇类脂材料在制备治疗肿瘤药物中的用途，具有更好的肿瘤靶向性和体内循环时间。在肿瘤研究中，基质金属蛋白酶(Matrix metalloproteinase, MMP)因其对细胞外基质具有降解和重塑功能而在肿瘤的入侵和转移过程中发挥着重要的作用。有研究指Hj (Chau, Y. , Padera, R. F·，Dang, N. M. , Langer, R. , Antitumor efficacy of a novel polymer-peptide-drug conjugate in human tumor xenograft models. Int. J. Cancer 2006,118, 1519-1526.)，许多类型的肿瘤如乳腺癌、结肠癌、肺癌、肝癌等均过度表达MMP。本发明人因此利用MMP与其底物肽的反应，设计一种肿瘤特异性断裂的PEG化脂质材料，因其在体内具有特异性，这种酶促式断裂设计比PH敏感及二硫键断裂更适合用于肿瘤治疗领域。现有技术中，PEG多修饰于磷脂衍生物上。本发明人通过研究证明胆固醇作为脂质体的一个重要组成成分，虽然本身并不形成膜结构，但是能以一定比例插入磷脂膜中，稳定脂质体的结构，而且，与磷脂相比，胆固醇的结构更稳定、更适合用于PEG化修饰。本发明的目的之一提供一种将PEG和胆固醇通过MMP的底物肽相连接形成新型的酶促式断裂PEG化脂质材料，即PEG-MMP底物肽-胆固醇。本发明的酶促式断裂PEG化脂质材料制备的脂质体在PEG的掩蔽作用下可躲避机体免疫系统的作用，延长其在血液中的循环时间；当到达肿瘤部位时,肿瘤细胞大量分泌的 MMP与其底物发生相互作用，将脂质体表面的PEG脱落下去，以避免PEG阻碍脂质体和肿瘤细胞的接触，进而达到肿瘤靶向性、提高疗效的目的。本发明的目的之一提供了一种由本发明的酶促式断裂PEG化脂质材料制备的药物载体，优选是治疗肿瘤的化学药物或基因的载体。本发明所述的载体选自脂质体、微球等。本发明优选提供了一种酶促式断裂PEG修饰的胆固醇用于制备抗癌药物或基因的脂质体的方法。 本发明的目的之一提供了一种酶促式断裂PEG修饰的胆固醇(PEG-MMP底物肽-胆固醇)，其构如下
式I。
权利要求
1.一种将PEG或其衍生物与胆固醇通过MMP的底物肽相连接形成的酶促式断裂PEG化脂质材料，即PEG-MMP底物肽-Choi。
2.根据权利要求I所述的酶促式断裂PEG化脂质材料，其特征在于PEG-MMP底物肽-Chol的结构通式如下式(I)
3.根据权利要求2所述的酶促式断裂PEG化脂质材料，其特征在于式(I)中的P印tide 为酶促式断裂的短肽，选自多种肿瘤高表达的基质金属蛋白酶的底物，即MMP底物肽。
4.根据权利要求3所述的酶促式断裂PEG化脂质材料，其特征在于所述MMP底物肽选自 GPQG 丨 IAGQ，GPQG 丨 IWGQ，GPQG 丨 IAGQ，VPMS 丨 MRGG，IPVS 丨 LRSG，RPFS 丨 MMG， VPLS 丨 LTMG，VPLS 丨 LYSG，IPES 丨 LRAG，SGESPAY 丨 YTA，GGYAE 丨 LRMGG，GGPLG 丨 LYAGG， GPLG丨LWAR (丨代表酶断裂位点)。
5.根据以上任一项权利要求所述的的酶促式断裂PEG化脂质材料，其特征在于所述 PEG或其衍生物的分子量范围为约1000-约30000道尔顿。
6.以上任一项权利要求所述的的酶促式断裂PEG化脂质材料，其特征在于所述胆固醇与MMP底物肽通过硫醚键相连。
7.一种酶促式断裂PEG修饰的胆固醇的制备方法，包括以下步骤(1)PEG或其衍生物与MMP底物肽-SH连接；(2)胆固醇与溴乙酰氯形成胆固醇溴乙酰酯；(3)步骤(2)所得的胆固醇溴乙酰酯与步骤(I)所得的PEG-MMP底物肽-SH通过硫醚键连接得到PEG-MMP底物肽-Choi。
8.一种由权利要求1-7任一项所述的PEG-MMP底物肽-Chol制成的药物载体，所述载体优选为脂质体、微球。
9.权利要求1-7任一项所述的PEG-MMP底物肽-Chol在制备抗癌药物或基因的脂质体中的用途。
全文摘要
本发明提供了一种酶促式断裂PEG修饰的胆固醇脂质材料，并提供了该材料的合成方法。使用该材料制备的脂质体可躲避免疫系统的吞噬，同时在肿瘤细胞分泌的基质金属蛋白酶的作用下，PEG可以脱落下来。既达到肿瘤靶向性的目的，又不会阻碍药物与肿瘤细胞的相互作用。该材料适用于制备抗癌药物或基因的一些载体。
文档编号A61K48/00GK102600080SQ201210084929
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月28日 优先权日2012年3月28日
发明者万瑜, 孙逊, 张志荣, 龚涛 申请人:四川大学