一种表面糖修饰聚合物胶束及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种表面糖修饰聚合物胶束及其制备方法和应用，属于药物和药剂学 领域。
【背景技术】
[0002] 化疗作为现阶段应用于癌症治疗最有效的方法之一。其效果往往不够理想，主要 原因在于化疗的靶向给药性能差，同时易造成对正常组织的毒副作用，并且在长期使用过 程中，化疗容易产生耐药性。药物载体的应用则可以通过实现抗癌药物靶向输送进而达到 治疗癌症的目的。近年来，许多载体材料如聚合物胶束、纳米脂质体、树枝状大分子以及有 机无机杂化纳米粒子等已经被广泛开发并开展了将其用作靶向输送药物载体，以达到治疗 癌症的目的的研宄。
[0003] 双亲性聚合物可以在水中自组装形成聚合物胶束，其内核为疏水性空腔可用于疏 水性药物的包载，具有增加所载药物稳定性，延长其体内循环时间的功能。同时，所形成聚 合物胶束具有适宜的粒径，可通过增强渗透滞留（EPR)效应富集于肿瘤部位（被动靶向作 用），从而减少抗癌药物对正常组织的不良反应。但仅依靠被动靶向作用来实现载体对癌细 胞生长的选择性抑制则有所欠缺，故为了进一步增强纳米载体的靶向性，通常对其表面进 行靶向分子修饰，如利用键连抗体、多肽、叶酸等能够特异性识别癌细胞表面过度表达受体 的性质，载体可以通过受体识别方式被癌细胞摄取，从而实现载体选择性输送所载药物至 癌细胞的目的，进而降低抗癌药物的毒副作用。
【发明内容】
[0004] 甘露糖受体为多凝集素受体，可通过受体识别的方式结合以甘露糖、N-乙酰氨基 葡萄糖和岩藻糖为末端的糖类分子。近年来，已经有报道证明将甘露糖分子修饰于药物载 体表面，可以利用其识别癌细胞表面过度表达的受体从而实现靶向输送药物至癌细胞。但 以糖类分子修饰聚合物胶束实现癌细胞的靶向药物输送同时降低抗癌药物对正常细胞毒 副作用的研宄尚未见报道。
[0005] 本发明的第一个目的是提供一种糖修饰聚合物，该聚合物以修饰的糖类分子为亲 水性部分，聚合物碳链为疏水性部分，在水中自组装形成胶束，同时完成疏水性药物的包 载，其组成如式1所示：
[0006]
[0007] 上面的式1中：
[0008] Z为选自如下的一个或多个相同或不同的化学功能团或功能片段：甘露糖、半乳 糖、葡萄糖、乳糖，以及末端为上述分子的其他糖类分子；
[0009] b为选自如下的糖类与聚合物的连接键：醋键（一COO-)、酰胺键（一CONR1-，R 1 =H，CH3,或 一 CH2 -）、二硫键（一 S一 S一）、酿键（一0-）、碳氣键（一C一N(R2)-，R2 =
H，CH3,或013012等）以及1，3-三氮唑环（
[0010] η 为 10-300。
[0011] 式1中包含聚合物的结构，在本发明的一种实施方式中，为聚甲基丙烯酸缩水甘 油酯。
[0012] 所述Ζ，在本发明的一种实施方式中，为甘露糖、半乳糖、葡萄糖、乳糖、 1，2, 3, 4, 6-五-O-乙酰基-D-甘露糖、2, 3, 4, 6-四-O-乙酰基-1-炔丙基-a -D-甘 露糖、炔丙基-a-D-吡喃甘露糖、2, 3, 4, 6-四-0-乙酰基-1-炔丙基-a-D-半乳糖、 1，2, 3, 4, 6_五-〇-乙醜基-D-半乳糖、块丙基-a -D-吡喃半乳糖、1，2, 3, 4, 6_五-〇-乙醜 基-D-葡萄糖、2, 3, 4, 6-四-0-乙酰基-1-炔丙基-a -D-葡萄糖、炔丙基-a -D-吡喃葡萄 糖等。
[0013] 所述的聚合物，在本发明的一种实施方式中，为D-甘露糖修饰聚甲基丙烯酸缩水 甘油酯。
[0014] 本发明的第二个目的是提供一种所述聚合物的制备方法，其特征在于，所述方法 包括如下步骤：
[0015] (1)制备聚合度一定的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯；
[0016] (2)将（1)中所得聚合物进行叠氮基或氨基或巯基修饰；
[0017] (3)将（2)中所得聚合物进行表面糖类分子修饰。
[0018] 所述步骤（1)中的聚合度为10-300。
[0019] 在本发明的一种实施方式中，所述糖类为甘露糖、半乳糖、葡萄糖以及乳糖中的一 种或多种，以及末端为这些分子的糖类。
[0020] 所述方法，在本发明的一种实施方式中，具体是：
[0021] (1)将一定量的甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA)，用二甲基亚砜（DMSO)溶解。在氩 气保护条件下，先后加入溴化亚铜（CuBr)和联吡啶（Bpy)。最后用微量进样器加入α-溴 丙酸甲酯（MBrP)引发剂，密封氩气保护，反应后用一定量四氢呋喃（THF)终止反应。通过 中性氧化铝柱除去铜配体，将滤液浓缩后，在甲醇中沉淀，干燥所得沉淀物为聚甲基丙烯酸 缩水甘油酯（PGM)。
[0022] (2)将（1)中制得PGMA，一定量叠氮钠，催化量的氯化铵溶解于Ν，Ν'-二甲基甲酰 胺（DMF)中，密封，50°C油浴反应，过滤除去固体杂质，将滤液浓缩后，在水中沉淀，干燥沉 淀物得到叠氮基取代的PGM(PGM-N 3)。
[0023] (3)将⑵中所得PGM-N3溶于DMF中，通氩气去除体系内氧气。另将糖类分子和 硫酸铜溶于蒸馏水中，在氩气保护条件下，加入抗坏血酸钠。将上面DMF和水溶液混合，密 封，在油浴60°C反应，过滤除去不溶物后透析（Mw 2000)，冷冻干燥透析袋内溶液得到糖修 饰的聚合物。
[0024] 本发明所用聚合物的合成可用现有任何合成聚合物的方法，如活性自由基聚合 (包括原子转移自由基聚合（ATRP)、可逆加成-裂解链转移自由基聚合（RAFT)等）、阴离子 聚合等。
[0025] 本发明的第三个目的是提供一种利用所述聚合物制备得到的表面糖修饰聚合物 胶束。
[0026] 所述表面糖修饰聚合物胶束的粒径，在本发明的一种实施方式中，在10_500nm之 间。
[0027] 所述表面糖修饰聚合物胶束的平均粒径，在本发明的一种实施方式中，在 10_200nm。
[0028] 在本发明的一种实施方式中，Z形成表面糖修饰聚合物胶束的亲水部分，同时充当 主动靶向基团。
[0029] 所述表面糖修饰聚合物胶束，在本发明的一种实施方式中，是按如下方法制备得 到的：通过透析和凝胶色谱纯化，通过控制聚合物分子在水溶液中的浓度高于临界胶束浓 度后，超声处理促进胶束形成，即得聚合物胶束溶液。测得所得聚合物胶束为球形、均匀分 布，粒径范围10 -500nm之间。
[0030] 本发明的第四个目的是提供所述表面糖修饰聚合物胶束在作为药物载体方面的 应用。
[0031] 所述应用，在本发明的一种实施方式中，是将药物包裹在表面糖修饰聚合物胶束 内部，进而提高药物的水溶性、同时利用胶束表面糖的识别细胞表面糖受体作用，完成对所 载药物的靶向运输。包裹药物方法是：将药物与聚合物分子溶解于DMSO中，添加水促进药 物包载，透析除去DMSO,冻干即得载药聚合物胶束。
[0032] 所述药物，在本发明的一种实施方式中，为抗癌药物、抗病毒药物、治疗糖尿病的 药物、或治疗心脑血管疾病的药物。
[0033] 所述药物，在本发明的一种实施方式中，具体地，为阿霉素或喜树碱。
[0034] 本发明的有益效果：
[0035] (1)本发明的聚合物制备得到的表面糖类修饰聚合物胶束为球形，均匀分布；
[0036] (2)传统胶束载药体系，因其生物相容性较差，且容易造成全身性分布，对正常组 织造成较大毒副作用。而本发明制备的聚合物胶束具有较低的细胞毒性，在实验条件下，聚 合物胶束和人乳腺癌MDA-MB-231细胞共同孵育72小时，细胞存活率高于90% ;
[0037] (3)本发明的表面键连糖类的聚合物胶束，能够特异性识别癌细胞表面受体，通过 受体识别作用选择性进入癌细胞，将所载抗癌药物释放，药物进入细胞核后抑制癌细胞生 长；表面无糖类分子修饰的聚合物胶束进入乳腺癌细胞内较少，而表面有糖类分子修饰的 聚合物胶束能够快速进入乳腺癌细胞。
【附图说明】
[0038] 图I !PGMA-Mannose的核磁共振氢谱；
[0039] 图2 :PGMA_Mannose的凝胶渗透色谱图；
[0040] 图3 :PGMA-Mannose空白胶束透射电镜照片（A)和粒径分布图（B);
[0041] 图4 :人乳腺癌MDA-MB-231细胞和人肾上皮HEK293细胞在不同浓度聚合物胶束 PGM-Mannose存在条件下培养72小时后的相对存活率；
[0042] 图5 :荧光共聚焦显微镜照片证明1小时培养后少量载药聚合物胶束被人肾上皮 细胞HEK293摄取；A :DAPI染色的细胞核；B :D0X荧光成像；C :前两种成像的合并图；
[0043] 图6 :荧光共聚焦显微镜照片证明1小时培养后大量载药聚合物胶束被人乳腺癌 细胞MDA-MB-231摄取；A :DAPI染色的细胞核；B :D0X荧光成像；C :前两种成像的合并图。
【具体实施方式】
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