一种脑靶向水溶性药物负载及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种脑靶向水溶性药物负载及其制备方法与应用，通过选取血脑屏障内皮细胞的LDL受体作为传输水溶性药物来治疗中枢神经系统疾病的靶点，以生物相容性很好的壳聚糖作为药物载体材料，研制低毒高效的水溶性药物纳米脑靶向制剂，本发明能增强水溶性药物的脑靶向性、增强疗效、降低其毒副作用，并提高其生物利用度。
【专利说明】一种脑靶向水溶性药物负载及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于靶向载体药物【技术领域】，尤其涉及一种脑靶向水溶性药物负载及其制 备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 随着人口老龄化进程的加剧，全球患有中枢神经系统（central nervous system, CNS)疾病的人数与日俱增。许多神经系统疾病的治疗，需要使治疗药物渗透到整个中枢神 经系统。
[0003] 血脑屏障（blood-brain barrier, BBB)为一个介于血液与脑以及脊髓之间、通透 性较低、有选择性通过能力的动态界面。血脑屏障的存在对脑组织形成有效保护，避免有害 物质（如毒素和病毒等）的侵害，但也阻碍许多治疗药物进入脑部病灶区，如抗癌药、抗生 素和大分子物质（肽类）等。它的存在使98%的药物无法进入脑组织，是制约中枢神经系 统药物发展的重要因素。临床上采用的中枢神经系统药物大多是能够扩散通过血脑屏障的 小分子脂溶性物质，而这类药物已经远远不能满足临床需要，很多疾病的诊断、治疗需要大 分子、水溶性物质。传统的将这类大分子药物导入脑部的方法效果差、危险性大，因此近年 来针对能够通过血脑屏障脑部靶向给药技术的研究逐渐成为热点。
[0004] 目前解决药物有效透过血脑屏障的方法有：制备前体药物、打开血脑屏障紧密结 构或使用载体系统如抗体、脂质体、纳米粒等。其中，前体药物存在改变药性、引入毒性的风 险，而打开血脑屏障紧密结构有可能引入其他有害物质。相比较来说载体系统成为比较理 想的透过血脑屏障的方法。
[0005] 在载体系统中，低密度脂蛋白LDL被视为脂质体的天然搭档，具有脂质核心，可被 应用于药物载体的研究中。LDL作为靶向因子在肿瘤诊断（负载显影剂）、抗肿瘤药物和基 因载体等领域得到过应用。
[0006] 根据治疗因子与LDL复合物形成的方法，主要分为两种类型：1、治疗因子通过疏 水链插入LDL磷脂层，从而"锚定"在LDL表面上（"铆钉法"）；2、萃取LDL的类脂体再用脂溶 性的药物重组LDL("重组法")。其中，"铆钉法"中，含疏水侧链的大分子同样存在"嵌入"LDL 可能。Jin-Seok Kim等人研究了由带硬脂基侧链的聚赖氨酸/LDL/DNA所形成的"Terplex" 体系作为DNA载体的应用，体系间主要是通过疏水聚赖氨酸、LDL和质粒DNA之间的电荷/ 疏水力平衡达到稳定，在组成比合适的情况下并不会发生沉淀。这一体系对平滑肌A7R5细 胞的转染率甚至超过了 Lipofectin相当（高出2. 2倍），在实验中发现"Terplex"的胞吞 是经由LDL受体介导的。进一步的实验结果表明，在不同细胞系（CCD-32LU成纤维细胞） 这一体系仍然可以被用作DNA载体。然而需要注意的是，聚合物与LDL之间的比例非常重 要，否则会造成聚合物完全覆盖LDL。
[0007] "重组法"是将LDL中心的胆固醇脂萃取出来，再把药物填入LDL的磷脂单分子层 空壳中。这种"重组法"弊端是工序繁琐，蛋白质收率不高，且整个过程可能会破坏LDL的 结构,而且要求对亲水药物进行疏水改性。
[0008] 以上研究结果显示LDL作为靶向因子的作用主要是LDL表面的载酯蛋白在发挥作 用，而如何保护载酯蛋白ApoB-IOO使其充分暴露在细胞膜受体表面也是LDL实现靶向的关 键。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于提供一种脑靶向水溶性药物负载，旨在增强水溶性药物的脑靶 向性、增强疗效、降低其毒副作用，并提高其生物利用度。
[0010] 本发明的另一目的在于提供上述脑靶向水溶性药物负载的制备方法。
[0011] 本发明的另一目的在于提供上述脑靶向水溶性药物负载的应用。
[0012] 本发明的另一目的在于提供由上述脑靶向水溶性药物负载制备得到的脑靶向水 溶性药物制剂。
[0013] 本发明的再一目的在于提供上述脑靶向水溶性药物制剂的制备方法。
[0014] 本发明是这样实现的，一种脑靶向水溶性药物负载，包括药物载体丙炔酰化壳聚 糖PA-CS-CH0、叠氮探针N-(2-(2-叠氮乙氧基）乙基）棕榈酰胺NAEP以及LDL ;LDL表面 组装叠氮探针NAEP，PA-CS-CHO上的炔基与N3-LDL上的叠氮发生反应形成LDL靶向端作为 疏水端的两亲性分子。
[0015] 优选地，所述丙炔酰化壳聚糖PA-CS-CHO的结构式如下所示：
【权利要求】
1. 一种脑靶向水溶性药物负载，其特征在于，包括药物载体丙炔酰化壳聚糖 PA-CS-CHO、叠氮探针N- (2- (2-叠氮乙氧基）乙基）棕榈酰胺NAEP以及LDL ;LDL表面组装 叠氮探针NAEP，PA-CS-CHO上的炔基与N3-LDL上的叠氮发生反应形成LDL靶向端作为疏水 端的两亲性分子。
2. 如权利要求1所述的脑靶向水溶性药物负载，其特征在于，所述丙炔酰化壳聚糖 PA-CS-CHO的结构式如下所示：
其中，X的范围为2?30 ;y'的范围为2?20 ;z的范围为8?30。
3. 权利要求1或2所述的脑靶向水溶性药物负载的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： 将N-(2-(2-叠氮乙氧基）乙基）棕榈酰胺NAEP与低密度脂蛋白LDL在共溶溶剂中混 合，通过自组装反应得到表面具有叠氮探针的LDL，标记为N3-LDL ;其中，所述N-(2-(2-叠 氮乙氧基）乙基）棕榈酰胺NAEP、低密度脂蛋白LDL的摩尔比为1 : (0. 5?2); 通过点击化学反应在温和的条件下，丙炔酰化壳聚糖PA-CS-CHO上的炔基与N3-LDL上 的叠氮发生反应，得到脑靶向水溶性药物负载；其中，所述丙炔酰化壳聚糖PA-CS-CHO与 N3-LDL的摩尔比为1 : (0? 1?2)。
4. 如权利要求3所述的脑靶向水溶性药物负载的制备方法，其特征在于，所述 N-(2-(2-叠氮乙氧基）乙基）棕榈酰胺NAEP的制备包括以下步骤： (1) C15H31 ⑶NHCH2CH20CH2CH20H(NHEP)的合成 在氮气气氛下，往棕榈酸、2-(2-氨基乙氧基）乙醇和三乙胺混合液中加入二甲基甲酰 胺搅拌溶解，冰浴冷却后，加入事先混合的苯并三氮唑_N，N，N'，N'-四甲基脲六氟磷酸 盐和N-羟基苯并三氮唑，室温反应，薄层层析确定反应终点，得到反应物溶液；其中，所述 棕榈酸、2-(2-氨基乙氧基）乙醇、三乙胺、二甲基甲酰胺、苯并三氮唑-N，N，N'，N'-四 甲基脲六氟磷酸盐和N-羟基苯并三氮唑的摩尔比为I : (1?1.5) : (1?3) : (1? 5) : (1 ?4. 5) : (1 ?6); 将反应物溶液逐滴滴入搅拌中的冷水中，用氯仿萃取；收集到的氯仿溶液依次用柠檬 酸溶液，碳酸氢钠溶液，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥后旋蒸去氯仿得到粗产物， 粗产物在乙醇中重结晶纯化，真空干燥，干燥器保存； (2) C15H31 ⑶NHCH2CH2OCH2CH2OTs (PEMBS)的合成 将步骤（1)得到的NHEP溶于氯仿中，加入吡啶；降温后，加入对甲基苯磺酰氯，回复至 室温，搅拌过夜，薄层层析确定反应终点，得到反应产物；其中，所述NHEP、氯仿、吡啶、对甲 基苯磺酰氯的摩尔比为I : (1?6) : (4?5.6) : (1?1.4); 将反应产物滴入盐酸溶液中，离心出去上清液后得到产物；产物分别用盐酸和水冲洗， 在室温下真空干燥，干燥器储存； (3) C15H31 ⑶NhCH2CH2OCH2CH2N3 (NAEP)的合成 将步骤（2)中得到的PEMBS在氮气保护下溶于二甲基甲酰胺中，加入叠氮钠，缓慢加 热，回流一定时间后降至室温；产物溶液在搅拌中滴入冰水中，过滤，用水反复冲洗滤饼后， 室温真空干燥；通过柱层析纯化得到最终产物，在室温下真空干燥，干燥器储存；其中，所 述PEMBS、二甲基甲酰胺、叠氮钠的摩尔比为I : (1?5) : (4?5. 6)。
5. 如权利要求3所述的脑靶向水溶性药物负载的制备方法，其特征在于，所述丙炔酰 化壳聚糖PA-CS-CHO的制备包括以下步骤 ： 氮气保护下，壳聚糖的醋酸-醋酸钠缓冲溶液与高碘酸钾以合适的比例4°C下搅拌反 应；然后向溶液中加入适量的乙二醇溶液来中止反应；产物经旋转蒸发浓缩后分别在NaCl 水溶液和去离子水中透析以除去杂质，最后产物冷冻干燥，得到醛化壳聚糖CS-CHO ;其中， 所述壳聚糖、醋酸-醋酸钠缓冲溶液、高碘酸钾、乙二醇之间的摩尔体积比为I : (1? 5) : (0? 1 ?1) : (0? 1 ?1); 在氮气保护下，丙炔酸水溶液中，加入N-羟基琥珀酰亚胺，溶解后逐滴滴入醛化壳聚 糖CS-CHO水溶液中，搅拌均匀后，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐；醛 化壳聚糖、丙炔酸、N-羟基琥珀酰亚胺和1-乙基-(3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐的 摩尔比为I : (1?4) : (1?3) : (1?3)混合物反应10?72h后，转移至透析袋中， 在NaCl水溶液和去离子水中透析除去未反应的小分子，冷冻干燥得到产物。
6. -种脑靶向水溶性药物制剂，其特征在于，包括上述权利要求1或2所述的脑靶向水 溶性药物负载以及脑靶向水溶性药物；其中，脑靶向水溶性药物负载中作为疏水端的两亲 性分子与水溶性药物自组装形成LDL祀向端裸露在外面的脑祀向水溶性药物制剂。
7. 如权利要求6所述的脑靶向水溶性药物制剂，其特征在于，所述脑靶向水溶性药物 制剂的形态为35?100纳米的纳米微球； 所述脑靶向水溶性药物为中枢神经系统疾病的诊断、治疗需要的大分子、水溶性物质， 包括力可拉敏、加兰他敏、石蒜碱。
8. 权利要求6或7所述的脑靶向水溶性药物制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤：将脑靶向水溶性药物负载溶于有机溶剂中制备有机溶液，再将所述有机溶液与脑靶向 水溶性药物的水溶液在透析袋中进行自组装；其中，脑靶向水溶性药物负载与有机溶剂的 体积比为I : (1?10)，透析袋的WMCO = 1000,所述有机溶剂包括二甲基亚砜、N，N-二甲 基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃。
9. 权利要求1或2所述的脑靶向水溶性药物负载在制备脑靶向水溶性药物制剂方面的 应用。
10. 权利要求1或2所述的脑靶向水溶性药物负载在制备中枢神经系统疾病药物中的 应用。
【文档编号】A61K47/36GK104208709SQ201410423851
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】吴正治, 段丽红 申请人:吴正治, 段丽红