一种唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物及制备和应用

本发明属药剂学领域，涉及一种唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物及合成方法，尤其涉及一种唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物及制备和应用，是一种具有靶向缺氧性肺动脉高压状态下肺动脉的唾液酸修饰缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物构建及其在制备载缺氧性肺动脉高压药物中的应用。

背景技术：

1、缺氧性肺动脉高压(hypoxic pulmonary arterial hypertension，hpah)是一种以肺血管重构和收缩为特征的进行性疾病，往往导致右心室肥厚和右心衰，危及生命，患者预后差，生存中位期短。安立生坦是一种内皮素a型受体(endothelin receptor subtypea，eta)选择性拮抗剂，阻断内皮素-1活化eta，减少肺动脉平滑肌细胞增殖及收缩，是治疗hpah的一线用药。安立生坦常以口服方式给药，但面临着水溶性差、药物半衰期短、选择性低与全身毒性等困境。纳米给药系统通过被动或主动靶向富集于靶部位，可提升治疗选择性。但由于其持续释药的特性，易导致毒副作用及靶部位难以累积高浓度药物等问题。为精准控制药物释放，在靶向给药前提下，需设计靶部位与正常组织差异化释药的敏感响应给药系统。

2、相关文献报导，hpah中致癌作用相关特征的出现，导致类癌概念的产生。同时，肿瘤代谢以有氧糖酵解为主，具有特异性，导致缺氧微环境中包括硝基还原酶在内的多种酶表达上调。类似的，hpah患者肺部糖酵解代谢活动增强。因此，我们有理由推测，hpah拥有肿瘤相似的生物还原性缺氧微环境，这为缺氧响应纳米给药系统设计提供了契机。

3、此外，相关研究表明，hpah中肺血管高血流具有更大的机械与剪切应力，导致纳米粒难以在病灶部位有效滞留，需进行靶头修饰以提升纳米粒的病灶部位锚定能力。研究表明，hpah肺动脉内皮细胞表面e-selection表达上调。唾液酸是一种能有效靶向细胞表面e-selection及p-selection的天然9碳链羧基化单糖。这提示我们可选择唾液酸进行靶向修饰，提高纳米给药系统的肺动脉靶向聚集能力。

4、然而，药物安立生坦治疗位点为肺动脉平滑肌细胞，运用肺动脉内皮靶向策略时需明确纳米给药系统可最终到达肺动脉平滑肌。研究发现，肺动脉内皮细胞功能异常时，会分泌大量旁分泌因子，诱导肺动脉平滑肌细胞增殖，该现象在hpah患者来源的肺动脉内皮细胞中尤为显著。这表明，hpah进程中，肺动脉内皮与平滑肌细胞物质交换密切，有助于药物递送至肺动脉平滑肌。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的是提供一种唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物，其具有代表性的结构通式为：

2、

3、其中：

4、a为唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物中氨基被硝基苯化6-氨基己酸取代的糖单环数，接枝百分比为5.3～14.8％；b为唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物中氨基没有被取代的糖单环数，占比为75.9～89.5％；c为唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物中氨基被乙酰基取代的糖单环数，占比为5％；d为唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物中氨基被聚乙二醇化唾液酸取代的糖单环数，占比为0.2～4.3％。

5、本发明的第二个目的是提供唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物的制备方法，通过以下方案实现：

6、1.聚乙二醇化唾液酸反应液的制备：称取0.08～0.60mmol的唾液酸，0.16～1.80mmol的n-羟基琥珀酰亚胺和0.16～1.80mmol的碳二亚胺，10～35ml二甲亚砜溶解，置于100ml圆底烧瓶，室温反应2h，得反应液1。称取0.08～0.60mmol的双端氨基聚乙二醇2000，5～30ml二甲亚砜溶解，缓慢滴加至反应液1，室温反应4～12h后，加入0.08～0.60mmol的n，n′-二琥珀酰亚胺基碳酸酯，继续反应6～14h，即得聚乙二醇化唾液酸反应液；

7、2.称取壳聚糖硝基苯嫁接物4mmol，15～40ml去离子水溶解，加至上述聚乙二醇化唾液酸反应液中，20～60℃反应8～24h，得终反应产物。终反应产物置于透析袋透析2～3天，去除二甲亚砜和水溶性副产物，冷冻干燥，得唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物固体粉末。

8、步骤2所用壳聚糖硝基苯嫁接物已为国家发明专利“缺氧敏感性硝基苯化壳聚糖及制备和应用”(专利号：zl202010127330.2)所涵盖。壳聚糖重均分子量为5～18kda，硝基苯接枝率为5.3～14.8％。

9、本发明的第三个目的是提供唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物在制备靶向肺动脉的抗缺氧性肺动脉高压治疗药中的应用。研究结果表明，唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物可被缺氧性肺动脉内皮细胞快速、更多地摄取，具有肺动脉靶向性。唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物作为e-selection的靶向载体，包封安立生坦的唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物，在含10μg/ml硝基还原酶与100μm还原型辅酶ii的37℃ph7.4磷酸缓冲盐溶液中，快速释放药物，具备缺氧响应性释药能力。

10、本发明选择zl202010127330.2所述硝基苯缺氧敏感嫁接物为母核，修饰聚乙二醇化唾液酸，构建靶向肺动脉的缺氧敏感嫁接物，高效包封安立生坦。该纳米给药系统不仅增加了安立生坦水溶性与体内循环时间，而且通过唾液酸靶向于hpah中的肺动脉内皮细胞，并凭借内皮与平滑肌细胞间物质交换，递送至治疗位点肺动脉平滑肌，响应高表达的硝基还原酶，快速释放安立生坦，有望协同提升缺氧性肺动脉高压的治疗效果。

11、本发明的有益之处在于：本发明在缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物基础上，以双端氨基聚乙二醇2000为桥联分子，化学修饰唾液酸分子，构建肺动脉靶向性缺氧响应型嫁接物，高效包封治疗药物安立生坦。这不仅增加了安立生坦的水溶性和体内循环时间，而且通过与缺氧性肺动脉高压中肺动脉内皮细胞表面高表达e-selection的相互作用，提高了肺动脉内皮细胞对给药系统的摄取，并凭借肺动脉内皮与平滑肌细胞间物质交换，转运至治疗位点肺动脉平滑肌，响应高表达的硝基还原酶，快速解聚释药，协同提升缺氧性肺动脉高压的治疗效果。

技术特征：

1.一种唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物，其特征在于，代表性的结构通式如下：

2.权利要求1所述的唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物的制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所用的壳聚糖硝基苯嫁接物中壳聚糖重均分子量为5～18kda，硝基苯接枝率为5.3～14.8％。

4.根据权利要求1所述的唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物在制备靶向肺动脉的抗缺氧性肺动脉高压治疗药中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用是唾液酸修饰壳聚糖硝基苯嫁接物作为e-selection的靶向载体，包封安立生坦，被缺氧性肺动脉内皮细胞快速、更多地摄取，具有肺动脉靶向性。

技术总结
本发明提供一种唾液酸修饰的缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物及制备和应用，其中壳聚糖部分氨基被硝基苯和唾液酸分子取代。本发明在缺氧响应型壳聚糖硝基苯嫁接物基础上，以双端氨基聚乙二醇2000为桥联分子，化学修饰唾液酸分子，高效包封药物安立生坦。这不仅增加药物水溶性和体内循环时间，而且通过与缺氧性肺动脉高压中肺动脉内皮细胞高表达E‑selection的相互作用，具备主动靶向肺动脉内皮的能力，并凭借肺动脉内皮与平滑肌细胞间物质交换，转运至治疗位点肺动脉平滑肌，响应高表达的硝基还原酶，快速解聚释药，协同提升缺氧性肺动脉高压的治疗效果，可在制备缺氧性肺动脉高压治疗药中的应用。其代表性的结构通式为：

技术研发人员：胡富强,商旭炜,余芳英,袁弘,孟廷廷
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27