轉(zhuǎn)鐵蛋白受體介導的聚合物泡囊遞藥系統(tǒng)的構建及其腦內(nèi)遞藥特性研究.pdf

1、隨著人類社會的老齡化,腦部疾患的發(fā)病率正呈逐年上升的趨勢,已經(jīng)成為危害人類生命和健康的主要疾病之一。血腦屏障(BBB)的存在嚴重影響了腦部疾病的治療,而腦內(nèi)靶向遞藥系統(tǒng)的研究為其帶來新的希望,其中尤以通過受體介導轉(zhuǎn)運入腦的微粒遞藥系統(tǒng)的研究最為成功,代表性的研究為轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的單克隆抗體OX26介導入腦的空間穩(wěn)定免疫脂質(zhì)體。其具有諸多優(yōu)點,但也存在某些不足,如載藥系統(tǒng)脂質(zhì)體的體內(nèi)外穩(wěn)定性相對較差,往往尚未到達腦微血管的吸收部位,載藥系統(tǒng)

2、即已解體,嚴重影響了藥物的腦內(nèi)遞釋效果。此外,脂質(zhì)體的性質(zhì)如包封性、膜穩(wěn)定性、降解性等不易調(diào)控,也降低了藥物到達靶部位的可能性。鑒于此,有必要探尋新型的載藥系統(tǒng),構建更為合理、有效的腦內(nèi)靶向遞藥系統(tǒng)。
　　 聚合物泡囊是一種新型的藥物載體。它具有脂質(zhì)體和納米粒等微粒載藥系統(tǒng)的主要優(yōu)點,而且其體內(nèi)外的穩(wěn)定性顯著優(yōu)于脂質(zhì)體；其水溶性的內(nèi)腔結(jié)構對水溶性藥物如蛋白多肽類藥物的包封量可望優(yōu)于納米粒；其膜層較厚,有利于包封脂溶性藥物,可與水

3、溶性內(nèi)腔的水溶性藥物共同發(fā)揮“雞尾酒療法”作用；此外,通過聚合物分子的種類、分子量、嵌段比例等選擇,所構建泡囊載藥系統(tǒng)的理化特性如粒徑、膜厚、滲透性、載藥量、表面PEG修飾、靶向功能基修飾等乃至體內(nèi)行為更具有主觀的可調(diào)控性。因此以聚合物泡囊為藥物載體可望獲得更佳的腦內(nèi)靶向遞藥特性。
　　 本文以可生物降解的聚合物泡囊為基礎,構建了一類新型的轉(zhuǎn)鐵蛋白(Tf)受體介導的腦內(nèi)遞藥系統(tǒng)-OX26-聚合物泡囊系統(tǒng)(OX26-PO)和Tf-

4、聚合物泡囊系統(tǒng)(Tf-PO)。
　　 本文第一部分為聚合物泡囊的制備與表征。選擇可生物降解的聚乙二醇-聚己內(nèi)酯(PEG-PCL)制備聚合物泡囊,探討PEG-PCL形成泡囊的條件,通過考察其理化性質(zhì)如粒徑、膜厚、穩(wěn)定性、滲透性、藥物釋放機制等,探討其作為腦內(nèi)靶向遞藥載體的可行性。采用開環(huán)聚合法合成Maleimide-PEG-PCL和MPEG-PCL。注入法制備聚合物泡囊,發(fā)現(xiàn)當PEG-PCL中PEG的體積百分比(fhydrophi

5、lic)位于0.16～0.32之間時可注入法形成泡囊。泡囊的粒徑及膜厚與PEG-PCL分子量相關。其膜層厚度(≧10 nm)大于脂質(zhì)體(3～4 nm),其體外粒徑穩(wěn)定性顯著優(yōu)于脂質(zhì)體。滲透性研究表明,PEG-PCL泡囊的滲透性比脂質(zhì)體低20倍,而且這種滲透性可采用二噁烷進行調(diào)節(jié)。常溫下PEG-PCL泡囊內(nèi)藥物的釋放符合Ficks第一定律,通過調(diào)節(jié)泡囊的膜厚可調(diào)節(jié)藥物的釋放速度。PEG-PCL泡囊內(nèi)藥物的釋放受到溫度、pH及血清成分的影響

6、。在37℃,pH4或血清的條件下藥物的釋放為擴散和骨架溶蝕的混合機制,釋放前期的釋藥規(guī)律主要符合Ficks擴散,釋放后期的釋藥規(guī)律主要為溶蝕機制。上述實驗結(jié)果表明,PEG-PCL泡囊的體外性能良好,可以作為腦內(nèi)遞藥系統(tǒng)的藥物載體。
　　 第二部分為腦內(nèi)靶向遞藥系統(tǒng)OX26-PO的構建及其腦內(nèi)遞藥特性評價。將Maleimide-PEG-PCL和MPEG-PCL以一定比例混合,注入法制得聚合物泡囊,將PEG-PCL聚合物泡囊與巰基化

7、的OX26通過Maleimide相連,構建了一種新型的通過轉(zhuǎn)鐵蛋白受體介導的腦內(nèi)靶向遞藥系統(tǒng)OX26-PO。X射線光電子能譜和免疫透射電鏡實驗證實泡囊表面連接有OX26。以6-香豆素為熒光探針,考察各種表面OX26密度的OX26-PO在大鼠體內(nèi)的藥動學及腦內(nèi)遞藥特性。結(jié)果表明,OX26-PO具有一定的腦內(nèi)靶向遞藥特性；隨著OX26-PO表面OX26密度的增加,血漿中藥時曲線下面積減少；當每個PO表面OX26數(shù)目達到34時,OX26-PO

8、在2 h的大腦滲透表面積(PS)值及攝取量(％ID/g)均達到最大值。與普通泡囊相比,OX2634-PO的％ID/g是PO的2.62倍,PS值是PO的3.48倍。大鼠尾靜脈注射50 mg/kg載6-香豆素的OX2634-PO和PO30 min后,腦組織冰凍切片顯示,OX26-PO在大腦皮層、側(cè)腦室脈絡叢和第三腦室室周區(qū)的綠色熒光顆粒分布均顯著高于PO,進一步驗證了上述結(jié)果。單核-巨噬細胞特異性染色結(jié)果顯示,高劑量的OX26-PO對SD大

9、鼠不引起大腦、心和肝的巨噬細胞增多,僅對脾、肺和腎產(chǎn)生輕微毒性,且對肺和腎產(chǎn)生的急性毒性為一過性。上述實驗結(jié)果證明,OX2634-PO可望成為一種具有腦內(nèi)遞藥特性、毒性較低的新型藥物傳遞系統(tǒng)。
　　 第三部分以AVP4-9類似物NC-1900為模型多肽藥物,將NC-1900包載于OX2634-PO中,構建一種肽類藥物腦內(nèi)遞藥系統(tǒng),并通過藥效學考察其腦內(nèi)遞藥特性。通過考察NC-1900的理化性質(zhì)發(fā)現(xiàn)NC-1900是一種高水溶性的強

10、堿性多肽,其log P低于-4,在中性環(huán)境下主要以陽離子形式存在,高低濃度的NC-1900溶液均能誘導離子敏感型的去乙酰結(jié)冷膠發(fā)生膠凝。根據(jù)NC-1900的理化性質(zhì),采用泡囊包裹即型凝膠的方式載NC-1900,可大大提高NC-1900的包封率。采用星點設計-效應面優(yōu)化法對NC-1900的載藥工藝進行了優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化的處方,載NC-1900泡囊的載藥量約為1.2％,包封率約為30％,符合實驗預期要求。NC-1900-PO的體外釋放結(jié)果表明

11、,NC-1900從凝膠中的釋放是整個釋放過程的限速過程,而且NC-1900從凝膠中的釋放符合Ficks擴散機制。通過藥效學考察NC-1900-OX26-PO的腦內(nèi)遞藥性能,結(jié)果顯示,NC-1900-OX26-PO對東莨菪堿誘導的大鼠學習和記憶障礙有明顯的改善作用,且作用效果呈劑量依賴性。根據(jù)量效關系方程,NC-1900-OX26-PO對大鼠學習記憶障礙改善作用的半數(shù)有效劑量為0.82 ng/kg。上述結(jié)果表明,OX26-PO可為肽類或蛋

12、白類藥物的腦內(nèi)遞藥提供新的載藥系統(tǒng)。
　　 第四部分以阿霉素為模型藥物,構建了一種新型的小分子化療藥物的腦內(nèi)遞藥系統(tǒng)-載阿霉素Tf-PO。采用主動載藥法制備載阿霉素Tf-PO。對C6細胞的抑制結(jié)果(IC50)顯示,載阿霉素Tf-PO對C6的抑制效果是阿霉素溶液的8.62倍,是載藥PO的3.75倍,證實Tf-PO能夠顯著增加阿霉素對C6的體外抑制效果。藥動學與腦內(nèi)組織分布結(jié)果表明,載阿霉素Tf-PO可顯著增加阿霉素的大腦組織攝取量

13、,尤其是腦內(nèi)腫瘤部位的攝取量。尾靜脈注射載阿霉素Tf-PO24 h后,其在大腦皮層、左側(cè)紋狀體、腫瘤部位的ID％/g值分別是載阿霉素PO的3.30,3.54,3.60倍,分別是阿霉素溶液的3.47,3.16,6.79倍。尾靜脈注射載阿霉素Tf-PO4 h后,其在大腦皮層、左側(cè)紋狀體、腫瘤部位的ID％/g值分別是阿霉素溶液的2.08,2.59,6.92倍,分別是載阿霉素PO的2.38,2.23,2.72倍。該結(jié)果為提高阿霉素對腦膠質(zhì)瘤的治

14、療效果提供了有價值的實驗資料。
　　 第五部分構建了三種泡囊載藥系統(tǒng),并對其藥動學及組織分布進行了比較,以期比較評價OX26和Tf兩種靶向功能基與泡囊相連后的腦內(nèi)遞藥特性。結(jié)果表明,聚合物泡囊在血漿中的清除速率及組織對泡囊的攝取與泡囊表面蛋白的種類和密度密切相關。泡囊與Tf相連后,其肝、脾、大腦的PS值及攝取量顯著性增加,但肺的PS值及攝取量顯著性減少。泡囊與OX26相連后各器官對OX26-PO的攝取與PO表面OX26密度相關；