一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统技术方案

本发明专利技术属药学领域，涉及一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，本发明专利技术中用霍乱毒素B链蛋白CTB经共价键修饰荧光探针、药物分子和纳米递药系统，经实验结果显示：CTB蛋白携带的药物被表达GM1的肿瘤细胞、新生血管内皮细胞及组成血脑屏障的脑毛细血管内皮细胞特异性摄取；CTB蛋白修饰的纳米递送系统可更有效的递送药物至病灶部位，显著提高药物治疗效果；CTB蛋白在血浆中稳定性高，且其修饰的递送系统与血浆蛋白作用形成蛋白冠后，未增加单核巨噬细胞的摄取和清除。所述的CTB蛋白可同时介导药物跨血脑屏障、靶向肿瘤新生血管和肿瘤细胞，其修饰的药物和递送系统可用于外周肿瘤、脑肿瘤及其它脑部疾病的诊断与治疗中。

A Targeted Delivery System Mediated by Cholera Toxin B Chain Protein

The invention belongs to the field of pharmacy, and relates to a targeted delivery system mediated by cholera toxin B chain protein. The fluorescent probe, drug molecule and nano-drug delivery system are covalently modified by cholera toxin B chain protein CTB. The experimental results show that the drugs carried by CTB protein are expressed in GM1 tumor cells, neovascular endothelial cells and brain capillary endothelium which constitute blood-brain barrier. Cell-specific uptake; CTB protein-modified Nanodelivery system can deliver drugs to the lesion more effectively, which can significantly improve the drug treatment effect; CTB protein has high stability in plasma, and its modified delivery system does not increase the uptake and removal of monocyte macrophages after interacting with plasma protein to form protein crowns. The CTB protein can simultaneously mediate drugs across the blood-brain barrier and target neovascularization and tumor cells. The modified drug and delivery system can be used in the diagnosis and treatment of peripheral tumors, brain tumors and other brain diseases.

【技术实现步骤摘要】
一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统
本专利技术属药学领域，涉及药物靶向递送系统，具体涉及一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，尤其涉及一种高稳定性的、可同时靶向肿瘤新生血管和肿瘤细胞且能介导药物跨血脑屏障的多功能蛋白修饰的复合物和靶向递送系统，该靶向递送系统可用于外周肿瘤、脑肿瘤及其它脑部疾病的诊断与治疗中。
技术介绍
现有技术公开了脑胶质瘤是中枢神经系统中最常见的恶性肿瘤之一。传统的治疗手段以手术切除为主，但由于中枢神经系统功能区的复杂性和肿瘤细胞的浸润性生长，手术难以彻底根除肿瘤组织。目前，化疗药物已成为临床上防止肿瘤复发、辅以手术治疗的主要手段，但其治疗效果有限。临床研究显示，脑胶质瘤与外周肿瘤不同，脑胶质瘤发生与发展过程中存在不同屏障，如：在肿瘤早期，血-脑屏障(blood-brainbarrier，BBB)保持完整，普通药物难以跨越BBB进入脑组织；随着胶质瘤生长，肿瘤新生血管形成，因脑部特殊微环境形成血-脑肿瘤屏障(blood-braintumorbarrier，BBTB)，同时在肿瘤浸润生长区仍存在BBB，因此，限制了药物或递药系统向肿瘤组织转运。本领域研究人员认为，主动靶向递药系统在脑胶质瘤的治疗中至关重要；利用多肽、蛋白或抗体与其相应的配体或抗原相互作用，介导药物入脑是目前主动靶向递药的主要策略，然而通过单一配体，介导药物跨越血脑屏障、同时靶向新生血管和肿瘤细胞仍面临较大的挑战，且靶向递药系统在体内血循环过程中存在多重障碍，如血液中的蛋白和酶，有研究显示，递药系统进入血液循环后，大量的血浆蛋白与纳米递药系统相互作用，形成蛋白冠，能影响其药动学参数、受体与配体的结合，甚至直接被单核巨噬细胞系统摄取，最终影响药物的靶向递送。GM1是一种糖鞘脂，在BBB上高表达，可作为介导药物跨越血脑屏障的受体，且GM1在胶质瘤细胞和新生血管内皮细上均有表达；霍乱毒素B链蛋白(CholeratoxinsubunitB，CTB)以五聚体的形式存在，无毒，与GM1具有高亲和力，且对胃肠道中的酶稳定；基于现有技术的背景知识，本申请的专利技术人拟构建可跨血脑屏障，同时靶向血管内皮细胞、肿瘤细胞的CTB-药物复合物和CTB修饰的纳米递药系统，实现肿瘤的靶向诊断和治疗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于基于现有技术的研究现状，提供一种可跨血脑屏障，同时靶向血管内皮细胞、肿瘤细胞的CTB-药物复合物和CTB修饰的纳米递药系统，以实现肿瘤的靶向诊断和治疗。具体的，本专利技术提供了一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，该递送系统为高稳定性，可同时靶向肿瘤新生血管和肿瘤细胞且能介导药物跨血脑屏障的多功能蛋白修饰的复合物和靶向递送系统，可用于外周肿瘤、脑肿瘤及其它脑部疾病的诊断与治疗中。本专利技术中，霍乱毒素B链蛋白(CholeratoxinsubunitB，CTB)蛋白以共价键修饰在聚乙二醇-二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺(PEG-DSPE)、聚乙二醇-聚乳酸(PEG-PLA)、聚乙二醇-乳酸羟基乙酸共聚物(PEG-PLGA)、聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)等材料上，用于CTB蛋白修饰的脂质体、胶束、纳米圆盘、纳米粒等递送系统的构建。本专利技术CTB蛋白修饰的纳米递送系统可包载紫杉醇、多西他赛、卡巴他赛、阿霉素、表阿霉素、喜树碱、羟基喜树碱、9-硝基喜树碱、长春新碱、p53激活肽、蜂毒肽、蝎毒肽等抗肿瘤药物；也可包载荧光物质，如FAM、近红外染料Cy5、Cy5.5、Cy7、IR820、ICG、DiR、DiD、DiI等。本专利技术还提供了CTB蛋白修饰的药物或探针，包括通过马来酰亚胺己肼衍生物反应形成pH敏感腙键(涉及阿霉素、表阿霉素、p53激活肽、多肽毒素等药物)、或通过3-(2-吡啶二巯基)丙酸衍生物反应形成二硫键(涉及紫杉醇、多西他赛、卡巴他赛、喜树碱、羟基喜树碱、9-硝基喜树碱、长春新碱、p53激活肽、多肽毒素等药物)、或通过稳定化学键连接荧光探针(涉及Fluorescein、Cy5、Cy5.5、Cy7、ICG、IR820)。本专利技术中，霍乱毒素B链蛋白以共价键与影像物质X连接得到的CTB-X，用于高表达GM1的外周肿瘤、脑肿瘤及脑内其它疾病病灶的示踪；其中，X是荧光分子Fluorescein或近红外染料分子Cy5、Cy5.5、Cy7、IR820、ICG、DiR、DiD、DiI。本专利技术中，霍乱毒素B链蛋白以共价键与抗肿瘤药物Y连接得到的CTB-Y，用于高表达GM1的外周肿瘤、脑肿瘤及脑内其它疾病病灶的靶向治疗，其中，Y是紫杉醇、多西他赛、卡巴他赛、阿霉素、表阿霉素、喜树碱、羟基喜树碱、9-硝基喜树碱或长春新碱等小分子抗肿瘤药物，或Y是p53激活肽和多肽毒素等多肽抗肿瘤药物。本专利技术中，霍乱毒素B链蛋白CTB用共价键与聚乙二醇-Z连接得到CTB-聚乙二醇-Z，用于纳米递送系统的制备，其中Z是磷脂、聚乳酸(PLA)、乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)或聚己内酯(PCL)。本专利技术中的CTB-聚乙二醇-磷脂可用于制备脂质体递送系统、胶束递送系统和纳米圆盘递送系统。本专利技术中的CTB-聚乙二醇-聚乳酸、CTB-聚乙二醇-乳酸羟基乙酸共聚物、CTB-聚乙二醇-聚己内酯可用于制备胶束递送系统和聚合物纳米粒递送系统。本专利技术中的脂质体递送系统、胶束递送系统、纳米圆盘递送系统和聚合物纳米粒递送系统，可用于包载诊断分子，进行高表达GM1的外周肿瘤、脑部肿瘤或脑部其它疾病病灶的示踪；其中，所述的包载的诊断分子是5-羧基荧光素5-FAM、近红外染料Cy5、Cy5.5、Cy7、IR820、ICG、DiR、DiD或DiI。本专利技术纳米粒递送系统、脂质体递送系统、胶束递送系统、聚合物纳米粒递送系统和纳米圆盘递送系统，其特征是可用于包载抗肿瘤药物，进行高表达GM1的外周肿瘤、脑部肿瘤或脑部其它疾病病灶的靶向治疗，其中，所包载药物选自紫杉醇、多西他赛、卡巴他赛、阿霉素、表阿霉素、喜树碱、羟基喜树碱、9-硝基喜树碱、长春新碱、p53激活肽或多肽毒素。本专利技术进行了动物体内实验，结果显示，CTB蛋白介导的药物或纳米递药系统靶向GM1高表达的细胞和组织，具有跨生物膜屏障的能力，特别是跨血脑屏障(BBB)的能力，可用于外周肿瘤、脑部肿瘤及其它疾病的靶向诊断和治疗。本专利技术进行了CTB蛋白跨BBB能力评价及其机制实验研究通过正常小鼠(如昆明种，C57BL/6等)，尾静脉注射连有荧光素的CTB蛋白，(如CTB-FITC)与连有相同荧光素的BSA作对照，一段时间后，比较两组小鼠脑内荧光素的分布；构建体外BBB模型，上室给予连有荧光素或I125标记的CTB蛋白，在37℃，通过观察一定时间内跨越BBB的量，评价其体外跨BBB的能力；通过在4℃对BBB做相同的处理，或预先用CTB蛋白封闭受体的方法，探索CTB蛋白跨越BBB的机制。本专利技术进行了CTB蛋白修饰的纳米递送系统的制备，将CTB蛋白与Traut’s试剂在PH8.4的硼酸缓冲液中反应，制备巯基化CTB蛋白备用，称取一定量的Mal-PEG-PLA、Mal-PEG-PLGA或Mal-PEG-DSPE，与mPEG-PLA和模型药物或探针分子，溶解于溶媒中，成膜，水化，柱层析除去游离探针分子或药物，将巯基化的CTB蛋白溶液与上述聚合物溶液在PH7.4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，其特征在于，所述的霍乱毒素B链蛋白以共价键与影像物质X连接得到CTB‑X，其中X是荧光分子Fluorescein和近红外染料分子Cy5、Cy5.5、Cy7、IR820、ICG、DiR、DiD、DiI。

【技术特征摘要】
1.一种霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，其特征在于，所述的霍乱毒素B链蛋白以共价键与影像物质X连接得到CTB-X，其中X是荧光分子Fluorescein和近红外染料分子Cy5、Cy5.5、Cy7、IR820、ICG、DiR、DiD、DiI。2.按权利要求1所述的霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，其特征在于，所述的霍乱毒素B链蛋白以共价键与抗肿瘤药物Y连接得到CTB-Y，其中，Y是紫杉醇、多西他赛、卡巴他赛、阿霉素、表阿霉素、喜树碱、羟基喜树碱、9-硝基喜树碱或长春新碱小分子抗肿瘤药物。3.按权利要求1所述的霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，其特征在于，所述的霍乱毒素B链蛋白以共价键与抗肿瘤药物Y连接得到CTB-Y，其中，Y是p53激活肽或多肽毒素多肽抗肿瘤药物。4.按权利要求1所述的霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，其特征在于，所述的霍乱毒素B链蛋白CTB用共价键与聚乙二醇-Z连接得到CTB-聚乙二醇-Z，其中，Z是磷脂、聚乳酸(PLA)、乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)或聚己内酯(PCL)。5.按权利要求4所述的霍乱毒素B链蛋白介导的靶向递送系统，其特征在于，所述的CTB-聚乙二醇-磷脂用于制备脂质体递送系统、胶束递送系统或纳米圆盘递送系统。6.按权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：占昌友，官娟，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31