一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法及应用。以生物可降解的高分子材料作为基础载体，内部装载可上调低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)的功能小分子，表面修饰LRP1靶向配体，该纳米给药系统可在表面配体作用下靶向递送内部装载的LRP1上调分子，特异性上调脑微血管内皮细胞和脑转移瘤细胞表面的LRP1水平，从而促进LRP1靶向配体修饰纳米给药系统在脑转移瘤的蓄积，由此，纳米给药系统形成一种自促进的药物传递系统。该纳米给药系统装载抗肿瘤药物，可实现治疗浓度的药物递送。其制备方法简单，具有较高的操作性和经济效益。

Preparation and Application of a Targeted Nanodrug Delivery System for Brain Metastases with Up-regulated and Targeted LRP1

The invention discloses a preparation method and application of a targeted nanodrug delivery system for brain metastases that can up-regulate and target LRP1. Using biodegradable macromolecule materials as basic carriers, the nano-drug delivery system can target LRP1 up-regulated molecules and specifically up-regulate the level of LRP1 on the surface of brain microvascular endothelial cells and brain metastases cells by loading small molecules that can up-regulate the function of low-density lipoprotein receptor-related protein 1 (LRP1) and surface-modified LRP1 targeting ligands. Thus, the accumulation of LRP1 targeting ligand modified nano-drug delivery system in brain metastases can be promoted. Thus, nano-drug delivery system can form a self-promoting drug delivery system. The nano-drug delivery system is loaded with anti-cancer drugs and can realize drug delivery of therapeutic concentration. The preparation method is simple and has high operability and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法及应用
本专利技术属于纳米生物医药
，具体涉及一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法及其应用。
技术介绍
脑转移瘤是一种身体其它部位的恶性肿瘤转移到颅内的病症，约24-45％癌症病人发生脑转移瘤，目前已经成为肿瘤科常见的临床问题。随着诊断技术的进步和周围组织肿瘤病人生存期的延长，脑转移瘤发病率持续升高。目前，脑转移瘤治疗以手术为主，并结合放疗和化疗；然而，这些手段存在的一系列弊端包括手术困难、难以有效彻底切除、全脑放疗副作用大，使得脑转移瘤致死率居高不下，乳腺癌脑转移瘤患者的一年生存期仅为20％；亟需更加有效的脑转移瘤治疗方式。化疗是治疗周围组织肿瘤的有效手段，但血脑屏障的存在，使得该方法在治疗脑转移瘤时效果较差；因此，需要可有效克服血脑屏障的脑转移瘤药物治疗方式。大多数的脑转移瘤，尤其是来源于黑色素瘤和乳腺癌的脑转移瘤，表现出附着适应脑微血管的生长模式，沿着脑微血管基底膜持续性增长，血脑屏障保持完整。一般当脑转移瘤长至3mm时，脑转移瘤的生长模式转换为新生血管依赖性生长，此阶段将会出现新生血管和血脑屏障的受损和通透性增加。血脑屏障通透性的增高会使得药物的转运效率在一定程度上升高，但有研究表明，血脑屏障的损伤程度不足以使脑肿瘤区域的药物浓度达到有效治疗浓度。因此，高效克服血脑屏障在脑转移瘤靶向的药物传递系统的设计上非常重要。目前，基于纳米粒的药物传递策略常被用于改善药物的血脑屏障透过率。这一策略主要是通过在纳米粒表面上修饰具有靶向脑微血管内皮细胞功能的配体，使纳米粒可以通过脑微血管内皮细胞上受体介导的跨细胞转运途径进入脑内。比如，用聚山梨醇酯80修饰纳米粒使其可以模仿低密度脂蛋白颗粒从而借助低密度脂蛋白受体介导的跨细胞转运途径克服血脑屏障。目前较常使用的脑微血管内皮细胞上的靶点为低密度脂蛋白受体、转铁蛋白受体等。其中，低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)是在脑微血管内皮细胞上表达量较丰富的受体，Angiopep-2是其常用的配体。研究表明，LRP1介导的跨细胞转运效率远高于转铁蛋白。同时，LRP1在脑转移瘤细胞上也有丰富的分布。ANG1005，一种Angiopep-2修饰的紫杉醇，已进入二期临床阶段。由此可见，Angiopep-2是一种前景良好的多肽靶头。然而，近期有报道指出，即使是像Angiopep-2这样高效的靶头，其介导药物到达脑内的量仅为注射剂量的0.2-0.3％。这主要是由于脑微血管内皮细胞转运效率显著低于周围组织血管内皮细胞。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有以受体介导跨细胞转运克服血脑屏障和肿瘤主动靶向策略为基础的纳米给药系统存在的不足，即脑微血管内皮细胞上较低的受体介导跨细胞转运效率和受体介导肿瘤主动靶向其特异性仍显不足，提供了一种可上调和靶向LRP1的有效克服血脑屏障的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法及应用。本专利技术的技术方案是：一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)将生物可降解的高分子基础载体溶于有机溶剂中，同时加入可上调LRP1的功能小分子，形成油相；(2)将抗肿瘤药物溶于水中，形成内水相；(3)将所述内水相在涡旋条件下加入所述油相中，超声乳化形成油包水乳剂；(4)将所述油包水乳剂在涡旋的条件下滴加入外水相中，超声乳化形成水包油包水型的复乳；(5)将所述复乳倒入挥发水相中，搅拌挥发除去有机溶剂，以固化形成纳米粒混悬液；(6)所述纳米粒混悬液通过低速离心除去较大的纳米粒和未包封的可上调LRP1的功能小分子，获得上清液；(7)将所述上清液通过超速离心以获得未修饰的第一纳米粒；(8)将所述第一纳米粒通过超声分散于PBS7.4溶液中，表面修饰功能连接分子，室温反应1小时，通过超速离心获得功能连接分子修饰的第二纳米粒；(9)将所述第二纳米粒通过超声分散于PBS7.4溶液中，通过功能连接分子修饰LRP1靶向配体，室温反应1小时，通过超速离心获得LRP1靶向配体修饰的第三纳米粒；(10)将所述第三纳米粒重悬于水中，通过超速离心获得最终的纳米粒；(11)将所述最终的纳米粒重悬于水中，加入冻干保护剂中，进行冻干，获得可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统。进一步的，步骤(1)中所述生物可降解的高分子基础载体为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸或聚己内酯中的任意一种；所述可上调LRP1的功能小分子为罗格列酮和他汀类药物，所述他汀类药物为辛伐他汀、美伐他汀和阿托伐他汀中的任意一种，所述生物可降解的高分子基础载体与所述可上调LRP1的功能小分子的质量比为100:0.5～100:100，所述有机溶剂为乙酸乙酯或二氯甲烷。进一步的，步骤(2)中所述抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇或抗肿瘤的siRNA、DNA、蛋白、多肽、抗体中的任意一种，所述阿霉素为三乙胺脱盐后的产物，所述生物可降解的高分子基础载体与所述抗肿瘤药物的质量比为100:1～100:50。进一步的，步骤(4)和步骤(5)中所述外水相和挥发水相分别为2.5％-5％和0.01％-0.3％的聚乙烯醇或维生素聚乙二醇琥珀酸酯溶液。进一步的，步骤(6)所采用的低速离心的转速为1000rpm。进一步的，步骤(7)～(10)中所述超速离心的速度为13000rpm-35000rpm。进一步的，步骤(8)中所述功能连接分子为琥珀酰亚胺-聚乙二醇-马来酰亚胺，所述生物可降解的高分子基础载体与聚乙二醇的摩尔比为1:0.005-1:1，所述聚乙二醇的分子量为2000、3500、5000中的任意一种。进一步的，步骤(9)中所述生物可降解的高分子基础载体与LRP1靶向配体的摩尔比为1:0.005-1:1，同时在反应过程中加入TCEP打开LRP1靶向配体中的二硫键，TCEP与LRP1靶向配体的摩尔比为50:1～1:1。进一步的，步骤(11)中所述冻干保护剂为海藻糖，所述海藻糖与所述生物可降解的高分子基础载体的质量比为10:1～1:1。上述方式所制备的一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统能够应用于靶向人体来源或动物来源的肿瘤细胞制剂中。本专利技术提供了一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法，其优点在于，该方法简单，不需要特殊的处理，经灭菌，可直接用于细胞和动物实验。本专利技术以生物可降解的高分子材料为基础载体，制备内部携载上调LRP1的功能小分子、表面修饰LRP1靶向配体的纳米给药系统。基于LRP1在脑微血管内皮细胞和脑转移瘤细胞表面高表达，该纳米给药系统可在表面配体作用下靶向递送内部装载的LRP1上调分子，特异性上调脑微血管内皮细胞和脑转移瘤细胞表面的LRP1水平，从而促进LRP1靶向配体修饰纳米给药系统在脑转移瘤的蓄积，而纳米给药系统蓄积的增多也会导致脑微血管内皮细胞和脑转移瘤细胞上LRP1表达的进一步上调，从而进一步促进纳米给药系统的脑转移瘤蓄积，由此，纳米给药系统形成一种自促进的药物传递系统。该纳米给药系统装载抗肿瘤药物，可实现治疗浓度的药物递送，具有较高的操作性和经济效益。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将生物可降解的高分子基础载体溶于有机溶剂中，同时加入可上调LRP1的功能小分子，形成油相；(2)将抗肿瘤药物溶于水中，形成内水相；(3)将所述内水相在涡旋条件下加入所述油相中，超声乳化形成油包水乳剂；(4)将所述油包水乳剂在涡旋的条件下滴加入外水相中，超声乳化形成水包油包水型的复乳；(5)将所述复乳倒入挥发水相中，搅拌挥发除去有机溶剂，以固化形成纳米粒混悬液；(6)所述纳米粒混悬液通过低速离心除去较大的纳米粒和未包封的可上调LRP1的功能小分子，获得上清液；(7)将所述上清液通过超速离心以获得未修饰的第一纳米粒；(8)将所述第一纳米粒通过超声分散于PBS 7.4溶液中，表面修饰功能连接分子，室温反应1小时，通过超速离心获得功能连接分子修饰的第二纳米粒；(9)将所述第二纳米粒通过超声分散于PBS 7.4溶液中，通过功能连接分子修饰LRP1靶向配体，室温反应1小时，通过超速离心获得LRP1靶向配体修饰的第三纳米粒；(10)将所述第三纳米粒重悬于水中，通过超速离心获得最终的纳米粒；(11)将所述最终的纳米粒重悬于水中，加入冻干保护剂中，进行冻干，获得可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统。...

【技术特征摘要】
1.一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将生物可降解的高分子基础载体溶于有机溶剂中，同时加入可上调LRP1的功能小分子，形成油相；(2)将抗肿瘤药物溶于水中，形成内水相；(3)将所述内水相在涡旋条件下加入所述油相中，超声乳化形成油包水乳剂；(4)将所述油包水乳剂在涡旋的条件下滴加入外水相中，超声乳化形成水包油包水型的复乳；(5)将所述复乳倒入挥发水相中，搅拌挥发除去有机溶剂，以固化形成纳米粒混悬液；(6)所述纳米粒混悬液通过低速离心除去较大的纳米粒和未包封的可上调LRP1的功能小分子，获得上清液；(7)将所述上清液通过超速离心以获得未修饰的第一纳米粒；(8)将所述第一纳米粒通过超声分散于PBS7.4溶液中，表面修饰功能连接分子，室温反应1小时，通过超速离心获得功能连接分子修饰的第二纳米粒；(9)将所述第二纳米粒通过超声分散于PBS7.4溶液中，通过功能连接分子修饰LRP1靶向配体，室温反应1小时，通过超速离心获得LRP1靶向配体修饰的第三纳米粒；(10)将所述第三纳米粒重悬于水中，通过超速离心获得最终的纳米粒；(11)将所述最终的纳米粒重悬于水中，加入冻干保护剂中，进行冻干，获得可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统。2.根据权利要求1所述的一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述生物可降解的高分子基础载体为聚乳酸、聚乳酸-羟基乙酸或聚己内酯中的任意一种；所述可上调LRP1的功能小分子为罗格列酮和他汀类药物，所述他汀类药物为辛伐他汀、美伐他汀和阿托伐他汀中的任意一种，所述生物可降解的高分子基础载体与所述可上调LRP1的功能小分子的质量比为100:0.5～100:100，所述有机溶剂为乙酸乙酯或二氯甲烷。3.根据权利要求1所述的一种可上调和靶向LRP1的脑转移瘤靶向纳米给药系统的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述抗肿瘤药物为阿霉素、紫杉醇或抗肿瘤的si...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩亮，郭倩，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32