專利名稱：靶向性的葉酸-疏水抗癌藥物水凝膠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及一類基于葉酸和抗癌藥物的小分子水凝膠前體分子以及前體分子在還原劑(谷胱甘肽或者二硫蘇糖醇)條件下形成穩(wěn)定的可注射小分子水凝膠的方法
背景技術(shù)：
1963年美國化學家瓦尼和沃爾發(fā)現(xiàn)美國西部紫杉樹干的粗體物具有抗腫瘤活性， 但直到1971年他們才與杜克大學教授姆克法爾合作確定其活性成分的結(jié)構(gòu)，并命名為紫杉醇。這種藥物在1983年進入臨床研究并于1994年進入我國市場。它是一種新的抗癌藥物，但其十分的疏水，因此在臨床上的應(yīng)用受到一定的限制，即常常需要用一些助溶劑來使其溶解，以便給藥。但這些助溶劑，如聚氧乙烯蓖麻油和無水乙醇(1 1)混合液，會導致一定的毒副作用，如神經(jīng)毒性，并且在一定程度上阻礙了藥物的抑瘤作用。為了解決這些問題我們用多肽來修飾紫杉醇，以解決其水溶性的問題，避免了一些具有毒副作用的助溶劑的實用。但與此同時還有一個問題，就是紫杉醇這種藥物對正常細胞的損害，對病人身體有極大的危害，如過敏反應(yīng)、骨髓抑制、神經(jīng)毒性、心血管毒性、惡心、嘔吐、腹瀉等等。為了將藥物的毒副作用最大化的降低，科學家們一直在探索。其中一種解決的辦法就是使藥物具有靶向性，特異性的在病變組織周圍積累并進入病變細胞。許多科學家的研究表明，葉酸受體在正常的細胞表達量很低或者沒有表達，而許多種腫瘤組織則高表達葉酸受體，因此我們在所設(shè)計的分子序列上引入了對腫瘤細胞具有靶向性的分子-葉酸，從而避免了藥物在非特異性的組織釋放，從而降低對正常細胞的殺傷。除此之外，藥物在體內(nèi)的降解速度快，從而使得藥效非常低，因此我們需要一個包載率高、具有靶向性并具有緩釋作用的藥物傳輸系統(tǒng)，現(xiàn)在研究的疏水抗癌藥物(紫杉醇， 喜樹堿，羥基喜樹堿等)載體主要有脂質(zhì)體，兩親性共聚物，大分子多聚物和用蛋白質(zhì)連接或者包裹，水溶性的前體藥物等，但是許多載體存在包封率低，無選擇性(靶向)，合成困難等缺點，限制了這些載體的進一步應(yīng)用。小分子自組裝形成的水凝膠在近幾年得到廣泛的關(guān)注，尤其是小分子多肽類的自組裝，因為其具有生物相容性好，對身體無毒，容易合成等優(yōu)點。作為一種新型的應(yīng)用材料-小分子水凝膠，不僅具有良好的生物相容性，并且具有較好的三維形貌，在許多方面如組織工程、藥物傳輸系統(tǒng)等得到國內(nèi)外科研工作者的廣泛的關(guān)注。到目前為止，還沒有出現(xiàn)用多肽連接疏水抗癌藥物然后通過二硫鍵還原誘導其自組裝形成小分子水凝膠的報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決疏水抗癌藥物(紫杉醇，喜樹堿，羥基喜樹堿等)的水溶性以及靶向性問題，本發(fā)明涉及一類靶向性的葉酸-抗癌藥物前體分子的制備以及在還原條件(谷胱甘肽或者二硫蘇糖醇)下二硫鍵斷裂形成水凝膠的技術(shù)，即通過含有二硫鍵的多肽在二硫鍵一側(cè)連接疏水性的抗癌藥物，并在這一側(cè)連接靶向性的基團葉酸分子。本發(fā)明的目的之一是設(shè)計與合成能夠自組裝并且溶解性能良好的前體分子(結(jié)構(gòu)式如下)，該分子具有很好的溶解性(大于5mg/mL)。以丁二酸化的紫杉醇為例首先通過在紫杉醇的2‘羥基位點引入丁二酸，再用 FMOC-固相合成方法合成多肽 FA-GFKE-ss-EE、FA-GKE-ss-EE、FA-KE-ss-EE、 FA-K-ss-EE，并把紫杉醇丁二酸衍生物做成活化酯連接到多肽裸露的氨基上，最終化合物的結(jié)構(gòu)式如下所示(1)FA-GFK (Taxol)E-sS-EE
權(quán)利要求
1.基于葉酸(FA)和疏水性抗癌藥物的小分子水凝膠藥物傳輸體系其特征在于該系列分子具有如下結(jié)構(gòu)首先通過葉酸修飾的短肽FA-XKYssEE，其中X，Y為除賴氨酸之外的任一種氨基酸或者不含賴氨酸的短肽，其中利用賴氨酸Y位氨基與衍生化的疏水抗癌藥物(紫杉醇，喜樹堿，羥基喜樹堿等)結(jié)合；形成的最終分子可以在還原劑如谷胱甘肽，二硫酸糖醇，TCEP等條件下形成可注射的小分子水凝膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述葉酸修飾的短肽可以為FA-GFKE-ss-EE、FAGKE-ss-EE, FAKE-ss-EE、FAK-ss-EE 等。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述，疏水性的抗癌藥物可以為紫杉醇，喜樹堿，羥基喜樹堿等有衍生化位點的抗癌藥物
4.根據(jù)權(quán)利要求數(shù)1所述，抗癌藥物的衍生化可以用丁二酸酐或者戊二酸酐等修飾紫杉醇2’位羥基，或者喜樹堿20位羥基以及羥基喜樹堿的10位羥基
5.根據(jù)權(quán)利要求書所述本發(fā)明最后所使用的成膠方法為加入0.5-5倍的谷胱甘肽，二硫蘇糖醇，TCEP等
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述，其中可以被還原劑作用的分子為Fmoc-ss，其制備方法如下(1)化合物Fmoc-ss的制備(結(jié)構(gòu)式及制備見說明書附

圖1)稱取 IOmmol (2. 252g) Cystamine dihydrichloride 和 30mmol (2. 52g)碳酸氫鈉溶于90ml水和35ml 1,4- 二氧六環(huán)的混合溶液中使其溶解，然后再稱取IOmmol (1. 007g) 1， 4-丁二酸酐并溶于:3ml N，N-二甲基甲酰胺，加入到上述混合溶液中，反應(yīng)過夜。稱取 IOmmol (3. 377g)芴甲氧羰酰琥珀酰亞胺并溶于50ml丙酮溶液，用恒壓漏斗慢慢滴加入上述反應(yīng)液，室溫反應(yīng)4h，然后抽慮除去白色沉淀，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的方式濃縮濾液，用IM的鹽酸調(diào)節(jié)濾液PH至酸性，析出白色沉淀，靜置一段時間使其充分沉降，抽慮，得到白色沉淀為產(chǎn)物，對產(chǎn)物進行冷凍干燥，得到3. 02g即6. 32mmol，產(chǎn)率為63. 2%。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述，葉酸連接的多肽中所引入的葉酸分子其步驟如下按照Fmoc固相合成的方法首先合到最后一個氨基酸，并且最后一個氨基酸的氨基保護基已經(jīng)切除，再取0. 5mmol葉酸，0. 3mmol HBTU溶于15ml DMSO中并加入0. 8mmol DIEA, 再取0. 5mmol葉酸，0. 3mmol HBTU并溶于15ml加有0. 8mmol的DMSO中，將兩溶液加入反應(yīng)器中避光反應(yīng)過夜。排出反應(yīng)液，取0. 5mmol葉酸，0. 3mmol HBTU溶于15ml DMSO中，避光反應(yīng)4h。用DMF洗滌，直至洗滌液沒有顏色。加入95% TFA的溶液(三氟乙酸三異丙基硅烷水=95 2.5 2.5)切割，避光反應(yīng)30min，收集液體，旋轉(zhuǎn)蒸干，用反相高效液相分離，得到化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類基于葉酸-抗癌藥物的小分子水凝膠前體分子的制備方法。所得到的化合物通過還原劑(谷胱甘肽和二硫蘇糖醇)還原二硫鍵得到小分子水凝膠。具體是首先通過固相合成的方法合成葉酸連接的短肽，然后將抗癌藥物(紫杉醇，喜樹堿，羥基喜樹堿等)用丁二酸酐或者戊二酸酐衍生化除一個羧基，之后把連接葉酸的短肽與衍生化的抗癌藥物連接起來。該前體分子不僅具有靶向的作用、而且有很好的溶解性，且能經(jīng)過二硫鍵的還原自組裝成小分子水凝膠。本發(fā)明所建立的疏水抗癌藥物的新型傳輸體系不僅大大提高了疏水抗癌藥物在水中的溶解度，而且能靶向腫瘤組織，降低毒副作用。
文檔編號A61K31/337GK102349868SQ201110315030
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者楊志謀, 楊成彪, 王懷民, 王玲 申請人:南開大學