两亲性小分子前药TPP-DOX自组装成纳米粒的制备与表征文献综述

 2023-01-09 05:01

恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康的常见病和多发病,是引起死亡的主要原因之一。每年造成700 多万人死亡( 约占所有死亡人数的13%)。随着世界人口日趋老龄化,预计全世界癌症死亡人数将继续上升,到2030 年可能将超过1310 万。近年来,我国癌症发生率也处于快速上升期,每年发病人数约260 万,死亡180 多万。

及早发现和接受治疗可以降低恶性肿瘤死亡率。目前,药物治疗在恶性肿瘤的三大疗法中占有重要的地位,发展速度很快。一方面,随着对肿瘤发生发展机制研究的深入,许多针对肿瘤细胞新靶点的药物被相继开发出来并应用于临床,一些早期抗肿瘤药物的作用机制也被陆续阐明。另一方面,全球抗肿瘤药市场成为继心血管和中枢神经系统疾病药物后的第三大医药市场。

蒽环类抗肿瘤抗生素是近30年来研究较多发展较快的一类抗癌药物, 阿霉素(Adriamycin doxorubicin ,DOX)是其中最常用、最重要的抗生素之一。DOX是从Streptomyces peucerius var.caesius的发酵液中提取的一种糖苷类抗生素,具有抗瘤谱广,作用强等特点,为多种肿瘤有效的抗瘤药物,己经在临床上广泛应用于肿瘤的治疗。与大多数抗肿瘤药物相同,阿霉素不良反应较多,最严重的是剂量依赖性心脏毒性。长期使用这类药物最常见的毒性为损伤心肌,可以诱发充血性心力衰竭。引起阿霉素的心脏毒性的机理主要有以下几个方面:a.阿霉素与心肌的亲和力高于身体其他组织,使得心肌更易受到损害;b.阿霉素能够降低心肌内存在的内源性抗自由基酶系统的活性,使其不能有效的保护心肌细胞免受自由基的损伤;c.阿霉素可以改变钙释放通道的敏感性而导致心脏内钙释放异常;d.抑制

心肌细胞的脱氧核糖核酸'核糖核酸及蛋白的合成;e.损害心肌线粒体功能;f.抑制拓扑异构酶Ⅱ的作用,影响心肌基因转录表达.临床中阿霉素应用的累积剂量应控制在450~600mg﹒m-2这样可以减轻心脏毒性,避免慢性心力衰竭的发生,针对阿霉素存在的不良反应及毒副作用,科研工作者在阿霉素的基础上研究开发了一系列新型的阿霉素衍生物及类似物,其中有表阿霉素'吡喃阿霉素'阿克拉霉素'米托蒽醌'去甲氧基柔红霉素等相继上市,这些药物大大提高了临床疗效,降低了毒副作用。

目前认为阿霉素的作用机制是通过嵌入癌细胞的DNA碱基片段中,阻碍DNA的转录和复制,从而抑制肿瘤生长,并且发现其对细胞核有特殊的特异性,主要破坏细胞核中的DNA。但细胞核中有一套比较完整的DNA修复系统,其中包括多种修复酶,因此,机体会对阿霉素产生一定的耐药性,这就限制了DOX的药效。

线粒体不仅在胞内能量代谢中起着关键作用,而且与细胞凋亡、氧自由基产生、细胞脂质代谢等有密切联系。线粒体功能障碍一方面直接导致线粒体病,另一方面与多种神经退行性病变、机体肿瘤发生、衰老等息息相关。线粒体是介导细胞凋亡的重要细胞器,线粒体中的一系列代谢过程与细胞凋亡有关。近年来随着KCOs、抗氧化剂、促凋亡等药物的研究进展,使得线粒体的药物靶点作用逐步得以揭示,这一方面促进了对线粒体结构功能等方面的深入认识,也对新药设计、防止药物毒副作用、改善药物药效等提供了新的思路。虽然药物与线粒体的相互作用目前还存在相当多的疑问和争议之处,但一些研究者在药物设计中巧妙利用线粒体靶点原理,已经成功设计出一些非常有希望的抗肿瘤及抗氧化化合物。可以相信,深入研究药物与线粒体靶点的相互作用,寻找线粒体膜通透性、呼吸链功能、凋亡途径、脂代谢中的关键调节位点,对于发现和设计新的有意义的化合物、避免或减少药物毒性,更好的发挥药物药效等方面有重要促进作用。

通过化学键将线粒体靶头和药物或载药纳米粒连接,可以实现线粒体靶向药物传递。三苯基磷(Triphenylphosphonium ,TPP)由于强亲脂性和带有的稳定正电性,使其能够被线粒体内膜摄取,已有大量的实验将TPP 阳离子配基作为线粒体靶头应用到线粒体靶向药物传递当中。

本课题将抗肿瘤药物DOX与TPP以酰胺键相连,形成两亲性的小分子前药,通过反相溶剂法自组装形成纳米粒。TPP的线粒体靶向作用可带领DOX到达线粒体,并嵌入mtDNA中,阻碍线粒体中的DNA转录和复制从而诱导细胞凋亡,发挥抗肿瘤作用;另外线粒体与细胞核相比,缺乏DNA修复系统,可避免耐药性的产生,从而比较好的发挥其抗癌疗效。

DOX-TPP具有两亲性,我们预计其可以自主装成纳米粒,发挥药物治疗作用与载体传递双功能。合成目标分子DOX-TPP后,主要考察良溶剂与不良溶剂体积比及pH两个主要因素对纳米粒粒径的影响,从而确定最优处方,并对最优处方纳米粒进行一系列表征。

我们将要做以下实验:

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