[發明專利]電荷翻轉普魯蘭多糖衍生物及其合成方法和用途

有效

• 申請號: 201610052021.7
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105566511B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 王銀松;張聰;安彤;王丹
• 申請（專利權）人: 天津醫科大學
• 主分類號: C08B37/02
• 分類號: C08B37/02;A61K47/36;A61K9/14;A61K49/00;A61P35/00;A61P1/16
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司12207
• 代理人: 趙尊生

技術領域

本發明涉及一種電荷翻轉普魯蘭多糖衍生物及其合成方法和用途。具體說是由多氨基化合物修飾普魯蘭多糖，并通過末端氨基與鄰二酸酐反應引入pH-敏感的β-羧酸酰胺鍵制備而得。普魯蘭多糖衍生物具有肝/肝癌靶向性，能夠對弱酸性的腫瘤微環境與細胞內涵體/溶酶體產生快速響應，實現由負電性向正電性的翻轉，可用作藥物、基因及影像對比劑的肝/肝癌靶向載體材料，屬于生化醫藥技術領域。

背景技術

生物醫用高分子材料是生物材料的重要組成部分，目前在醫藥領域已得到廣泛應用，如用于疾病的診斷和治療、損傷組織和器官的替換或修復、 合成或再生等。根據不同來源，可將其分為天然和人工合成的生物醫用高分子材料兩大類，而天然生物醫用高分子材料來源于自然界，主要包括多糖類與蛋白質類等。

多糖（polysaccharide）是單糖通過糖苷鍵組成的直鏈或支鏈聚合物，包括纖維素、淀粉、葡聚糖、殼聚糖、普魯蘭多糖、黃原膠、肝素、海藻酸、透明質酸、果膠等。多糖資源豐富、容易獲取，具有較好的生物相容性、可生物降解性和較低的毒性，并且表現出一些特殊的生物活性，如肝素的抗凝血作用，殼聚糖的抗炎抗腫瘤作用，肺炎球菌細胞壁中多糖的抗原作用等。多糖分子中含有大量的活潑基團（如羥基、氨基與羧基），可以進行化學或生化修飾，得到不同改性基團的衍生物，加之多糖不同的化學組成與分子質量（幾萬至幾千萬），形成了其在結構與功能上的多樣性。

普魯蘭多糖（pullulan）是由出芽短梗霉菌中發酵得來，類似葡聚糖、黃原膠等胞外水溶性粘質多糖。普魯蘭多糖的結構是由α-1,4糖苷鍵連接的麥芽三糖重復單位經α-1,6糖苷鍵聚合而成的直鏈多糖，分子量20~2000 kDa。它是一種水溶性、無毒、無免疫原性、無致突變、無致癌性的天然多糖，具有良好的成膜、成纖維、易加工等特性。2006年5月19日，國家衛生部發布了第8號公告，將普魯蘭多糖新增四種食品添加劑產品之一，可在糖果、巧克力包衣、膜片、復合調味科和果蔬汁飲料中用作被膜劑和增稠劑。目前，普魯蘭多糖在醫藥領域的應用研究也越來越受到關注。一些研究發現，普魯蘭多糖具有電中性，能夠實現血液中的長循環，并且是肝/肝癌細胞表面去唾液酸糖蛋白受體（asialoglycoprotein receptor, ASGPR）的特異性配基，具有顯著的肝/肝癌靶向性。在之前的研究中，我們制備了系列基于普魯蘭多糖的納米載體，結合納米的被動靶向EPR效應（實體瘤的透過性增強及滯留效應）和普魯蘭多糖的主動靶向作用，開發抗腫瘤藥物或基因的肝癌靶向遞送系統，其中一些表現出良好的肝癌靶向性以及對肝癌的有效抑制作用。綜上所述，普魯蘭多糖是一種性質優良的理想高分子載體材料，在肝病或肝癌治療領域具有廣闊的應用空間。

當前，越來越多的納米體系被開發用于藥物、基因以及影像對比劑的載體系統。其中正電性的納米體系，如陽離子脂質體，殼聚糖、聚乙烯亞胺（PEI）、聚氨基酯（PBAE）、多聚賴氨酸納米粒以及聚酰胺-胺型樹枝狀高分子（PAMAM-D）等，能夠和負電性的細胞膜相互作用，通過胞吞的方式有效攜載基因、蛋白、多肽以及小分子藥物進入腫瘤細胞，而后通過“質子-海綿”效應逃逸內吞體/溶酶體，從而實現藥物的胞內釋放。此外，一些具有穿透細胞膜能力的短肽（穿膜肽, cell penetrating peptides, CPP），如Tat、小分子魚精蛋白等，也帶有大量正電荷，通過和細胞膜的相互作用穿透細胞。然而這些正電性的載體系統存在生物安全性及穩定性等方面的問題（如溶血、易被吞噬系統攝取等），并且缺乏腫瘤靶向性，因此其體內應用受到極大限制。

發明內容

本發明旨在提供一種電荷翻轉普魯蘭多糖衍生物及其合成方法和用途。具有肝癌靶向性的電荷翻轉普魯蘭多糖衍生物，其分子結構中含有多氨基和pH-敏感的β-羧酸酰胺改性基團，在生理條件下荷負電，可對載體表面的正電荷進行有效屏蔽，從而增加正電性載體系統的體內穩定性，并實現載體系統的肝癌靶向輸送。在腫瘤病灶，β-羧酸酰胺鍵可對腫瘤微環境或內吞體/溶酶體的低pH條件產生快速響應—斷鍵，由負電性翻轉為正電性，從而釋放電正性的載體系統，促進攜載藥物被腫瘤細胞的攝取，提高藥物療效，降低藥物毒副作用。此外，該電荷翻轉普魯蘭多糖衍生物本身具有顯著的肝/肝癌靶向性，可作為肝病或肝癌藥物高分子前藥的載體材料。

本發明提供的一種電荷翻轉普魯蘭多糖衍生物包括普魯蘭多糖骨架（R1）、多氨基改性基團（R2）與β-羧酸酰胺改性基團（R3）組成：

Ⅰ

其中，所述普魯蘭多糖骨架R1的分子量在20~250 kDa。