[發明專利]穿膜肽及其包覆疏水分子的粒子和粒子的制備方法與應用

在審

• 申請號: 201811338176.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109517071A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 朱錦濤;田迪;朱澤策
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C07K19/00
• 分類號: C07K19/00;A61K47/69;A61K47/64
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孫楊柳;曹葆青

本發明公開了一種穿膜肽及其包覆疏水分子的粒子和粒子的制備方法與應用，屬于納米生物材料技術領域。所述穿膜肽氨基酸序列為X?Y?(r?R)₃?(R)₂；其中X是至少為3個且至多為20個氨基酸殘基的肽鏈，所述X中各個氨基酸各自獨立地選自苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、丙氨酸、色氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸或組氨酸；其中Y是至多為20個任意氨基酸殘基的肽鏈；其中r為D型精氨酸；其中R為L型精氨酸。該兩親性細胞穿膜肽與疏水分子共組裝，通過非共價的分子間疏水相互作用自組裝形成納米粒子。該納米粒子能使疏水分子快速、低細胞毒性地穿透細胞膜進入細胞內部。該納米粒子在活細胞熒光成像、時間分辨成像及包覆疏水藥物等方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米生物材料技術領域，更具體地，涉及一種兩親性細胞穿膜肽及其包覆疏水性分子的納米粒子和該粒子的制備方法與應用。

背景技術

細胞膜是一種生物學屏障，能阻止熒光探針分子、生物大分子及藥物分子等進入細胞。對細胞膜通透性較差的熒光探針需要較長的孵育時間才能完成穿膜過程，導致實時熒光檢測延遲。類似地，許多具有治療功效的生物大分子及藥物分子也存在難以進入病變細胞從而發揮生物學效應，大大降低了藥物的療效，增加了藥物使用量和安全隱患。因此，如何使熒光探針分子、生物大分子及藥物分子有效地穿過細胞膜，進入細胞內部發揮作用是解決上述問題的關鍵。

病毒重組技術和物理透膜方式是目前常用的細胞穿膜技術。但上述技術仍存在細胞毒性大、轉入效率低等諸多局限。因此，亟需開發新型高效、低毒的細胞穿膜技術。

細胞穿膜肽(cell-penetrating peptides，CPPs)，也稱為蛋白轉導域(proteintransduction domains，PTDs)或膜轉運蛋白(membrane transduction peptides，MTPs)，是一類由10–30個氨基酸殘基組成的短肽，具有很強的跨膜轉運能力，能有效地介導生物大分子、藥物分子穿過細胞膜，具有很好的應用前景。

富含精氨酸的細胞穿膜肽(arginine-rich cell-penetrating peptides，AR-CPPs)中含有的胍基可以和細胞膜表面帶負電的磷酸基和硫酸基結合，使其能高效地穿越細胞膜。同時，細胞穿膜肽具有較低的細胞毒性，因而在細胞穿膜領域有應用用途(孫春萌等，細胞穿膜肽的研究進展，Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences(2013)48(14):1143-1146)。由非天然的D型精氨酸(r)及天然的L型精氨酸(R)雜合的一種聚精氨酸(rR)₃R₂能高效、低毒性地進入細胞；同時具有一定的抗酶解、抗血清降解能力，因而備受關注(Yan Ma,et al.Direct cytosolic delivery of cargoes in vivo by a chimeraconsisting of D-and L-arginine residues,Journal of Controlled Release(2012)162:286-294)。然而，該聚精氨酸需要將標記物和包覆的分子以共價鍵的形式連接在肽鏈的N端或者C端。這樣的分子結構一方面增加了多肽與標記物或者包覆分子的合成的步驟、難度與成本；另一方面，以共價鍵連接在聚精氨酸上的標記物和包覆分子數量有限，而在成像或載藥應用時則需要較多的多肽。此外，通過化學鍵與該聚精氨酸鍵合的標記物和包覆分子的種類和用量有限，進一步限制了其應用的領域。

發明內容

本發明解決了現有技術中穿膜肽與疏水分子化學鍵合過程復雜，且鍵合的分子數量和種類有限，不能滿足成像或載藥應用的要求的技術問題。

根據本發明的第一方面，提供了一種細胞穿膜肽，所述穿膜肽氨基酸序列為X-Y-(r-R)₃-(R)₂；