[發明專利]一種新型腦靶向穿膜肽及其在脂質體中的應用

在審

• 申請號: 202010629000.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN113880913A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 謝英;馬爽;崔巍;孟帥;黑玉;孫丹;鄧博
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C07K7/06
• 分類號: C07K7/06;C07K7/08;A61K47/62;A61K47/69;A61K31/704;A61P35/00
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本發明屬于醫藥技術中的藥物制劑領域。公開了一種新型腦靶向穿膜肽及其在脂質體中的應用。本發明提出了一種與血腦屏障上乙酰膽堿受體有強結合能力的腦靶向多肽，將其命名為RVGP；在此基礎上，發明了一種新型腦靶向穿膜肽，將其命名為PTB；以及PTB在遞藥系統中的應用，包括但不限于脂質體遞藥系統。在PTB修飾的脂質體遞藥系統中，PTB最優密度分別為2％，偶聯PTB的聚乙二醇分子量為2000Da～5000Da，優選3400Da。本發明所提出的新型腦靶向穿膜肽具有全新的小窩蛋白和受體介導的細胞內化機制和內質網轉運途徑，有效避開了溶酶體途徑的降解，在中樞神經系統疾病，尤其腦膠質瘤治療的藥物中具有光明的應用前景。

技術領域 本發明涉及計算模擬設計多肽和藥學中納米給藥系統，尤其涉及腦靶向脂質體給藥系統的設計和構建，屬于生命科學和藥學技術領域。

背景技術

由于血腦屏障(BBB，Blood-Brain Barrier)的存在，限制了超過98％的小分子及近乎100％的大分子通過血液進入腦組織^[1]。受體介導是目前研究最為廣泛的一種藥物遞送轉運方式，其憑借分子識別特異性可增加藥物腦靶向，但存在受體飽和性以及藥物入胞后難以溶酶體逃逸的限制，阻礙了藥物的腦部遞送^[2]。除了受體介導，利用靜電相互作用的吸附介導也是一種促進藥物跨BBB轉運的有效方式。細胞穿透肽(cell penetratingpeptides，CPP)在生理條件下帶有正電荷，具有細胞穿透和溶酶體逃逸能力，是一種有潛力的吸附介導多肽，但其缺乏選擇性^[3]。將受體介導與吸附介導相結合，構建雙重介導脂質體^[4]，取長補短，可同時實現藥物靶向性與溶酶體逃逸能力，提高藥物治療指數。前期，我們發明了一種轉鐵蛋白和細胞穿透肽雙重修飾的腦靶向脂質體，申請并獲得了專利授權(《靶向腦膠質瘤的雙重修飾脂質體給藥系統的制備和應用》，專利號：ZL201510197807.3)，為腦膠質瘤的治療提供了新策略。

研究表明，BBB上除了轉鐵蛋白受體，還高表達乙酰膽堿受體(nAChR)^[5]?？袢《咎堑鞍?Sup>[6]的結構域(殘基175-203)中29個氨基酸所構成的RVG29與nAChR具有較高的結合能力，已在脂質體^[7]、殼聚糖^[8]、外涵體^[9]、納米粒^[10]等多種給藥系統得到應用，對于藥物的腦遞送起到了重要作用。

但目前存在的問題是(1)RVGP29具有29個氨基酸，其制備合成困難、產量低、體內應用易產生免疫原性，亟需發明一種與乙酰膽堿受體結合能力更強、氨基酸數目更少的短肽，應用于腦靶向遞藥系統的修飾。(2)除了我們之前發明中所設計的受體介導多肽和吸附介導多肽同時修飾脂質體構建雙重介導脂質體之外，將腦靶向多肽與多聚精氨酸直接偶聯是否也是一種雙重介導方式？以及它的作用機制如何？這些問題尚不清楚，亟需在分子水平闡明這種直接偶聯方式形成的單一多肽分子與BBB的作用機制，發明一種同時具有腦靶向和細胞穿透及溶酶體逃逸能力的新型多肽，為其在遞藥系統中的應用提供更廣泛的前景。

2013年Martin Karplus，Michael Levitt和Ariech Warshel因其在“復雜化學系統中的多尺度模擬”的貢獻被授予諾貝爾化學獎。多尺度模擬可依次劃分為量子力學(quantum mechanics，QM)計算、全原子分子動力學(all-atom molecular dynamics，AAMD)模擬、粗?；瘎恿W(coarse-grained molecular dynamics，CGMD)^[11]、耗散動力學模擬(Dissipative Particle Dynamics Simulation，DPD)^[12]等，研究的對象尺度也從微觀逐步放大到介觀，可以對不同精度的分子作用進行分析，為藥物制劑在體內外的研究拓展了新的方法和思路。