本發(fā)明屬于腫瘤分子生物學(xué)領(lǐng)域,特別是涉及一種多肽納米微球、制備方法及其在抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
多肽在生命過程中具有關(guān)鍵作用,多肽藥物是發(fā)展最快的領(lǐng)域之一,隨著多肽合成技術(shù)及多肽重組表達(dá)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的多肽藥物應(yīng)用于臨床治療。多肽藥物具有制備方便、活性強(qiáng)、容易修飾、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn),但也存在體內(nèi)容易降解、半衰期短等問題。此外,許多大分子多肽具有良好的抑瘤作用,但由于其難于進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮作用,無(wú)法作為抗腫瘤藥物應(yīng)用,限制了這類藥物的應(yīng)用。因此,迫切需要采用新的技術(shù)提高多肽穿透細(xì)胞膜/核膜的能力,提高這類藥物的血漿半衰期,這一技術(shù)的突破對(duì)發(fā)展多肽/蛋白藥物具有重要價(jià)值。
海鞘多肽CS5931是我們研究團(tuán)隊(duì)由海洋生物海鞘中獲得的抗腫瘤多肽,前期研究表明,CS5931由58個(gè)氨基酸組成,分子量5931Da,可以通過線粒體途徑誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞凋亡,對(duì)肝癌、結(jié)腸癌及肺癌等都具有很強(qiáng)的殺傷活性,對(duì)小鼠肝癌和人結(jié)腸癌裸鼠移植性腫瘤的抑瘤率分別達(dá)到59%和70%。CS5931具有發(fā)展成為新型抗腫瘤藥物的潛力。但我們前期研究發(fā)現(xiàn)CS5931可以主要作用于腫瘤細(xì)胞膜表面的烯醇式酶1(Enolase1),能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的量很少。但多肽作為藥物應(yīng)用,極易受到體內(nèi)蛋白酶的攻擊而降解,多數(shù)多肽的半衰期僅為十至幾十分鐘。我們測(cè)定了CS5931的半衰期,發(fā)現(xiàn)其在兔體內(nèi)的血漿半衰期僅為22min。因此,增加多肽的半衰期對(duì)進(jìn)一步提高其抗腫瘤效果具有重要意義。
納米技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展最快的領(lǐng)域之一,在生物科學(xué)的研究方面,納米技術(shù)也獲得了廣泛應(yīng)用,包括新型納米藥物的研發(fā)、納米醫(yī)用材料的應(yīng)用都取得了突破性進(jìn)展。本發(fā)明將多肽CS5931制備為納米微球,可大大提高其抗腫瘤活性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供了一種多肽CS5931納米微球,并提供了該納米微球的制備方法及其在抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種多肽納米微球,其特征在于:包括納米載體和由載體包裹或吸附的多肽CS5931。
優(yōu)選的,所述多肽CS5931由58個(gè)氨基酸組成,分子量5931Da,N末端序列為:MVVPCDGQSECPDGNT。
優(yōu)選的,所述納米載體為植物油或十二烷制備的納米顆粒,所述植物油包括大豆油,橄欖油或其它可食用非調(diào)和油。
更優(yōu)選的,所述納米載體與多肽CS5931的體積重量比為10:1-3ml/g。
更進(jìn)一步的,所述的多肽微球的制備方法,包括以下步驟:將多肽CS5931溶于5-15倍體積蒸餾水制備為水溶液,加入植物油或十二烷,將超聲探頭置于水油液面分界處,超聲處理制備成納米微球,采用超濾膜分離納米微球,即得。
優(yōu)選的,所述的多肽納米微球的制備方法,其特征在于包括以下步驟:將多肽CS5931溶于10倍體積蒸餾水制備為多肽水溶液,多肽水溶液按體積比3:2加入植物油或十二烷,將超聲探頭置于水油液面分界處,反應(yīng)溫度為20℃,超聲強(qiáng)度為150W/cm2,超聲時(shí)間為3min,采用超濾膜分離納米微球,收集微球體積小于200納米的微球,即得。
本發(fā)明還提供了上述的多肽納米微球在抗腫瘤治療藥物中的應(yīng)用。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:
1)多肽CS5931具有一定的抗腫瘤活性,但其穩(wěn)定性差,同時(shí)不能直接進(jìn)入細(xì)胞發(fā)揮抗腫瘤作用;本發(fā)明將多肽CS5931制備成穩(wěn)定的納米微球,其穩(wěn)定性顯著增強(qiáng),在室溫(25℃)條件下保存一周而不降解。這很好地解決了多肽的保存問題,為多肽藥物的應(yīng)用開辟了新的途徑。
2)本發(fā)明將具有顯著抗腫瘤活性的多肽CS5931制備為多肽納米微球,經(jīng)MTT法檢測(cè),該納米微球具有更高的抗腫瘤活性,其半數(shù)抑制濃度(IC50)約為多肽CS5931的十分之一,抗腫瘤活性顯著增強(qiáng)。
附圖說明
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
附圖1為本發(fā)明的多肽CS5931納米微球用戊二醛固定后的電鏡掃描圖。
附圖2為本發(fā)明的多肽CS5931納米微球的甲醛變性PAGE凝膠電泳圖,圖中,M:蛋白Marker;1:Cs5931凝膠電泳;2:Cs5931納米微球凝膠電泳。
附圖3為本發(fā)明的多肽CS5931納米微球?qū)Y(jié)腸癌HCT116和肝癌Bel7402細(xì)胞增殖作用圖;
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1.多肽CS5931納米微球的制備方案
多肽CS5931參照以下文獻(xiàn)方法進(jìn)行制備:
MarDrugs.2016Mar21;14(3).pii:E47.doi:10.3390/md14030047.
將多肽CS5931溶于10倍體積蒸餾水制備為多肽水溶液,多肽水溶液按體積比3:2加入保護(hù)油層(大豆油),將超聲探頭置于水油液面分界處(≈150W/cm2),反應(yīng)溫度設(shè)定為20℃,超聲時(shí)間為3Min。采用20kDa的超濾膜分離納米微球,納米微球分離出來(lái)后經(jīng)DLS和SME方法分析其大小及粒徑分布。多肽CS5931納米顆粒用戊二醛固定后用掃描電鏡分析,實(shí)施結(jié)果見附圖1所示,標(biāo)尺:100納米。結(jié)果表明應(yīng)用此方法可制備為200納米直徑大小的多肽CS5931納米微球,且成均質(zhì)分布在溶液中。
實(shí)施例2.多肽CS5931納米微球體外穩(wěn)定性檢測(cè)
為檢測(cè)多肽CS5931納米微球的體外穩(wěn)定性,將制備得到多肽CS5931樣品和采用本發(fā)明制備的多肽納米微球樣品,分別在25℃條件下放置0-7天,期間用紫外分光廣度計(jì)在280納米處監(jiān)測(cè)蛋白的紫外吸收值變化,結(jié)果表明,多肽CS5931放置7天后,吸收度顯著降低,但其納米微球,吸收度沒有變化,說明多肽CS5931制備為納米微球后穩(wěn)定性顯著升高。進(jìn)一步我們采用甲醛變性PAGE凝膠電泳檢測(cè)多肽CS5931的完整性,以評(píng)價(jià)多肽CS5931納米微球在室溫條件下的保存時(shí)間。實(shí)施結(jié)果見附圖2,結(jié)果表明:多肽CS5931應(yīng)用實(shí)施例1的方法制備為納米顆粒后可以在室溫25℃條件下存放7天而保持多肽的完整性,但未經(jīng)處理的多肽CS5931在室溫條件下存放7天完全降解。
實(shí)施例3.多肽CS5931納米微球體外抗腫瘤活性檢測(cè)
消化收集處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的結(jié)腸癌HCT116和肝癌Bel7402細(xì)胞,每孔3000個(gè)細(xì)胞接種于96孔板,24h后,分別加入不同濃度的未處理的多肽及納米微球(0.25、0.5、1、2、4μM)、陰性對(duì)照采用PBS緩沖液,分別于44h加入0.5mg/mLMTT,4h后每孔加入DMSO150μL,溶解后于490nm處測(cè)吸收。計(jì)算不同濃度的抑制率,并計(jì)算IC50。存活率計(jì)算公式如下:存活率(%)=OD實(shí)驗(yàn)/OD對(duì)照×100。
不同濃度的多肽及納米微球?qū)Y(jié)腸癌HCT116和肝癌Bel7402細(xì)胞的抑制曲線如圖3所示??梢钥闯?,多肽能劑量依賴性抑制HCT116和肝癌Bel7402細(xì)胞生長(zhǎng),IC50分別為7.9和9.5μM,而多肽制備為納米微球后抗腫瘤活性大大升高,且對(duì)這兩種細(xì)胞的IC50分別為0.75,1.1μM。