[发明专利]具有粘膜粘附性和Pept－1靶向性的一种壳聚糖衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种壳聚糖衍生物及其制备方法，属于功能性高分子材料合成及应用领域。其对粘膜的粘附性和对Pept-1转运蛋白的靶向性通过角膜前滞留试验和对原代人角膜上皮细胞转运实验进行了初步探索。

背景技术

壳聚糖是一种碱性天然多糖，具有生物相容性高、毒性低、可生物降解、不具免疫原性等优异性能，在酸性条件下易溶。壳聚糖分子链上有多个活泼的2-氨基和3/6-羟基，结构修饰后的壳聚糖衍生物具有新的物理化学或生物学特性。壳聚糖阳离子静电荷对生物膜有良好吸附作用和穿透力，可用作某些药物载体，在医疗和制药方面应用前景广阔。

谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物(L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸)，可与壳聚糖主链通过酰胺键连接形成巯基化壳聚糖。巯基化壳聚糖能以谷胱甘肽的游离巯基与细胞表面黏蛋白末端半胱氨酸上巯基通过游离巯基氧化反应或硫交换反应形成共价二硫键，增强对黏膜的黏附能力，从而延长粘膜前滞留时间。本课题组前期研究发现谷胱甘酰-壳聚糖对粘膜具有良好粘附性，刺激性低且可生物降解(Qin ZG，Zhang J，Chi HB，Cao F.J Nanopart Res，2015，17：468.)；此外，巯基化壳聚糖对药物具有高效的促渗透作用。

靶向寡肽转运载体(Pept)属于内流跨膜转运蛋白，是一种质子依赖型的转运蛋白，具有12个跨膜区域和膜外的糖基化结构。目前所知的Pept主要位于上皮细胞的刷状缘膜和基底外侧膜。位于刷状缘膜的Pept有两种常见亚型，即Pept-1和Pept-2。Pept-1主要分布于小肠上皮细胞，同时，有文献表明，人角膜上皮也存在Pept-1转运体。Pept-1亲和力和表达量高，其底物必须含有一个游离的氨基，是目前研究最广泛的靶向转运器。已有研究表明一些分子对肽转运体具有靶向作用，而某些肽类(如寡核苷酸、二肽及三肽)及模拟肽主要利用Pept转运体完成跨膜转运，可用于眼部生物膜的转运。如Majumdar等对多种二肽单酯更昔洛韦前药(L-络氨酰-L-缬氨酸、L-甘胺酰-L-缬氨酸及L-缬氨酰-L-缬氨酸)的玻璃体药动学以及其对兔视网膜组织的Pept-1转运体的靶向作用进行研究，结果表明，与寡肽前药缬氨酰-更昔洛韦相比，二肽前药在视网膜色素上皮的渗透性得到显著性提高[Majumdar S，Kansara V，Mitra AK.2006；22(4)：231-41.]。如专利CN 103204893 A，利用Pept-1靶向拟肽类二酯前药技术提高羧酸类药物口服吸收的方法，通过将羧酸类药物修饰成部分氨基酸-药物类型的前药分子提高其口服吸收效果。本课题组证明以L-缬氨酸和L-缬氨酰缬氨酸进行眼用药物载体的修饰，可达到促进药物在角膜的渗透，增加药物在眼内组织分布的作用(Xu T，Zhang J，Chi H，Cao F.Acta Biomater，2016，36：152-63.)。文献调研二肽甘氨酰-肌氨酸为Pept-1转运体的天然底物，并广泛用于Pept-1转运体转运机制研究中的抑制剂。

经过文献调查，目前还没有关于在壳聚糖活泼氨基端接枝谷胱甘肽和甘氨酰-肌氨酸以达到对粘膜粘附性和Pept-1靶向性功能的研究报道。为了进一步验证具有Pept-1靶向性和对粘膜的粘附性的壳聚糖衍生物的应用范围，本发明选择将接枝后的壳聚糖衍生物与载药的层状双氢氧化物纳米材料(LDH)进行杂化，得到有机/无机杂化-层状双氢氧化物纳米复合物，由角膜前滞留试验和人原代细胞摄取试验验证接枝后的壳聚糖衍生物能显著增加药物在粘膜的滞留时间，且对药物具有高效促渗透作用。

发明内容

本发明公开了一类新的同时具有靶向性和粘膜粘附性的壳聚糖衍生物，以壳聚糖为骨架，2-氨基为修饰位点，通过酰胺键来接枝甘氨酰-肌氨酸和谷胱甘肽，形成新型靶向性粘附性的聚合物。谷胱甘酰-壳聚糖对粘膜具有良好的粘附性，可显著增加药物在粘膜的滞留时间；甘氨酰-肌氨酸作为Pept-1的天然转运底物可通过特异性识别将药物载体转运至生物膜内，达到对药物的高效促渗透作用。

本发明的壳聚糖衍生物为冻干制品，蓬松多孔，微黄块状，易溶于水。

本发明的一个目的是提供上述壳聚糖衍生物的制备方法。

本发明另一个目的是提供上述壳聚糖衍生物在与其他载体杂化中的应用。如本发明的壳聚糖衍生物可与载药的无机纳米材料LDH进行杂化，通过增加对粘膜粘附性和膜上皮Pept-1的特异性识别、主动转运作用来增加药物在膜前的滞留和透过膜吸收的效率，增加生物利用度。

本发明的壳聚糖衍生物的结构为如下：