[发明专利]一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用。SP94短肽能够与GRP78蛋白特异性结合，GRP78蛋白特异性表达于肿瘤细胞表面，本发明制备的靶向材料SP94短肽‑聚乙二醇2000‑壳聚糖，既可作为超声造影剂的制备原料，同时可以发挥其靶向肿瘤细胞的作用，制备出具有靶向性的超声造影剂。本发明制备的靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂具有较好的载药能力，制备得到的靶向肿瘤细胞的携载阿霉素的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂在纳米级范围，对于肿瘤的治疗具有靶向性和高效性，可以借助超声辐照产生的声孔效应促进药物进入肿瘤细胞内，特异性杀伤肿瘤细胞，增强肿瘤细胞的治疗效果。

技术领域：

本发明涉及一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，属于超声分子影像学技术领域。

背景技术：

肿瘤严重威胁人类生命健康，化学治疗是常用的治疗方法之一，但化疗药物存在靶向性差、全身毒副作用大、治疗效果不理想的问题。因此如何安全且高效的把化疗药物递送到肿瘤病灶一直是肿瘤治疗急需解决的问题。

葡萄糖调节蛋白78(glucose regulated protein 78，GRP78)存在于内质网中，在正常细胞中帮助蛋白质正确折叠与装配，同时参与调节错误折叠蛋白的降解、内质网中钙离子的结合和内质网应激信号活化。实体肿瘤通常处于低氧、低葡萄糖和pH酸性的微环境中，这些肿瘤微环境因素可以通过内质网应激反应促进GRP78蛋白转移到细胞表面，而在正常细胞的膜表面却没有观察到这种转移。所以，肿瘤细胞膜表面特有的GRP78蛋白就可以成为治疗肿瘤细胞特异的分子靶点。

目前有一些靶向GRP78的药物递送系统被研制，但是在超声造影剂领域尚未见到相关研究。超声靶向微泡破坏(ultrasound-targeted microbubble destruction，UTMD)的靶向系统具有其独特的治疗优势，相对于其他显影方式定位更精确、具有实时可视性，靶向递送同时还能促进抗癌药物进入肿瘤细胞内以加强治疗效果。许多研究表明，与传统的超声造影微泡相比，全氟戊烷(perfluoropentane，PFP)纳米液滴粒径更小、更易穿透肿瘤新生毛细管壁，也更为稳定地输送药物到靶向肿瘤组织中，但目前常见的用于制备PFP纳米液滴的包裹材料需有机溶剂溶解，残留的有机溶剂易在机体内蓄积引起毒副作用。而壳聚糖是一种天然的高分子材料，易溶于水且安全无毒，生物相容性良好，最重要的是它含有丰富的自由氨基和羧基等活性基团，具有良好的修饰性，是一种理想的超声造影剂壳膜材料。

发明内容：

针对目前尚无靶向GRP78蛋白的超声造影剂相关研究的问题，本发明提供了一种靶向肿瘤细胞的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂及其制备方法与应用，以SP94短肽-聚乙二醇2000- 壳聚糖为壳膜材料、全氟戊烷为内核液体，制备纳米级超声造影剂，该造影剂生物安全性高，成像能力优良，具有较强的肿瘤靶向能力。本发明还验证了上述纳米级超声造影剂的载药(阿霉素)能力，证明了携载阿霉素的壳聚糖衍生物纳米级超声造影剂在靶向杀伤肿瘤细胞方面的优良效果。

术语说明：

葡萄糖调节蛋白78：Glucose regulated protein 78(GRP78)，是一种分子伴侣。在正常细胞中帮助蛋白质正确折叠与装配，存在于内质网中；在肿瘤微环境中可以通过内质网应激反应转移到肿瘤细胞表面。

SP94短肽：能够与GRP78蛋白结合，氨基酸序列为SFSIIHTPILPLGGC。

MAL-聚乙二醇2000-NHS：马来酰亚胺聚乙二醇活性酯。

全氟戊烷：Perfluoropentane(PFP)，一种液态氟碳，沸点为29℃，可以用作超声造影剂内核。

阿霉素：Doxorubicin(DOX)，可抑制RNA和DNA的合成，抗瘤谱较广，对多种肿瘤均有作用，属于周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用。